本发明属于测钒技术领域，尤其涉及一种用于测量磁铁矿和钒钛磁铁矿中钒含量的方法。
背景技术：
钒在地壳中大多伴生在钛磁铁矿、磁铁矿、铝土矿、粘土、多金属矿、铀矿及磷矿等矿床中，现在已知的钒矿物达50多种。钒主要用于钢铁工业，炼制优质钢和各种合金。钢中加入千分之几的钒就能增加钢的强度和韧性。化学工业中，用钒的氧化物生产硫酸、炼制石油、制造染料、化学药剂、彩色胶片和墨水等。钒的测定方法有重量法、容量法、比色法、极谱法、电流滴定法等。最常用的是容量法和比色法。
磷钨钒酸比色法测钒基于在酸性溶液中v5+与磷酸，钨酸钠形成黄色络合物，此方法在应用过程中，酸性介质主要是硫酸和硝酸，但由于样品中有钡或铅存在，用硫酸作介质，必有白色沉淀出现影响比色；而硝酸本身具有强氧化性，使不该引入的干扰元素如钼和铬进入溶液，与磷酸，钨酸钠形成黄色络合物，致使钒的结果偏高，同时浓硝酸具有腐蚀性，对分析人员形成伤害。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种用于测量磁铁矿和钒钛磁铁矿中钒含量的方法，旨在解决现有技术运用磷钨钒酸比色法测定钒实践中遇到的问题，用硫酸作介质，易出现白色沉淀干扰比色，用硝酸作介质，易引入干扰元素影响络合物稳定性，样品结果难于重现，精密度差，准确度难于保证，另外硫酸具脱水性，可将人体的有机物中氢氧元素以2：1的摩尔比生成水，使皮肤炭化；硝酸将人的皮肤蛋白质氧化成黄色，造成伤害的问题。而改用盐酸作介质，可消除以上问题。
本发明是这样实现的，一种用于测量磁铁矿和钒钛磁铁矿中钒含量的方法，所述用于测量磁铁矿和钒钛磁铁矿中钒含量的方法采用盐酸为介质运用磷钨钒酸比色法来测定样品中钒的含量；
具体包括：
实验原理：钒矿样用过氧化钠熔融，生成钒酸钠，五价钒在酸性溶液中，与磷酸、钨酸钠形成黄色可溶性磷钨钒酸络合物，在420nm处比色。
溶液的配制：配制hcl溶液、h3po4溶液、na2wo4溶液、h2so4溶液、钒标准溶液、工作标准溶液v2o5
标准曲线的绘制：吸取v2o5标准溶液置于比色管中，加入hcl溶液2.5ml摇匀，然后加入h3po4溶液2.5ml摇匀，再加入na2wo4溶液2.5ml，用去离子水冲至刻度，摇匀，30min后用uv-160a型分光光度计(日本岛津公司)在420nm处，用2cm比色杯比色；得出该标准曲线的线性方程y＝0.0014x+0.0007，线性回归系数r＝0.9996；
样品分析：称取样品于高铝坩埚中，加入na2o2，用玻璃棒将样品与熔剂充分混匀，再覆盖1gnaoh，置于已升温至的高温炉中熔融，取出并冷却；置于250ml烧杯中用热水浸提，待剧烈反应停止，滴加乙醇以消除高价锰的影响，并在电热板上煮沸破坏h2o2，冷却后移入容量瓶中定容澄清；根据样品高低分取于比色管比色。
进一步，所述溶液的配制具体包括配制：
⑴6mol/lhcl溶液：取50ml浓hcl和50ml去离子水混合而成。
⑵7.35mol/l的h3po4溶液：取50ml浓h3po4和50ml去离子水混合而成。
⑶50g/l的na2wo4溶液：称取5.0gna2wo4入去离子水中溶解后定容到100ml。
⑷0.178mol/l的h2so4溶液：将10ml浓h2so4缓慢倒入已量取过的90ml去离子水中，冷却后待用。
⑸100μg/ml的钒标准溶液；从国家标准物质中心购置。
⑹25μg/ml的工作标准溶液：取上述100μg/ml的钒标准溶液25ml加入100ml容量瓶中，用0.178mol/lh2so4冲至刻度。
进一步，标准曲线的绘制具体包括：
