SN/T 5632.1-2024 铁矿石分析方法 第1部分：全铁含量的测定 碱熔-EDTA光度滴定法

京都电子KEM产自动电位滴定仪 AT-710S 测定铁矿石分 - 全铁含量

范围
本文件规定了碱熔-EDTA光度滴定法测定铁矿石中全铁含量的方法。
本文件适用 于天然铁矿、铁精矿和人造块矿，包括烧结矿和球团矿中全铁含量的测定。测定范围(质量分数)：30%～72%。

术语和定义
本文件没有需要界定的术语和定义。

方法原理
试料用氢氧化钠-过氧化钠混合熔剂熔融。融结物用盐酸-硝酸溶解，用硫酸消除钛的干扰，用氟化铵掩蔽铝，用硼酸消除过量的氟化物。用水稀释后用氢氧化钠调节试液pH。用乙二胺四乙酸二钠标准溶液滴定，计算全铁含量。

试剂
除非另 有说明，在分析中仅使用确认为分析纯的试剂和蒸馏水或去离子水或相当纯度的水。
高纯铁，纯度≥99.98%。
氢氧化钠。
过氧化钠。
氟化铵。
硼酸。
盐酸，ρ1.16g/mL。
硝酸，ρ1.42g/mL。
硫酸溶液，1+1。
氢氧化钠溶液，200g/L。
铁标准溶液，0.1000mol/L：称取0.5585g铁粉放入250mL烧杯中，加入5mL盐酸和5mL硝酸。盖上表面皿，在平板电炉上低温加热至完全溶解。冷却后转入100mL容量瓶中，用水稀释至刻度。
乙二胺四乙酸二钠(C₁₀H₁₄N₂Na₂O₈，EDTA)标准滴定溶液。C_EDTA=0.1mol/L)
a) 配制：称取40g乙二胺四乙酸二钠于1L烧杯中，加0.8L水，加热溶解，冷却，稀释至1L，混匀。储存于塑料瓶中。
b) 标定：
1) 铁粉溶解
称取0.20g(精确至0.0002g)铁粉放入250mL高型烧杯中，加入5mL盐酸和5mL硝酸。盖上表面皿，在平板电炉上低温加热至完全溶解。在玻璃棒搅拌下，加入2mL硫酸溶液，15mL氢氧化钠溶液和5mL磺基水杨酸溶液，洗出玻璃棒，用水稀释至150mL。
2) 滴定
盖上表面皿，在平板电炉上加热至沸(至小气泡完全消失)。取下烧杯，洗涤表面皿和烧杯内壁。
趁热(溶液温度>80℃)将烧杯置于自 动电位滴定仪滴定台上，插入复合玻璃pH电极，用电磁搅拌器子或仪器自带棒式搅拌器搅拌，在不断搅拌下，加入氢氧化钠溶液，调节溶液的酸度至pH1(±0.05)。
插入光度电极和滴定头，确认光度电极和滴定头浸入溶液中，确保光度电极的光路没有气泡。
运行滴定程序，在不断搅拌下，用EDTA标准滴定溶液滴定，滴定终点时消耗的EDTA标准滴定溶液体积记为V₁。
重复测定4次，记录4次的滴定终点V₁、V₂、V₃、V₄。
在滴定过程中如发现有气泡，可暂停滴定，并将光度电极取出，离开溶液后再次插入溶液中，可消除气泡。
注1：调酸度(pH)时不使用温度补偿。
注2：滴定结束时溶液的温度应保持在50℃以上。
注3：控制搅拌桨速度900r/min或控制搅拌子速度1520r/min。
注4：当使用不耐氟化物腐蚀的光度电极时，应在调节溶液酸度至pH1后插入溶液中，减少酸对光度电极的腐蚀。
3) 计算未进行空白校准的EDTA浓度c_EDTAn(U)
按式(1)计算未进行空白校准的EDTA浓度c_n(U)(n=1、2、3、4)，以mol/L表示，结果计算到小数点后4位。

式中：
n ——1,2,3,4；
m_n——纯铁粉的质量，单位为克(g)；
1000——体积的换算系数；
55.847——铁的原子量， 单位为克每摩尔(g/mol)；
V_n——滴定终点时消耗的EDTA标准滴定溶液的体积，单位为毫升(mL)。
如果4次结果[c_1(u), c_2(u), c_3(u), c_4(u)]的极差(c_max-c_min)小于或等于0.0002mol/L，取4个结果的平均值作为最后结果c_EDTAn(U)。如果四次结果的极差大于0.0002mol/L，取中位值作为最后结果 c_EDTAn(U)。
4) 试剂空白
移取1.00mL铁标准溶液，放入250mL高型烧杯中，加入5mL盐酸，5mL硝酸，2mL硫酸溶液。在玻璃棒搅拌下，加入15mL氢氧化钠溶液和5mL磺基水杨酸溶液，洗出玻璃棒，用水稀释至150mL。
按以上操作。记录滴定终点时消耗EDTA的体积(V₀₁、V₀₂、V₀₃、V₀₄)。
如果4次结果(V₀₁、V₀₂、V₀₃、V₀₄)的极差(V_max-V_min)小于或等于0.02mL，取4个结果的平均值作为最后结果V_B。如果四次结果的极差大于0.02mL，取中位值作为最后结果V_B。
按式(2)计算试剂空白值(V₀)，结果计算到小数点后2位。

