方法二-硫酸亚铁铵滴定法
本方法基于某矿区的矿石中铈的含量与稀土总量存在一定比例关系,其比值接近为一个常数,将测得的铈量除以系数求得稀土总量。
试料以磷酸-高氯酸溶解,在高温下铈、锰被高氯酸氧化为铈(Ⅳ)、锰(Ⅲ),用-亚硝酸钠将锰(Ⅲ)还原为锰(Ⅱ),以苯代为指示剂,用硫酸亚铁铵标准溶液滴定铈其反应式如下:
2ClO4-+Ce3++16H+→Ce4++Cl2+8H20
Ce4++Fe2+→Ce3++Fe3+
本方法适用于某矿区的矿石中质量分数为在1%以上稀土总量的测定。
(1)试剂配置
①硫-磷混酸:取150ml硫酸缓慢加入500ml水中,冷却后,再加入150ml磷酸,用水稀释至1000ml。
②苯代指示剂(2g/L):称取0.2g试剂溶于100ml碳酸钠溶液(2g/L)。
③-亚硝酸钠溶液:称取0.75g,溶于20ml氢氧化钠(160g/L)中,用水稀释至200ml滴加硫酸(1+1)使溶液呈酸性,再以碳酸钠溶液(150g/L)中和至呈弱碱性(用酚酞作指示剂),加入0.51g亚硝酸钠,溶解后,移入1000ml棕容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀。
④重铬酸钾标准溶液[C(1/6K2Cr一个土一个于2O7)=0.005mol/L]:称取0.2452g经重结晶并于150~170℃烘干的重铬酸钾,溶于水中,移入1000ml容量瓶中,以水稀释至刻度,混匀。
⑤硫酸亚铁氨标准溶液:[C(NH4)2Fe(SO4)2]≈0.0058mol/L:称取2.2784g硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]溶于1000ml硫酸(5%,体积分数)中(溶液若浑浊需过滤)。
⑥标定:移取20ml硫酸亚铁铵标准溶液于300ml锥形瓶中,用水稀释至100ml加入10ml硫-磷混酸,2滴二苯胺磺酸钠指示剂(4g/L),用重铬酸钾标准溶液滴定至蓝紫不退即为终点。
(二)分析步骤
称取0.2000g试样于250ml锥形瓶中,加入15ml磷酸,1ml高氯酸,在高温电炉上加热至冒高氯酸白烟冒尽,在液面上还存在有小气泡时立即取下稍冷,加100ml硫脲[5%(体积分数)],稍加热使盐类溶解,取下于流水中冷却,加10ml尿素(100g/L),再滴加-亚硝酸钠溶液至锰(Ⅲ)还原(溶液粉红退去)并过量2ml,加2滴苯代指示剂(2g/L),用硫酸亚铁铵标准溶液滴定至溶液紫红转变为黄绿,即为终点。
(三)结果计算 按下式计算稀土、钍氧化物的质量分数ωRE2O3,数值百分数表示;
K值的确定方法:将某矿区试样(包括原矿、精矿、尾矿)按照方法一草酸盐重量法求出钍、稀土氧化物总量,再用偶氮胂Ⅲ吸光光度法求出氧化钍量,以差减法求出稀土氧化物总量,称取一定量钍和稀土氧化物,按本法的分析步骤测定铈的含量,根据多次实验取平均值,得出系数K。
为了使K值准确,要有足够数量的实验数据,另外,由于该矿区钍含量较低,对高含量稀土的测定所引起的误差较低,对于高含量稀土的测定所引起的误差较小,故可以将氧化钍含量忽略不计。
(四)注意事项
①分解试料先用中温后用高温,加热时应随时摇动锥形瓶,高温加热溶解时间不宜太长,以免生成焦磷酸盐粘附于瓶底,使结果偏低。
②硫酸亚铁氨标准溶液不稳定,需每周标定一次。
③用-亚硝酸钠溶液还原锰(Ⅲ)时,需过量1.5~2ml,否则结果不稳定,还原后应立即滴定。
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