准确吸取25μg/mlv2o5标准溶液0、25、50、100、150、200μg置于25ml比色管中，不足10ml的补加去离子水至10ml，加入6mol/lhcl溶液2.5ml，摇匀，然后加入h3po4溶液2.5ml，摇匀，再加入50g/lna2wo4溶液2.5ml用去离子水冲至刻度，摇匀，30min后在420nm处，2cm比色杯比色；由测定数据得出该标准曲线的线性方程y＝0.0014x+0.0007，线性回归系数r＝0.9996。
进一步，样品分析具体包括：
称取0.1000～0.5000g样品于高铝坩埚中，加入3.0gna2o2，用玻棒将样品与熔剂充分混匀，再覆盖1.0gnaoh，置于已升温至750℃的高温炉中熔融30min后，取出并冷却；置于250ml烧杯中用热水浸提，待激烈反应停止，滴加95％乙醇以消除高价锰，并在电热板上煮沸3～5min破坏h2o2，冷却后移入100ml容量瓶中定容澄清；根据样品高低分取5ml或10ml于25ml比色管比色。后分析过程同标准系列。
本发明的另一目的在于提供一种利用上述方法测定磁铁矿中钒含量的化学药品。
本发明提供的测钒的方法，改用盐酸介质，经过大量实验，证明该方法重现性好，络合物稳定时间长，操作更为安全，特别适用于钛磁铁矿、磁铁矿中钒的测定。将标准物质钒钛磁铁矿gbw07225和gbw0727分别进行12次平行测定，测定结果见表2。使用该方法测得标准物质的平均值与标准值相符度较高，可知，测定样品结果有较高的准确度和可信度。
表2标准物质检测结果数据表
另外原方法由于样品中有钡或铅存在，用硫酸作介质，必有白色沉淀出现影响比色，实验失败。
而新方法显色充分，络合物稳定时间可达到3h以上。
表4新方法络合物稳定性数据表
25ml溶液中v2o5的量(μg)。
附图说明
图1是本发明实施例提供的用于测量磁铁矿和钒钛磁铁矿中钒含量的方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细描述。
如图1所示，本发明实施例提供的用于测量磁铁矿和钒钛磁铁矿中钒含量的方法，所述用于测量磁铁矿和钒钛磁铁矿中钒含量的方法采用盐酸介质进行磷钨钒酸比色法测钒含量；
具体包括：
s101:溶液的配制：配制hcl溶液、h3po4溶液、na2wo4溶液、h2so4溶液、钒标准溶液、工作标准溶液v2o5。
s102:标准曲线的绘制：准确吸取25μg/mlv2o5标准溶液0、25、50、100、150、200μg置于25ml比色管中，不足10ml的补加去离子水至10ml，加入6mol/lhcl溶液2.5ml，摇匀，然后加入h3po4溶液2.5ml，摇匀，再加入50g/lna2wo4溶液2.5ml用去离子水冲至刻度，摇匀，30min用uv-160a型分光光度计(日本岛津公司)，后在420nm处，2cm比色杯比色,得出该标准曲线的线性方程y＝0.0014x+0.0007，线性回归系数r＝0.9996；
s103:样品分析：称取样品于高铝坩埚中，加入na2o2，用玻璃棒将样品与熔剂充分混匀，再覆盖1gnaoh，置于已升温至的高温炉中熔融，取出并冷却；置于烧杯中用热水浸提，待剧烈反应停止，滴加乙醇以消除高价锰的影响，并在电热板上煮沸破坏h2o2，冷却后移入容量瓶中定容澄清；根据样品高低分取于比色管比色。
下面结合实验对本发明的应用原理作进一步描述。
1.实验部分
1.1实验原理
钒矿样用过氧化钠熔融，生成钒酸钠，五价钒在酸性溶液中，与磷酸、钨酸钠形成黄色可溶性磷钨钒酸络合物，在420nm处比色。
1.2仪器与试剂
uv-160a型分光光度计(日本岛津公司)；na2o2、naoh、hcl、h3po4均为分析纯(西安化学试剂厂)；na2wo4为分析纯(天津市化学试剂四厂)；实验用水均为去离子水。
1.2溶液的配制
