一种铬铁还原焙烧物中金属铁含量的测定方法与流程

本发明属于矿石中金属含量测定，尤其涉及一种铬铁还原焙烧物中金属铁含量的测定方法。

背景技术：

1、铬铁尖晶石，分子式为(mg,fe)(cr,al)2o4，从其xrd表征结果(表征结果如图1所示)可知，其中无赤褐铁矿和磁性铁，不含三价铁。以铬铁尖晶石为原料经还原焙烧后获得铬铁矿还原焙烧物，对试样进行了sem表征分析(表征结果如图2所示)，结果表明试样中主要含金属铁、金属铬和未参与反应的铬铁尖晶石，其中二价铁存在于未参与反应的铬铁尖晶石中；在铬铁尖晶石基体的孔洞中，金属铁和金属铬为相互包裹的铬铁合金状态。

2、用于检测金属铁的常规方法有三氯化铁浸取和硫酸铜浸取法，分别是使用三氯化铁溶液和硫酸铜溶液浸取试样中的金属铁，原理分别为归中反应和置换反应。当使用常规方法测定铬铁还原焙烧物中金属铁含量时，由于三氯化铁和硫酸铜溶液均无法将具有特殊结构的铬铁合金中金属铁完全浸取至溶液中，导致结果偏低，进一步证实了样品中存在金属铬包裹金属铁的现象，因此常规的测定方法无法将该试样中的金属铁含量准确测得。

技术实现思路

1、为了克服现有技术中的方法无法准确检测铬铁还原焙烧物中金属铁含量的问题，本发明提供一种铬铁还原焙烧物中金属铁含量的测定方法。铬铁还原焙烧物中金属铁浸出后以二价铁的形式存在于溶液中，同时试样中未参与反应的原料铬铁尖晶石中二价铁不会被转移到溶液中，排除了其中二价铁的干扰，可以准确得到铬铁还原焙烧物中金属铁的含量。

2、为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案如下：

3、本发明提供求一种铬铁还原焙烧物中金属铁含量的测定方法，包括以下步骤：

4、s1、称取铬铁还原焙烧物试样，在试样中加入稀盐酸或稀硫酸溶液，保持试样处于厌氧环境中，反应结束后过滤、洗涤，得到滤液。

5、s2、利用重铬酸钾标准滴定液对步骤s1得到的滤液进行滴定，计算得到试样中金属铁的含量。

6、本发明中，试样为铬铁还原焙烧物，在试样中加入稀盐酸或稀硫酸溶液，将铬铁还原焙烧物中的金属铁和金属铬均浸出，金属铁变为二价铁存在于溶液中，同时保持反应过程中处于厌氧环境的保护气氛中，使得溶液中的二价铁不会被空气氧化成三价铁，然后对溶液中的二价铁进行滴定，通过换算即可得到金属铁的含量。此时，虽然铬铁还原焙烧物中未反应的铬铁尖晶石中存在二价铁，但是铬铁尖晶石低温下较难溶于酸和碱，因此其中的二价铁不会被转移到溶液中，排除了原料中二价铁的干扰。

7、作为一种可选的实施方式，在本发明提供的测定方法中，所述铬铁还原焙烧物的原料为铬铁尖晶石，以碳为还原剂，在温度为1200～1250℃焙烧后得到，所述铬铁还原焙烧物中含有金属铁和二价铁，所述二价铁存在于铬铁尖晶石中。

8、作为一种可选的实施方式，在本发明提供的测定方法中，所述铬铁还原焙烧物中金属铬和金属铁为互相包覆的状态。

9、本发明中的铬铁还原焙烧物是尖晶石焙烧后得到的产物，焙烧过程中尖晶石中的高价铬和高价铁经还原焙烧分别得到金属铬和金属铁，由于焙烧过程的温度为1200～1250℃，金属铬和金属铁是熔融的，冷却后呈现相互包裹的状态，增加了对金属铁含量测定的难度。

10、作为一种可选的实施方式，在本发明提供的测定方法中，步骤s1中，加入稀盐酸或稀硫酸溶液后在低温微沸状态下反应，反应温度为240～270℃，反应时间为15～20min。

11、将反应控制在低温微沸状态，有利于将铬铁还原焙烧物中的金属铁浸取到溶液中来。具体反应条件为温度240～270℃，反应时间15～20min，若反应温度过高，溶液会发生迸溅、从而使溅到容器壁上的样品无法完全反应，造成实验结果降低。

12、作为一种可选的实施方式，在本发明提供的测定方法中，步骤s1中，加入的稀盐酸或稀硫酸的体积浓度为10％～20％。

13、作为一种可选的实施方式，在本发明提供的测定方法中，所述铬铁还原焙烧物试样与稀盐酸或稀硫酸的加入比例为每克样品中加入稀盐酸或稀硫酸200～250ml。

14、作为一种可选的实施方式，在本发明提供的测定方法中，步骤s1中，厌氧环境为二氧化碳气氛。

15、作为一种可选的实施方式，在本发明提供的测定方法中，步骤s1中，处理试样的容器为细口带塞锥形瓶，在锥形瓶中加入碳酸氢钠和稀盐酸溶液保持试样处于二氧化碳气氛中，反应中用带导管的橡皮塞盖上瓶口，导管另一端插入饱和碳酸氢钠溶液。

16、在试样中同时加入碳酸氢钠和稀盐酸溶液，碳酸氢钠和稀盐酸反应生成二氧化碳气体，保持反应处于二氧化碳气氛中，防止二价铁被氧化成三价铁，同时盐酸还能浸出铬铁还原焙烧物中的金属铁和铬。

