SN/T 5632.1-2024 鐵礦石分析方法 第1部分：全鐵含量的測定 堿熔-EDTA光度滴定法

范圍
本文件規定了堿熔-EDTA光度滴定法測定鐵礦石中全鐵含量的方法。
本文件適用 于天然鐵礦、鐵精礦和人造塊礦，包括燒結礦和球團礦中全鐵含量的測定。測定范圍(質量分數)：30%～72%。

術語和定義
本文件沒有需要界定的術語和定義。

方法原理
試料用氫氧化鈉-過氧化鈉混合熔劑熔融。融結物用鹽酸-硝酸溶解，用硫酸消除鈦的干擾，用氟化銨掩蔽鋁，用硼酸消除過量的氟化物。用水稀釋后用氫氧化鈉調節試液pH。用乙二胺四乙酸二鈉標準溶液滴定，計算全鐵含量。

試劑
除非另 有說明，在分析中僅使用確認為分析純的試劑和蒸餾水或去離子水或相當純度的水。
高純鐵，純度≥99.98%。
氫氧化鈉。
過氧化鈉。
氟化銨。
硼酸。
鹽酸，ρ1.16g/mL。
硝酸，ρ1.42g/mL。
硫酸溶液，1+1。
氫氧化鈉溶液，200g/L。
鐵標準溶液，0.1000mol/L：稱取0.5585g鐵粉放入250mL燒杯中，加入5mL鹽酸和5mL硝酸。蓋上表面皿，在平板電爐上低溫加熱至溶解。冷卻后轉入100mL容量瓶中，用水稀釋至刻度。
乙二胺四乙酸二鈉(C₁₀H₁₄N₂Na₂O₈，EDTA)標準滴定溶液。C_EDTA=0.1mol/L)
a) 配制：稱取40g乙二胺四乙酸二鈉于1L燒杯中，加0.8L水，加熱溶解，冷卻，稀釋至1L，混勻。儲存于塑料瓶中。
b) 標定：
1) 鐵粉溶解
稱取0.20g(精確至0.0002g)鐵粉放入250mL高型燒杯中，加入5mL鹽酸和5mL硝酸。蓋上表面皿，在平板電爐上低溫加熱至溶解。在玻璃棒攪拌下，加入2mL硫酸溶液，15mL氫氧化鈉溶液和5mL磺基水楊酸溶液，洗出玻璃棒，用水稀釋至150mL。
2) 滴定
蓋上表面皿，在平板電爐上加熱至沸(至小氣泡消失)。取下燒杯，洗滌表面皿和燒杯內壁。
趁熱(溶液溫度>80℃)將燒杯置于自 動電位滴定儀滴定臺上，插入復合玻璃pH電極，用電磁攪拌器子或儀器自帶棒式攪拌器攪拌，在不斷攪拌下，加入氫氧化鈉溶液，調節溶液的酸度至pH1(±0.05)。
插入光度電極和滴定頭，確認光度電極和滴定頭浸入溶液中，確保光度電極的光路沒有氣泡。
運行滴定程序，在不斷攪拌下，用EDTA標準滴定溶液滴定，滴定終點時消耗的EDTA標準滴定溶液體積記為V₁。
重復測定4次，記錄4次的滴定終點V₁、V₂、V₃、V₄。
在滴定過程中如發現有氣泡，可暫停滴定，并將光度電極取出，離開溶液后再次插入溶液中，可消除氣泡。
注1：調酸度(pH)時不使用溫度補償。
注2：滴定結束時溶液的溫度應保持在50℃以上。
注3：控制攪拌槳速度900r/min或控制攪拌子速度1520r/min。
注4：當使用不耐氟化物腐蝕的光度電極時，應在調節溶液酸度至pH1后插入溶液中，減少酸對光度電極的腐蝕。
3) 計算未進行空白校準的EDTA濃度c_EDTAn(U)
按式(1)計算未進行空白校準的EDTA濃度c_n(U)(n=1、2、3、4)，以mol/L表示，結果計算到小數點后4位。

式中：
n ——1,2,3,4；
m_n——純鐵粉的質量，單位為克(g)；
1000——體積的換算系數；
55.847——鐵的原子量， 單位為克每摩爾(g/mol)；
V_n——滴定終點時消耗的EDTA標準滴定溶液的體積，單位為毫升(mL)。
如果4次結果[c_1(u), c_2(u), c_3(u), c_4(u)]的極差(c_max-c_min)小于或等于0.0002mol/L，取4個結果的平均值作為最后結果c_EDTAn(U)。如果四次結果的極差大于0.0002mol/L，取中位值作為最后結果 c_EDTAn(U)。
4) 試劑空白
移取1.00mL鐵標準溶液，放入250mL高型燒杯中，加入5mL鹽酸，5mL硝酸，2mL硫酸溶液。在玻璃棒攪拌下，加入15mL氫氧化鈉溶液和5mL磺基水楊酸溶液，洗出玻璃棒，用水稀釋至150mL。
按以上操作。記錄滴定終點時消耗EDTA的體積(V₀₁、V₀₂、V₀₃、V₀₄)。
如果4次結果(V₀₁、V₀₂、V₀₃、V₀₄)的極差(V_max-V_min)小于或等于0.02mL，取4個結果的平均值作為最后結果V_B。如果四次結果的極差大于0.02mL，取中位值作為最后結果V_B。
按式(2)計算試劑空白值(V₀)，結果計算到小數點后2位。

