铬矿石和铬精矿中铬含量的测定
发布时间:
2025-07-07 11:02
关键词:检测
一、应用领域
铬矿石和铬精矿是铬元素的重要来源,广泛应用于冶金、化工、耐火材料等行业,其铬含量的准确测定对矿石品质评价、冶炼工艺控制、贸易结算及资源综合利用至关重要。
本方法符合《ISO/WD 6331铬矿石和精矿 铬含量的测定 滴定法》和《GB/T 24230 铬矿石和铬精矿 铬含量的测定 滴定法》标准中规定要求。
二、方法原理
铬矿石和铬精矿中铬含量的测定基于氧化还原滴定原理,通过将样品中的铬转化为可滴定的离子形态,利用电位变化准确判断反应终点,主要步骤如下:
样品分解:样品经强碱熔剂(如过氧化钠)高温熔融,将难溶铬矿物中的铬氧化为可溶的六价铬酸盐。
酸化处理:熔融物用水浸取后酸化(通常用硫酸),六价铬转化为重铬酸根。
滴定反应:在酸性介质中,用标准硫酸亚铁铵溶液滴定重铬酸根
Cr2O72- + 6Fe2++ 14H+ → 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O
终点判断:雷磁滴定仪自动检测电位突跃,确定终点。
三、实验仪器及推荐配置
雷磁ZDJ-5D型自动电位滴定仪和ZDJ-5B型自动电位滴定仪
电极配置1:雷磁982241铂复合电极
电极配置2:雷磁982245铂复合电极
四、滴定类型和方法
滴定类型:氧化还原滴定
铬钒总量滴定方法:设置如下
滴定模式 | 动态滴定模式 | |
终点设置 | 终点个数 | 1 |
滴定速度 | 慢速 | |
平衡电位 | 3mV | |
平衡时间 | 3s | |
最大等待时间 | 10s | |
终点突跃类型 | 自定义 | |
终点突跃值 | 200mV/mL | |
添加控制 | 预加体积 | 根据实际需求灵活设置 |
最小添加体积 | 0.02mL | |
最大添加体积 | 50mL | |
搅拌器设置 | 搅拌类型 | 下搅拌 |
搅拌速度 | 35rpm | |
滴定前搅拌时间 | 30s | |
钒总量、空白滴定方法:设置如下
滴定模式 | 等量滴定模式 | |
终点设置 | 终点个数 | 1 |
滴定速度 | 慢速 | |
平衡电位 | 3mV | |
平衡时间 | 3s | |
最大等待时间 | 10s | |
终点突跃类型 | 小 | |
终点突跃值 | 50mV/mL | |
添加控制 | 预加体积 | 0.00mL |
每次添加体积 | 0.01mL | |
最大添加体积 | 10mL | |
搅拌器设置 | 搅拌类型 | 下搅拌 |
搅拌速度 | 35rpm | |
滴定前搅拌时间 | 30s | |
五、实验试剂
过氧化钠
粉末或颗粒状,市售。
硫酸
浓硫酸1.84g/mL。
1.70g/mL正磷酸
85%浓磷酸,市售。
尿素
市售。
1+1硫酸
1份硫酸+1份水。
1+4硫酸
1份硫酸+4份水。
100g/L硫酸锰溶液
溶解100g七水合硫酸锰于1升水中。
1g/L硫酸锰溶液
取10mL 100g/L硫酸锰溶液,稀释至1L。
10g/L硝酸银溶液
将10g硝酸银溶于1L水中,为了保证硝酸银的稳定性,每一升溶液中加入0.5ml硝酸。将溶液保存在棕色瓶中。
250g/L过硫酸铵
将250g过硫酸铵溶于1L水中,使用前立即准备溶液。
50g/L氯化钠溶液
将50g氯化钠溶于1升水中。
10g/L亚硝酸钾
10g亚硝酸钾溶于1L水中。
0.1mol/L高锰酸钾溶液(1/5 KMnO4)
将16g高锰酸钾溶解在1000mL水中,转移至5L棕色瓶中,加入4L水,混合并静置7-10天,过滤至溶液瓶中。
0.1mol/L硫酸亚铁铵溶液
取39.5g六水合硫酸亚铁铵溶于200mL 1+4硫酸溶液,过滤定容到1000mL容量瓶中。
六、样品分析及结果计算
- 准确称取一定的样品于20mL刚玉坩埚中,加入(3-4)g过氧化钠,轻轻旋转坩埚,使试样与过氧化钠混匀,然后用过氧化钠(1-2)g,覆盖坩埚试样一层。将刚玉坩埚放入带盖的50mL瓷坩埚中。在(400-500)℃下缓慢加热,然后在(800-850)℃下加热,并保持温度恒定,直至熔融物稳定(5-7分钟)