17、作为一种可选的实施方式，在本发明提供的测定方法中，步骤s2中利用重铬酸钾标准滴定液对滤液进行滴定具体过程如下：

18、滤液加入硫磷混酸和3～5滴二苯胺磺酸钠指示剂，用重铬酸钾标准滴定溶液滴定至试液30s内紫色不褪去即为终点，消耗的重铬酸钾标准滴定溶液体积为v1 ml；空白溶液中加入10ml的硫酸亚铁铵溶液，用重铬酸钾标准滴定溶液滴定试液至终点，消耗的体积为v2 ml；再往空白溶液中加入10ml的硫酸亚铁铵溶液，用重铬酸钾标准滴定溶液滴定试液至终点，消耗的体积为v3 ml；此时v3–v2即为空白值v0，根据试样及空白试验消耗的重铬酸钾标准滴定溶液的体积即可计算得到试样中金属铁含量。

19、作为一种可选的实施方式，在本发明提供的测定方法中，硫磷混酸的浓度分别为硫酸：磷酸：水＝3:3:14和3:3:4。

20、作为一种可选的实施方式，在本发明提供的测定方法中，步骤s1中，过滤后同时还得到了滤渣，将滤渣在650℃的马弗炉中烧30min，烧后粉末转入锥形瓶内，加入氟化钠后，先加入10ml硫酸，电热板上使硫酸烟腾空后停止加热，稍冷后再加入10ml磷酸，电热板上加热至冒烟腾空后停止加热，冷却后加水，用重铬酸钾标准溶液滴定试液中三价铁含量即为样品中亚铁含量。

21、滤渣中的铁即为未被稀酸浸取的铬铁还原焙烧物中铬铁尖晶石的二价铁。结合试样全铁含量，通过测量滤渣中铁的含量可以验证本发明中检测得到的金属铁的含量是否准确。

22、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

23、本发明的铬铁矿还原焙烧物中金属铁含量的测定方法，使用稀盐酸或稀硫酸将经还原焙烧后具有特殊结构的金属铁和金属铬均浸取至溶液中，能消除样品金属铬对金属铁包裹导致的金属铁含量测定结果偏低的影响。此时未参与反应的原料(铬铁尖晶石)不受酸的影响，其中的二价铁不会浸取到溶液中，排除了原料中二价铁的干扰，可以准确得到铬铁还原焙烧物中金属铁的含量。

技术特征：

1.一种铬铁还原焙烧物中金属铁含量的测定方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的铬铁还原焙烧物中金属铁含量的测定方法，其特征在于，所述铬铁还原焙烧物原料为铬铁尖晶石，分子式为(mg,fe)(cr,al)2o4，以碳为还原剂，在温度为1200～1250℃焙烧后得到，所述铬铁还原焙烧物中铁的存在形态为金属铁和二价铁，所述二价铁存在于铬铁尖晶石中。

3.根据权利要求1所述的铬铁还原焙烧物中金属铁含量的测定方法，其特征在于，所述铬铁还原焙烧物中金属铬和金属铁为互相包覆的状态。

4.根据权利要求1所述的铬铁还原焙烧物中金属铁含量的测定方法，其特征在于，步骤s1中，加入稀盐酸或稀硫酸溶液后在微沸状态下反应，反应温度为240～270℃，反应时间为15～20min。

5.根据权利要求1所述的铬铁还原焙烧物中金属铁含量的测定方法，其特征在于，步骤s1中，加入的稀盐酸或稀硫酸的体积浓度为10％～20％。

6.根据权利要求1所述的铬铁还原焙烧物中金属铁含量的测定方法，其特征在于，步骤s1中，所述铬铁还原焙烧物试样与稀盐酸或稀硫酸的加入比例为每克样品中加入稀盐酸或稀硫酸200～250ml。

7.根据权利要求1所述的铬铁还原焙烧物中金属铁含量的测定方法，其特征在于，步骤s1中，厌氧环境为二氧化碳气氛。

8.根据权利要求1所述的铬铁还原焙烧物中金属铁含量的测定方法，其特征在于，步骤s1中，处理试样的容器为细口带塞锥形瓶，在锥形瓶中加入碳酸氢钠和稀盐酸溶液保持试样处于二氧化碳气氛中，反应中用带导管的橡皮塞盖上瓶口，导管另一端插入饱和碳酸氢钠溶液。

技术总结
本发明公开一种铬铁还原焙烧物中金属铁含量的测定方法，利用稀盐酸或稀硫酸溶液处理铬铁还原焙烧物试样，同时保持试样处于厌氧环境中，反应结束后过滤、洗涤，得到滤液，然后利用重铬酸钾标准滴定液对滤液进行滴定，计算得到试样中金属铁的含量。本发明中使用稀酸将经还原焙烧后具有特殊结构的金属铁和金属铬均浸取至溶液中，能消除样品金属铬对金属铁包裹导致的金属铁含量测定结果偏低的影响。此时未参与反应的原料(铬铁尖晶石)不受酸的影响，其中的二价铁不会浸取到溶液中，排除了原料中二价铁的干扰，可以准确得到铬铁还原焙烧物中金属铁的含量。

技术研发人员：李紫欣,刘争达,许彬,杨炳红,周婷,肖露萍,杨林
受保护的技术使用者：长沙矿冶院检测技术有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15