式中：
A ——1.0mL鐵標準溶液換算為等當量的EDTA標準滴定溶液的體積，單位為毫升(mL)。按式(3)計算，結果計算到小數點后2位。

式中：
1.00——鐵標準溶液的體積，單位為毫升(mL)；
0.1000——鐵標準溶液的濃度，單位為摩爾每升(mol/L)；
c_EDTAn(U)——未進行空白校準的EDTA標準滴定溶液的濃度，mol/L。
注5：如果溶液沒有鐵，不能形成磺基水楊酸鐵絡合物，無法進行光度滴定。因此進行空白試驗時， 需要加入鐵，加入的鐵量換算為等當量的EDTA標準滴定溶液的體積。
注6：1mL單標線吸量管應先通過稱量所移取的水的質量并換算成體積來進行校正。
5) 計算EDTA 標準滴定溶液的濃度c_EDTA
按式(4)計算 EDTA標準滴定溶液的濃度，c_0n(n=1、2、3、4)，以mol/L表示，結果計算到小數點后四位，

式中：
n ——1、2、3、4；
m ——純鐵粉的質量，單位為克(g)；
1000——體積的換算系數；
55.847——鐵的原子量，單位為克每摩爾(g/mol)；
V_n——滴定終點時消耗的EDTA標準滴定溶液的體積，單位為毫升(mL)；
V₀——試劑空白值，單位為毫升(mL)。
如果4次結果(c₀₁、c₀₂、c₀₃、c₀₄)的極差(c_max-c_min)小于或等于0.0002mol/L，取4個結果的平均值作為最后結果c_EDTA。 如果4次結果的極差大于0.0002mol/L，取中位值作為最后結果c_EDTA。
磺基水楊酸溶液，100g/L：稱取10g磺基水楊酸，溶于100mL水中。

儀器
單標線容量瓶，應符合 GB/T 12806 的要求。
單標線吸量管，應符合 GB/T 12808 的要求。
分析天平，感量0.1mg。
自動電位滴定儀：自動電位滴定儀能進行固定間隔加液和動態加液。滴定管，符合 GB/T 12805 的要求。
滴定臺：推薦使用自動滴定儀配套的滴定臺。
復合玻璃pH電極：規格：可測量pH0～pH14。
光度電極：光度電極能耐酸且波長可調至520nm，通過屏蔽電纜與自動滴定儀連接起來。 使用前， 根據廠商的指引將光度電極的電位輸出調至合適位置。
磁力攪拌子，表面應為化學惰性。
稱量勺，非磁性或去磁性不銹鋼。
稱量瓶，約10mL。
剛玉坩堝，30mL。
高溫爐：工作溫度不低于800℃。650℃時爐溫均勻性偏差不超過10℃，爐溫穩定性偏差不超過10℃。
可調溫平板電爐。

試樣處理
按照 GB/T 10322.1 和 GB/T 6730.1 規定進行取樣和制樣，試樣的粒度應小于100μm，并于105℃~110℃烘2h后，置于干燥器中，冷卻至室溫備用。

分析步驟
試料量
稱取0.25g試樣，精確至0.0002g。
至少獨立進行兩次測定。
空白試驗
隨同試料做空白試驗。
測定
試料分解
將試料置于盛有2g氫氧化鈉的剛玉坩堝中，再加入1.5g過氧化鈉，混勻。
將坩堝放置高溫爐中，從室溫升溫至650℃，并保持30min。從高溫爐中取出坩堝，冷卻。
將坩堝置于250mL高型燒杯中，加入100mL溫水，用玻璃棒攪拌坩堝使融結物溶解，加入2mL硫酸溶液，5mL鹽酸和5mL硝酸，蓋上表面皿，緩緩加熱至試料溶解。用水洗出坩堝。
加入0.5g氟化銨和3g硼酸。在玻璃棒攪拌下，加入5mL磺基水楊酸溶液和5mL氫氧化鈉溶液，洗出玻璃棒，用水稀釋至150mL。
滴定
按程序進行操作并記錄滴定終點消耗的EDTA體積V。
空白試驗值的測定
與試料同時分析，采用相同的步驟和使用相同數量的試劑操作進行空白試驗。在用平板電爐上加熱至沸(至沒有小氣泡)后，加入1.00mL鐵標準溶液并按上述操作。
進行雙杯試驗，并記錄滴定終點為V_s1和 V_s2。
如|V_s1-V_s2|小于或等于0.02mL，取其平均值為最后結果V_s。否則，需重復測定并取4次結果的中位值為最后結果V_s0。
按式(5)計算空白 試驗值(V_s)，結果計算到小數點后2位。

式中：
V_s0 ——空白試驗值測定得到的EDTA標準滴定溶液的體積，單位為毫升(mL)；
1.00——鐵標準溶液的體積，單位為毫升(mL)；
0.1000——鐵標準溶液的濃度，單位為摩爾每升(mol/L)；
c_EDTA——EDTA標準滴定溶液的濃度，單位為摩爾每升(mol/L)。

分析結果計算及其表示
分析結果的計算
按式(6)計算鐵礦中全鐵的含量，以質量分數ω計，數值用%表示，結果計算到小數點后2位。

式中：
ω ——全鐵的含量(質量分數)，%；
c_EDTA——EDTA標準滴定溶液濃度，單位為摩爾每升(mol/L)；
V ——試料溶液消耗EDTA標準滴定溶液體積，單位為毫升(mL)；
V_s——空白溶液消耗EDTA標準滴定溶液體積，單位為毫升(mL)；
55.847——鐵的原子量，單位為克每摩爾(g/mol)；
m ——試料的質量，單位為克(g)；
1000——體積的換算系數。


京都電子KEM 自動電位滴定儀 AT-710S 同時連接復合玻璃電極和光度電極