- 待坩埚冷却后,将刚玉坩埚放入500mL烧杯中。在烧杯中加入少量玻璃珠。如果熔融物颗粒粘到坩埚盖上,加入7-8滴1+1硫酸,溶解熔融颗粒,将溶液合并到烧杯中。用(100-150)mL的热水淋洗。加入1+1硫酸溶液直至氢氧化物沉淀溶解,用水稀释至(200-250)mL。加入20mL 1+1硫酸和5ml磷酸。在烧杯上盖上表面皿,煮沸(20-25)分钟以分解双氧水。取出坩埚,用温水清洗坩埚,并将洗液并入溶液中
- 向溶液中加入10mL 1g/L硝酸银溶液和1mL 1g/L硫酸锰。加入25mL 250g/L过硫酸铵溶液,加热至铬完全氧化呈现深红色。将溶液煮沸(12-15)分钟以分解过硫酸铵。再加入10mL 50g/L氯化钠溶液,并再次煮沸(8-10)分钟,直到高锰酸分解,氯化银沉淀凝结。最后加入5mL 1g/L的硫酸锰,并煮沸3分钟
- 如果粉红色持续,继续进行上述将溶液煮沸(12-15)分钟后的步骤。
- 将溶液冷却至室温
- 插入电极,用0.1mol/L硫酸亚铁铵溶液进行氧化还原滴定样品溶液,使用动态滴定方法,得到滴定终点,此终点为铬和钒的总量。
- 向样品溶液中逐滴加入0.1mol/L 高锰酸钾,直至出现粉红色。静置2分钟,保持粉红色不褪色,以氧化被还原的钒。再逐滴加入亚硝酸钾溶液,还原过量的高锰酸钾,直至粉色退去。立即加入(1-1.5)g尿素以分解过量亚硝酸钾。继续用0.1mol/L的硫酸亚铁铵滴定溶液中的钒,直到仪器出现滴定终点,铬钒总量体积与钒终点体积之差为铬含量对于体积。
- 以同样方法进行空白实验
- 结果计算
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V1——用于滴定铬钒总量的硫酸亚铁铵溶液的体积ml;
V2——用于滴定钒的硫酸亚铁铵溶液体积ml;
V3——空白试验中滴定铬钒总量的硫酸亚铁铵溶液体积ml;
V4——空白试验中滴定钒的硫酸亚铁铵溶液体积ml。
m——测试试样的质量g;
K——干燥试验样品的换算系数1.00
T2——硫酸亚铁铵滴定度g/mL
七、滴定结果
测量结果
样品名称 | 取样量g | 铬钒终点mL | 铬钒空白mL | 钒终点mL | 钒空白mL | 含量 |
Cr-01号铬矿石
| 0.2375 | 5.4606 | 0.0718 | 0.0530 | 0.0579 | 3.905% |
0.2348 | 5.2542 | 0.0718 | 0.0236 | 0.0579 | 3.820% | |
0.2301 | 5.1323 | 0.0718 | 0.0248 | 0.0579 | 3.806% | |
平均值 | 3.843% | |||||
重复性 | 1.389% | |||||
Cr-02号铬矿石
| 取样量g | 铬钒终点mL | 铬钒空白mL | 钒终点mL | 钒空白mL | 含量 |
0.2328 | 16.1970 | 0.0327 | 0.0259 | 0.0065 | 11.917% | |
0.2305 | 15.9565 | 0.0327 | 0.0276 | 0.0065 | 11.855% | |
0.2388 | 16.5972 | 0.0327 | 0.0262 | 0.0065 | 11.905% | |
平均值 | 11.893% | |||||
重复性 | 0.275% | |||||
Cr-03号铬矿石
| 取样量g | 铬钒终点mL | 铬钒空白mL | 钒终点mL | 钒空白mL | 含量 |
0.2462 | 26.5825 | 0.0118 | 0.0455 | 0.0055 | 18.999% | |
0.2483 | 26.9439 | 0.0118 | 0.0449 | 0.0055 | 19.095% | |
0.2446 | 26.4845 | 0.0118 | 0.0441 | 0.0055 | 19.053% | |
平均值 | 19.049% | |||||
