Способ определения двух-и трехвалентного железа в присутствии железа металлического Советский патент 1982 года по МПК C01G49/00 G01N31/16 

i Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способу определения двух- и трехвалентного железа, в металлизованном железорудном сырье. Известен способ определения двух и трёхвалентного железа, основанный на растворении металлического железа и определения суммы (ЗРе Fe) меднобихроматным методом из одной навески и сумкы (Fe,+ Fe) бромноспиртовым методом из другой навески. По этим формулам рассчитывают содержание железа металлического и двухвалентного. Содержание трехвален ного железа определяют как разность l( + Fe). Этот способ расчетный, сложный в выполнении, дли тельный, погрешность по всем валентностям железа составляет 1 1,5,абс.% tl. Наиболее близким .к предлагаемому по технической cy« нocти является способ определения двух- и трехвалентного железа в присутствии железа ме- таллического, включающий растворение навески метанольным раствором брома, фильтрование раствора, определение железа металлического в фильтрате, последующее растворение остатка и определение трех- и двухвалентного железа 2. Однако применительно к продуктам металлизации железорудного сырья этот способ дает большие погрешности (2-3 абсД), особенно по железу двухвалентному. Эксперй ентально установлено, что продукты металлизации содержат значительное количество свободной закиси железа ( FeO - вюстит), часть которой растворяется вместе с металлическим железом. Кроме того, хорошо растворяются сульфиды железа, образующиеся в процессе металлизации. В известном способе этот фактор не учитывает ся. К тому же метанольный раствор 38 брома, применяющийся в известном спо Ч;обе для растворения навески, являет ся сильным окислителем, в частности и для Fe перешедшего в раствор наряду с железом металлическим, что затрудняет возможность оттитровать его в фильтрате и, тем самым занижает содержание железа двухвалентного в пробе и завышает содержание железа металлического. Цель изобретения - повышение точности анализа. Поставленная цель достигается тем что согласно способу определения Цвух- и трехвалентного железа в приЬутствии железа металлического в металлизированном железорудном сырье включающему растворение навески, фильтрование раствора, определение ж леза металлического в фильтрате, пос ледующее растворение нерастворившего ся остатка и определение в нем трехи двухвалентного железа, навеску растворяют раствором хлорного железа в присутствии 0,2-0,3 Гмоль/л соляной кислоты в течение 20-30 мин и в фильтрате после определения железа металлического дополнительно определяют железо двухвалентное. Установлены оптимальные условия растворения навески: кислотность рас ворителя 0,2-0,3 г.моль/л соляной кислоты, время растворения 20-30 мин При времени растворения меньше 20 ми происходит недорастворение железа металлического. Выбранные условия растворения навески максимально способствуют селек тивному растворению железа металлического: при этих условиях в раствор извлекается все железо металлическое и исключается возможность растворения сопутствующих железу металлическому минералов, содержащих жй1езо трехвалентное (гематит, магнетит), что, в конечном счете, способствует более точному определению железа ме- таллического и двухвалентного. Дальнейшая обработка нерастворившегося остатка дает возможность полностью перевести в раствор и оттитровать Fe и оставшуюся часть Fet Содержание железа дву} валентного в пробе опреде ляют как сумму его содержания в филь рате и остатке. . При повышении кислотности раствор хлорного железа выше 0,3 г.моль/л одновременно с металлическим железом частично растворяются минералы, со14держащие трехвалентное железо - гематит, магнетит. Так как металлическое железо определяют в предлагаемом способе титрованием в растворе избытка ионов Fe, перешедшее в раствор трехвалентное железо гематита и магнетита занижает содержание железа металлического и искажает содержание двух- и трехвалентного железа в пробе. Увеличение кислотности раствора до 0,4 ГМОЛЬ/Л, НС 1 занижает результаты по металлическому железу на %, При этом содержание Fe увеличивается на 1,, а содержание Fe снижается на 1%. Понижение кислотности растворителя навески ниже 0,2 г-моль/л соляной .кислоты при анализе офлюсованного |4еталлизованного сырья, например окатышей с основностью 1-3, приводит к выпаданию в осадок солей н елеза, что также искажает результаты анализа по всем валентностям железа. Способ осуществляется следующим образом. Навеску материала 0,5 г, измельченной до О,О/ мм, помещают в сухую коническую колбу на 250 мл, приливают при непрерывном перемешивании 40 мл 18%-ного раствора хлорного железа с кислотностью 0,2-0,3 г-моль/л HCI колбу закрывают пробкой, ставят на мешалку и перемешивают 20-30 мин. Раствор фильтруют через слой волокнистого асбеста под разрежением, осадок промывают дистиллированной водой, подкисленной 3 мл конц.НС на 1 л воды, осадок переносят в колбу, добавляют 2-3 г углекислого натрия, 20 мл конц, НС1 и растворяют при кипении в течение,40 мин. Затем разбавляют холодной водой до 120-150 мл, нейтрализуют до рН 1,5-2,0 и титруют Fe раствором ЭДТА с индикатором, сульфасалициловой кислотой, затем к раствору добавляют 10 мл 10%ного надсернокислого аммония, раствор перемешивают и снова титруют {определение Fe ) . Фильтрат разбавляют в мерной колбе емкостью 25и мл дистиллированной водой, отбирают аликвотную часть и устанавливают рН раствора (1-2) и титруют 0,2 н. раствором-ЭДТА избыток ионов сульфосалициловой кислотой (определение металлического железа),затем к раствору добавляют 15 мл 10%-ного надсериокислого аммония, перемешивают и снова титруют (определение (З Fe). Содержание металлического железа рассчитывают по формуле (У«-У)-Т 100 « где V| - объем раствора ЭДТА, пошед . ший на титрование холостой пробы, мл| Vj - на титрование избытка Fe п - навеска, г$ 2 - коээфициент по реакции Fe4- ZFeCIj 3FeCl2 Содержание двухвалентного железа рассчитывают по формуле V ../ (V -VtV- gT.foo. - рГ вост«тк где Vf - объем раствора ЭДТА, пошедший на титрование холостой пробы, мл Wj - объем раствора ЭДТА, избытка Fe. МЛ1 V - объем раствора ЭДТА, на тит рование Fe ,полученного в р зультате окисления Fe до F 8 растворе, мл Т - титр раствора ЭДТА, г fef п - ы веска, г-, 1,5 - коэффициент по реакции Fe°+ 2FeCl,+ 3FeCt, (3/2). J Содержание трехв;алентного железа рассчитывают по формуле ., 3 VT- оо F, ., где V - объем раствора ЭДТА, пошедший на титрование оС-гагке., мл; Т - титр раствора ЭДТА, г Fej п - навеска. Предлагае 1й способ дает возможность повысить точность определения железа металлического, двух- и трехвалентного в металлизованном железорудном сырье, ускорить выполнение анализа в 2-3 раза. Точность анализа, выполненного по предлагаемому способу 2-i раза выше, чем по метанольно-броматному. В таблице представлены результаты определения Fe, , Fe , Fe в про- дуктах металлизации .железорудного сырья при различной кислотности раствора хлорного железа (). Кроме того, метанольный раствор брома, используемый в качестве растворителя навески в известномспособе, является сильно токсичным препаратом, что не позволяет применять его в практике лабораторных работ. Предлагаемый способ не требует применения ядовитых препаратов.