式中：
A ——1.0mL铁标准溶液换算为等当量的EDTA标准滴定溶液的体积，单位为毫升(mL)。按式(3)计算，结果计算到小数点后2位。

式中：
1.00——铁标准溶液的体积，单位为毫升(mL)；
0.1000——铁标准溶液的浓度，单位为摩尔每升(mol/L)；
c_EDTAn(U)——未进行空白校准的EDTA标准滴定溶液的浓度，mol/L。
注5：如果溶液没有铁，不能形成磺基水杨酸铁络合物，无法进行光度滴定。因此进行空白试验时， 需要加入铁，加入的铁量换算为等当量的EDTA标准滴定溶液的体积。
注6：1mL单标线吸量管应先通过称量所移取的水的质量并换算成体积来进行校正。
5) 计算EDTA 标准滴定溶液的浓度c_EDTA
按式(4)计算 EDTA标准滴定溶液的浓度，c_0n(n=1、2、3、4)，以mol/L表示，结果计算到小数点后4位，

式中：
n ——1、2、3、4；
m ——纯铁粉的质量，单位为克(g)；
1000——体积的换算系数；
55.847——铁的原子量，单位为克每摩尔(g/mol)；
V_n——滴定终点时消耗的EDTA标准滴定溶液的体积，单位为毫升(mL)；
V₀——试剂空白值，单位为毫升(mL)。
如果4次结果(c₀₁、c₀₂、c₀₃、c₀₄)的极差(c_max-c_min)小于或等于0.0002mol/L，取4个结果的平均值作为最后结果c_EDTA。如果4次结果的极差大于0.0002mol/L，取中位值作为最后结果c_EDTA。
磺基水杨酸溶液，100g/L：称取10g磺基水杨酸，溶于100mL水中。

仪器
单标线容量瓶，A级，应符合 GB/T 12806 的要求。
单标线吸量管，A级，应符合 GB/T 12808 的要求。
分析天平，感量0.1mg。
自动电位滴定仪：自动电位滴定仪能进行固定间隔加液和动态加液。滴定管，A级，符合 GB/T 12805 的要求。滴定参数的设置见附录A，典型滴定曲线见附录B。

【实验仪器制备，推荐使用】全铁含量的测定

京都电子KEM 电位滴定法自动电位滴定仪 AT-710S

自动电位滴定仪操作视频：

滴定台：推荐使用自动滴定仪配套的滴定台。
复合玻璃pH电极：规格：可测量pH0～pH14。
光度电极：光度电极能耐酸且波长可调至520nm，通过屏蔽电缆与自动滴定仪连接起来。使用前， 根据厂商的指引将光度电极的电位输出调至合适位置。
磁力搅拌子，表面应为化学惰性。
称量勺，非磁性或去磁性不锈钢。
称量瓶，约10mL。
刚玉坩埚，30mL。
高温炉：工作温度不低于800℃。650℃时炉温均匀性偏差不超过10℃，炉温稳定性偏差不超过10℃。
可调温平板电炉。

试样处理
按照 GB/T 10322.1 和 GB/T 6730.1 规定进行取样和制样，试样的粒度应小于100μm，并于105℃~110℃烘2h后，置于干燥器中，冷却至室温备用。

分析步骤
试料量
称取0.25g试样，精确至0.0002g。
至少独立进行两次测定。
空白试验
随同试料做空白试验。
测定
试料分解
将试料置于盛有2g氢氧化钠的刚玉坩埚中，再加入1.5g过氧化钠，混匀。将坩埚放置高温炉中，从室温升温至650℃，并保持30min。从高温炉中取出坩埚，冷却。
将坩埚置于250mL高型烧杯中，加入100mL温水，用玻璃棒搅拌坩埚使融结物溶解，加入2mL硫酸溶液，5mL盐酸和5mL硝酸，盖上表面皿，缓缓加热至试料溶解。用水洗出坩埚。
加入0.5g氟化铵和3g硼酸。在玻璃棒搅拌下，加入5mL磺基水杨酸溶液和5mL氢氧化钠溶液，洗出玻璃棒，用水稀释至150mL。
滴定
按程序进行操作并记录滴定终点消耗的EDTA体积V。
空白试验值的测定
与试料同时分析，采用相同的步骤和使用相同数量的试剂操作进行空白试验。在用平板电炉上加热至沸(至没有小气泡)后，加入1.00mL铁标准溶液并按以上操作。
进行双杯试验，并记录滴定终点为V_S1和V_S2。
如|V_S1-V_S2|小于或等于0.02mL，取其平均值为最后结果V_S。否则，需重复测定并取4次结果的中位值为最后结果V_S0。
按式(5)计算空白 试验值(V_S)，结果计算到小数点后2位。

式中：
V_S0——空白试验值测定得到的EDTA标准滴定溶液的体积，单位为毫升(mL)；
1.00——铁标准溶液的体积，单位为毫升(mL)；
0.1000——铁标准溶液的浓度，单位为摩尔每升(mol/L)；
c_EDTA——EDTA 标准滴定溶液的浓度，单位为摩尔每升(mol/L)。

分析结果计算及其表示
分析结果的计算
按式(6)计算铁矿中全铁的含量，以质量分数ω计，数值用%表示，结果计算到小数点后2位。

式中：
ω ——全铁的含量(质量分数)，%；
c_EDTA——EDTA标准滴定溶液浓度，单位为摩尔每升(mol/L)；
V ——试料溶液消耗EDTA标准滴定溶液体积，单位为毫升(mL)；
V_S——空白溶液消耗EDTA标准滴定溶液体积，单位为毫升(mL)；
55.847——铁的原子量，单位为克每摩尔(g/mol)；
m ——试料的质量，单位为克(g)；
1000——体积的换算系数。