重复性 | 0.254% | |||||
Cr-04号铬矿石
| 取样量g | 铬钒终点mL | 铬钒空白mL | 钒终点mL | 钒空白mL | 含量 |
0.2101 | 28.4510 | 0.0118 | 0.0284 | 0.0055 | 23.461% | |
0.2045 | 28.0137 | 0.0118 | 0.023 | 0.0055 | 23.737% | |
0.2131 | 28.8553 | 0.0118 | 0.0259 | 0.0055 | 23.462% | |
平均值 | 23.553% | |||||
重复性 | 0.676% | |||||
Cr-05号铬矿石
| 取样量g | 铬钒终点mL | 铬钒空白mL | 钒终点mL | 钒空白mL | 含量 |
0.2491 | 39.9589 | 0.0117 | 0.1016 | 0.0161 | 27.606% | |
0.2470 | 39.6274 | 0.0117 | 0.0925 | 0.0161 | 27.616% | |
0.2460 | 39.4509 | 0.0117 | 0.0945 | 0.0161 | 27.603% | |
平均值 | 27.608% | |||||
重复性 | 0.024% | |||||
Cr-06号铬矿石
| 取样量g | 铬钒终点mL | 铬钒空白mL | 钒终点mL | 钒空白mL | 含量 |
0.2374 | 39.6708 | 0.0164 | 0.1150 | 0.0154 | 28.663% | |
0.2469 | 41.2784 | 0.0164 | 0.1285 | 0.0154 | 28.671% | |
0.2376 | 39.8106 | 0.0164 | 0.1218 | 0.0154 | 28.736% | |
平均值 | 28.690% | |||||
重复性 | 0.138% | |||||
Cr-07号铬矿石
| 取样量g | 铬钒终点mL | 铬钒空白mL | 钒终点mL | 钒空白mL | 含量 |
0.1913 | 36.3933 | 0.0148 | 0.0258 | 0.0063 | 31.992% | |
0.1966 | 37.2932 | 0.0148 | 0.0248 | 0.0063 | 31.901% | |
0.1958 | 37.1835 | 0.0148 | 0.0252 | 0.0063 | 31.936% | |
平均值 | 31.943% | |||||
重复性 | 0.144% | |||||
Cr-08号铬矿石
| 取样量g | 铬钒终点mL | 铬钒空白mL | 钒终点mL | 钒空白mL | 含量 |
0.1933 | 45.4744 | 0.0056 | 0.0278 | 0.0079 | 39.907% | |
0.1940 | 45.7438 | 0.0056 | 0.0323 | 0.0079 | 39.995% | |
0.1983 | 46.79 | 0.0056 | 0.0332 | 0.0079 | 40.022% | |
平均值 | 39.975% | |||||
重复性 | 0.151% | |||||
滴定曲线

钒铬总量滴定曲线

钒铬总量空白滴定曲线

钒含量滴定曲线

钒含量空白测定
八、注意事项
- 铬钒总量滴定时,若铬含量未知无法预加滴定剂,将大幅延长滴定时间,可通过选择快速滴定速度,增大单次最小添加体积加快滴定
- 熔融操作(过氧化钠)和酸化过程(强酸)必须在通风橱内进行,佩戴防护眼镜、手套和实验服
- 过氧化钠具强氧化性、腐蚀性,遇水剧烈反应,避免接触有机物以防爆炸
- 熔融温度和时间要足够,确保铬矿物完全分解和氧化,熔融物应呈均匀流体状
- 含铬废液属于危险废物,严禁直接倒入下水道!应收集于专用容器,交由有资质的单位处理
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