⑴6mol/lhcl溶液：取50ml浓hcl和50ml去离子水混合而成。
⑵7.35mol/l的h3po4溶液：取50ml浓h3po4和50ml去离子水混合而成。
⑶50g/l的na2wo4溶液：称取5.0gna2wo4入去离子水中溶解后定容到100ml。
⑷0.178mol/l的h2so4溶液：将10ml浓h2so4缓慢倒入已量取过的90ml去离子水中，冷却后待用。
⑸100μg/ml的钒标准溶液；从国家标准物质中心购置。
⑹25μg/ml的工作标准溶液：取上述100μg/ml的钒标准溶液25ml加入100ml容量瓶中，用0.178mol/lh2so4冲至刻度。
1.3标准曲线的绘制
准确吸取25μg/mlv2o5标准溶液0、25、50、100、150、200μg置于25ml比色管中，不足10ml的补加去离子水至10ml，加入6mol/lhcl溶液2.5ml，摇匀，然后加入h3po4溶液2.5ml，摇匀，再加入50g/lna2wo4溶液2.5ml用去离子水冲至刻度，摇匀，30min后用uv-160a型分光光度计(日本岛津公司)在420nm处，2cm比色杯比色。测定数据如表1，由表的数据分析后得出该标准曲线的线性方程是y＝0.0014x+0.0007，线性回归系数r＝0.9996，符合分析要求。
表1钒的标准曲线测定值
2.样品分析
2.1实验步骤
称取0.1000～0.5000g(±0.1mg)样品于高铝坩埚中，加入3.0gna2o2，用玻璃棒将样品与熔剂充分混匀，再覆盖1.0gnaoh，置于已升温至750℃的高温炉中熔融30min后，取出并冷却。置于250ml烧杯中用热水浸提，待剧烈反应停止，滴加95％乙醇以消除高价锰的影响，并在电热板上煮沸3～5min以破坏h2o2，冷却后移入100ml容量瓶中定容澄清。根据样品高低分取5ml或10ml(不足10ml者去离子水至10ml)于25ml比色管，以下同标准曲线。
2.2方法精密度和准确度
将标准物质钒钛磁铁矿gbw07225和gbw0727分别进行12次平行测定，测定结果见表2。使用该方法测得标准物质的平均值与标准值相符度较高，可知，测定样品结果有较高的准确度和可信度。
表2标准物质检测结果数据表
3讨论
3.1酸度
在分光光度分析中，溶液的酸度应为非常重要的因素，尤其本实验中，显色时溶液的酸度应严格控制，磷钨钒酸的络合物在盐酸体系中，加入磷酸时显色酸度为10～30％(以体积计)，酸度过低，显色慢，酸度过高，颜色不稳定，易褪色。而且溶液的酸度在此范围内，许多元素的存在不干扰钒的测定，显色后溶液颜色清亮。
3.2显色时间和新旧方法稳定时间的比对
显色时间由显色反应的反应速度和温度决定。用100μg钒的标准溶液在不同的显色时间测其吸光度，得下表3数据，
表3显色时间与吸光度值关系数据表
由表3数据可知，加入钨酸钠使得溶液需经相当长的一段时间后才稳定显色，在15min时吸光度开始稳定，25min后吸光度持续稳定。测试时最好是在定容30min后比色，原方法由于样品中有钡或铅存在，用硫酸作介质，必有白色沉淀出现影响比色，实验失败。
而新方法显色充分，络合物稳定时间可达到3h以上。
表4新方法络合物稳定性数据表
25ml溶液中v2o5的量(μg)
3.3问题与讨论
钒样品在熔融过程中，并没有参考文献中所说，用过氧化钠为熔剂半熔即可，而是必须在750°熔融30分钟，矿物中钒才能进入溶液，否则有黑渣出现在沉淀中。
4
本发明方法采用盐酸介质，操作简便，保证了络合物的稳定时间，分析结果重现性好，准确可靠，可提高工作效率；该方法特别适用于钒钛磁铁矿、磁铁矿中钒的测定。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。