微波消解—电位滴定法测定铬矿石中三氧化铬含量

微波消解—电位滴定法测定铬矿石中三氧化铬含量

　　摘要：本文采用硫酸-磷酸-氟硼酸作为消解试剂用微波消解仪进行消解，电位滴定仪测定铬矿石中的三氧化铬含量。测定结果均在合理的允差范围之内。与传统方法相比具有简单、快速、污染小等优点。

　　关键词：铬矿石;三氧化铬;微波消解;电位滴定仪

　　引言 我国是一个铬铁矿资源严重短缺的国家，也是全球最大的铬矿石进口国，矿石中三氧化铬的含量对铬矿石的烧结和冶炼都有直接影响，在贸易合同中均会规定三氧化铬的含量。常规都会采用过氧化钠碱熔法来处理铬矿石样品，但该方法消解时间较长，处理过程中会引入杂质，且会给实验人员和环境造成伤害和污染。近年来微波消解作为一种快速前处理手段被越来越多的分析工作者采用，微波消解结合电位滴定法测定铬矿石中三氧化铬含量大大缩短了分析时间，节约了检测成本，节省人力。

　　1.实验部分

　　1.1仪器与试剂

　　微波消解仪;全自动电位滴定仪

　　1.2主要试剂

　　浓硫酸(AR);浓磷酸(AR);氟硼酸(AR);硫酸锰溶液(1g/L)

　　硝酸银溶液(1g/L)氯化钠溶液(50g/L);过硫酸铵溶液(500g/L)

　　亚硝酸钾(10g/L)

　　硫酸亚铁铵标准溶液(0.1mol/L)

　　高锰酸钾标准溶液[C(1/5KMnO4)=0.1mol/L]

　　1.3实验过程

　　1.3.1 样品前处理

　　将样品置于烘箱于105℃烘干1h，冷却至室温。

　　称取上述样品0.2g(精确至0.0001g)置于TFM内罐中,加入7mL浓硫酸、5mL浓磷酸、1mL氟硼酸，敞口静置一段时间，待反应停止后组装消解罐，按下列程序进行消解。

阶段

升温时间min

温度（℃）

压力（psi）

保温时间min

1

11

180

350

5

2

2

200

350

20

　　消解完成后，待温度降至80℃后，转入烧杯中，加150mL蒸馏水，加入10mL硝酸银溶液，10mL硫酸锰溶液、10mL过硫酸铵溶液，加热溶液呈现红色，继续煮沸，加入10mL硫化钠溶液，煮沸浓缩至100mL左右，转移至滴定杯中。

　　1.3.2 电位滴定

　　1.3.2.1 硫酸亚铁铵标准溶液相当于Cr2O3质量(T1)的标定

　　准确称取0.0500g K2Cr2O7于滴定杯中，加入30mL蒸馏水和20mL硫酸进行滴定。

　　1.3.2.2 KMnO4标准溶液系数f的测定

　　在30mL水和20mL(1+3)硫酸，先预加2mL KMnO4用硫酸亚铁铵标准溶液滴定至终点(不计体积)，再加入10mLKMnO4溶液(V3)，用硫酸亚铁铵标准溶液再次滴定至终点(V4)。

　　1.3.2.3 铬矿石中Cr2O3含量的滴定

　　将1.3.1的样品使用铂复合电极与单盐桥饱和甘汞电极，仪器面板上选择常量滴定，并设定好相应参数后进行滴定。先用硫酸亚铁铵滴定至终点后继续滴加过量体积的硫酸亚铁铵标准溶液V，然后用KMnO4进行反滴定到终点V0 ,同时做空白试验。

　　2. 结果与讨论

　　2.1硫酸亚铁铵标准溶液相当于Cr2O3质量(T1)的标定

　　式中：T1 ——1mL硫酸亚铁铵标准溶液相当于Cr2O3的质量;

　　m1——K2Cr2O7的质量;

　　V2——消耗硫酸亚铁铵标准溶液的体积

K2Cr2O7质量m1

（g）

消耗滴定液的体积V2

（mL）

T1

平均值

0.0516

10.457

0.0025

0.0025

0.0504

10.290

0.0025

0.0511

10.442

0.0025

     2.2 KMnO4 标准溶液系数f的测定

　　式中： V3——加入KMnO4 的体积;

　　V4——消耗硫酸亚铁铵标准溶液的体积

V3

（mL）

V4

（mL）

f

平均值

10

10.696

1.0696

1.0690

10

10.684

1.0684

10

10.689

1.0689

　　2.3 矿石中三氧化铬的含量

　　式中：V——样品消耗硫酸亚铁铵标准溶液的体积;

　　V0——消耗高锰酸钾的体积;

　　m——样品质量

m

（g）

V

（mL）

V0

（mL）

空白体积

（mL）

三氧化铬含量（%）

平均值（%）

0.2003

13.977

5.663

0.002

9.885

9.918

0.2108

12.890

4.195

9.965

0.2110

12.393

3.772

9.903

　　微波消解联用电位滴定仪测定铬矿石中三氧化铬含量大大缩短了分析时间，且结果的平行性及精密度令人满意。