o

CM

оГЛ

«Ч

:f

NO

CO r

-

M

c

01

Ч

O

о

СЭ

ГЛ CM

rr

.

40

vi)

VO

n

о -3crГЛ

rsl

CM

VO СТЛ

vO

vO

ОЛ

cs

vD r

VO

r eg

rr

VO

- r

rCO о

о

i о

nJC t4 r

I)(U u) U

u.u. u. u.

9бЭЗ в 10

Формула изобретенияпо соляной кислоте,процесс осуществля.

Способ определения двух- и трех-ления в фильтрате железа металличесвалентного железа в присутствии же-кого дополнительно определяет железо

леза металлического, включающий раст- двухвалентное, ворение навески, фильтрование раст- Источники информацйи,

вора, определение железа металличес-принятые во внимание при экспертизе кого в фильтрате и двух- и трехвалент- 1. Федооов А.Л. Сборник трудов

ного железа - в нерастворившемся ос-ЦНИИЧМ, 1968, 6,60, с.97-102, татке, отличаю1цийся тем, to 2. Вакамацу Сигзо. Определение

что, с целью повышения точности ана-металлического железа, закиси и

лиза, в качестве растворителя навес-окиси в железных опилках и губчатом

ки используют раствор хлорного желе-железе.- Бунсэки кагаку,Japan

за с кислотностью 0,2-0,3 г«моль/лAnalyst, t965, l, (прототип).

ют в течение 20-30 мин и после опред