硅钼蓝光度法快速测定铁矿石中的硅

摘要 建立了硅钼蓝光度法快速测定铁矿石中硅的方法。试样经过氧化钠在马弗炉中熔解后，在pH=2.00～3.00左右的酸性介质中加入钼酸铵使其形成黄色络合物溶液，最后加入混合溶液进行光度测定。此法快捷简便灵敏度高重现性好，适用于钢铁冶炼生产所需。

关键词 硅钼蓝光度法；混合溶液；二氧化硅；快速

中图分类号P61 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）71-0081-02

二氧化硅的测定主要有重量法，仪器分析法和比色法。重量法有动物胶凝聚法，高氯酸硫酸脱水法，酸蒸干脱水法等，比色法主要是硅钼蓝光度法。重量法操作复杂，分析流程长且硅酸凝胶不稳定；仪器分析具有精密度好、敏度高、方法选择性优等优点，但仪器运行成本高且分析相对误差较大，对高含量的硅测定准确度较差，所以二氧化硅的测定方法主要还是硅钼蓝光度法。通过大量实验和研究，总结出加以改良的硅钼蓝光度法快速测硅法：试样用碱熔融，稀盐酸浸取，使硅成硅酸状态。在弱酸性溶液中，硅酸与钼酸铵生成可溶性黄色硅钼杂多酸，此杂多酸能被硫酸亚铁铵还原成硅钼蓝，借此进行光度测定。其主要反应示如下：

H4SiO4+ 12H2MoO4 H8[Si（Mo2O7）6] + 10H2O

H8[Si（Mo2O7）6] + 4FeSO4 + 2H2SO4 H8[SiMo2O5（Mo2O7）5] + 2Fe2（SO4）3 + 2H2O

磷、砷干扰测定，它们与钼酸铵生成黄色铬合物也能被还原成蓝色，使测定结果偏高。加入草酸后磷、砷杂多酸迅速被分解，消除其干扰。铁量多时会降低灵敏度，但同时可提高颜色稳定性，故要有一定量铁存在。硫酸根无影响，大量氯根使钼蓝颜色加深，大量硝酸根使钼蓝颜色变浅。铝、铜、钛、镍、锰、镁等元素存在对测定无显著影响。此法简化了化验程序，节省了时间，提高了工作效率和准确度，为钢铁冶炼生产及时提供了参考数据。

1 实验部分

1.1 主要试剂与仪器

试剂： 熔剂：过氧化钠（固体）；硝盐混酸：750mL水和220mL盐酸30mL硝酸混匀 ; 混合溶液：称取8.1g硫酸亚铁铵10.6g草酸0.6g抗坏血酸溶解于900g水中，再加100mL硫酸于此溶液中，混匀备用；盐酸：（4+1）; 钼酸铵溶液:0.5% （饱和溶液）

仪器：721型分光光度计（上海精密科学仪器有限公司）

所用试剂均为分析纯，所用水均为蒸馏水。

1.2 试验方法

1.2.1 试样分析

称取0.250g试样置于铺有过氧化钠Na2O2（固体）的铁坩埚中，（过氧化钠Na2O2（固体）总加入量3g～4g）,混匀后放入700℃左右的马弗炉中，3min～4min后熔好，取出冷却至微热放入250mL烧杯中，用水浸取，并加入50mL硝盐混酸，将溶液加热，煮沸，取下冷却至室温，移入250mL 容量瓶中，定容。抽取2mL于100mL容量瓶中，依次加入5mL盐酸，5mL钼酸铵溶液，水浴40秒，取出冷却至室温，加20mL混合溶液，加水定容。放置10min，分取部分试液于1cm 吸收皿中721型分光光度计650nm处测量吸光度，以随同试样的空白溶液为参比。

1.2.2 标准曲线

分取 0.00mL、1.00mL、2.00mL、4.00mL、6.00mL、8.0mL0和10.00mL二氧化硅标准溶液于100mL容量瓶中，分别加入20mL随同试样的空白溶液，用水稀释至50mL，以下按试样显色步骤显色。以未加二氧化硅标准溶液的为参比，用1cm吸收皿于650nm波长处测定吸光度。

以二氧化硅的质量为横坐标，吸光度为纵坐标绘制工作曲线。按下式计算二氧化硅含量，以质量百分数表示：

式中，m1 为由工作曲线查出的二氧化硅的质量，μg；

V为试液的总体积，mL；

V1为分取试液的体积，mL；

m为称取试样的质量，g。

表1 SiO2工作曲线

表2标准样品测定值极其精密度

2 结果与讨论

2.1 酸度控制

为了防止现硅酸聚合，称样量尽量要少，浸取液要多，中和加酸后体积应在150mL，防止硅酸聚合是此法的关键所在。

2.2 加热温度.时间

水浴时间保持一致，放置时间一致，此外，为防止因局部酸度过大而导致单体硅酸向多体硅酸转化应边搅拌边徐徐加酸

2.3 干扰消除

砷.磷干扰测定，它们与钼酸铵生成的铬合物也能被还原成蓝色，使测定结果偏高。加入草酸后磷、砷杂多酸能迅速被分解，消除其干扰。铁含量多时会降低灵敏度，但同时可提高颜色稳定性，故要有一定量铁存在。硫酸根无影响，大量氯根使钼蓝颜色加深，大量硝酸根使钼蓝颜色变浅。铝、铜、钛、镍、锰、镁等元素存在对测定无显著影响。

参考文献

[1]GB/T14506.3-2010硅酸盐矿石化学分析方法.重量法测硅[S].

[2}孙宝莲，张俊芳，李波，周凯，孙惠娜.氟硅酸钾法测定红土镍矿中二氧化硅[J].冶金分析，2002(4)：65-68.

[3]GB/T6730.9-2006 铁矿石硅含量的测定 硫酸亚铁铵还原-硅钼蓝分光光度法.

[4]GB/T6730.10-1986铁矿石化学分析方法重量法测定硅量.