馬麗

（北京礦冶研究總院，北京102600）

0 引言

磁鐵礦是鐵礦石中非常重要的礦石種類之一。自然界中磁鐵礦廣泛地存在于各種地質(zhì)條件下［1］。磁鐵礦中除了含有高含量的鐵外，通常也含有較高的二氧化硅，從百分之幾到百分之幾十均有。所以，準確地對磁鐵礦中二氧化硅的含量進行分析對磁鐵礦的應(yīng)用有著重要的意義。目前，對于較高含量二氧化硅的分析常用方法有氟硅酸鉀滴定法和重量法，氟硅酸鉀滴定法由于分析結(jié)果不穩(wěn)定從而影響了分析的準確性。重量法中的高氯酸脫水重量法耗費時間太長，而且忽略了少部分可溶性硅的含量。本文選擇了合適的樣品處理方法，結(jié)合動物膠凝聚和硅鉬藍光度法對磁鐵礦中二氧化硅進行了分析測定，結(jié)果表明該方法準確性高。

1 實驗部分

1.1 儀器及器材

鉑坩堝，馬弗爐，恒溫水浴，慢速定量濾紙，721分光光度計。

1.2 試劑

混合熔劑：無水碳酸鈉、無水碳酸鉀和硼酸配比為1.5∶1.5∶0.7，研細混勻備用，鹽酸（分析純），鹽酸（1＋1），鹽酸（5＋95），氫氟酸（分析純），硫酸（1＋1），無 水乙醇，硫氰酸銨 （50g／L），硝 酸 銀（10g／L），動物膠（10g／L）。

在分析過程中僅使用確認為分析純的試劑和二次去離子水。

1.3 實驗原理及方法

試樣用鹽酸分解，過濾，灰化灼燒；殘渣用碳酸鈉－碳酸鉀－硼酸混合熔劑熔融，熱鹽酸（1＋1）浸取，與主液合并，并低溫蒸發(fā)至近干，在濃鹽酸溶液中，加動物膠使硅膠凝聚，過濾，濾液收集以分光光度法測定二氧化硅含量。沉淀灼燒后用鹽酸－乙醇除硼，再灼燒稱至恒量。用氫氟酸、硫酸處理，使硅呈四氟化硅逸去，灼燒稱量，求其減量，與分光光度法校正的二氧化硅的含量之和即為試樣中二氧化硅的含量。

1.4 實驗步驟

準確稱取0.500 0g試樣于250mL燒杯中，加20～30mL濃鹽酸，低溫加熱溶解后，加40～50mL熱水煮沸，用慢速定量濾紙過濾，濾液收集于300mL燒杯中，用熱水洗凈燒杯及沉淀，洗液與濾液一起作為主液保存。

將沉淀連同濾紙放入鉑坩堝中，低溫灰化后于800℃左右灼燒約15min。分次加入3～4g混合熔劑，混勻，在950℃左右熔融15min。取出冷卻，放入燒杯中，用50mL熱鹽酸（1＋1）浸取并洗出鉑坩堝，浸取液與主液合并。將合并后的溶液于低溫電熱板上加熱蒸發(fā)至近干，取下加入20mL鹽酸，攪拌均勻，并于恒溫水浴中加熱至60～70℃，加入10g／L的動物膠溶液10mL，攪拌3～5min，于恒溫水浴60～70℃保溫10min。用慢速定量濾紙過濾，用熱鹽酸（5＋95）洗滌燒杯及沉淀至無鐵離子（用50g／L的硫氰酸銨溶液檢查）。再用熱水洗至無氯離子（用10g／L的硝酸銀溶液檢查）。濾液收集于250mL容量瓶中。

將沉淀連同濾紙放入鉑坩堝中，低溫灰化后于800℃左右灼燒10～15min，冷卻，加1mL濃鹽酸和1mL無水乙醇低溫蒸干，再重復(fù)一次。于950～1 000℃馬弗爐中灼燒1h，取出于干燥器中冷卻15～20min，稱量并灼燒至恒重。

用少量水潤濕二氧化硅，加入10滴硫酸（1＋1）及氫氟酸5～10mL，于電爐上加熱至冒三氧化硫白煙，冷卻，再加入5mL氫氟酸，加熱至三氧化硫白煙冒盡。將鉑坩堝于950～1 000℃馬弗爐中灼燒30min，取出于干燥器中冷卻，稱量并灼燒至恒重。

將二氧化硅濾液用水定容至250mL，取部分溶液進行硅的鉬藍光度法測定，以供結(jié)果的校正。隨同試樣做空白試樣。

1.5 結(jié)果計算

二氧化硅的質(zhì)量分數(shù)ωSiO2按式（1）計算。

式中：

m1—未經(jīng)氫氟酸和硫酸處理前的二氧化硅和鉑坩堝的質(zhì)量，g；

m2—用氫氟酸和硫酸處理后鉑坩堝的質(zhì)量，g；

m3—隨同試樣空白的質(zhì)量，g；

m—稱取試樣量，g；

m4—校正值（濾液中含二氧化硅量），g。

2 結(jié)果與討論

2.1 溶樣方法的選擇

常見的二氧化硅重量法的熔樣在鎳（銀）坩堝中進行［2］，但鎳坩堝熔樣會使浸取液中含有大量鎳基體，在濾液進行鉬藍分光光度法測定二氧化硅時存在嚴重干擾。銀坩堝熔樣會引入銀的干擾，過濾二氧化硅沉淀前若酸度控制不當，形成了AgCl沉淀，在洗沉淀過程中將很難將銀洗凈［3］。鑒于磁鐵礦中含鐵量較高，若直接用鉑坩堝熔樣會嚴重損壞鉑坩堝，本實驗采用酸溶過濾后殘渣于鉑坩堝中用混合熔劑熔融，然后將浸取液與濾液合并處理。

2.2 重復(fù)性的考察實驗

本實驗選擇了磁鐵礦樣品1＃和磁鐵礦標準樣品GBW07824（二氧化硅含量為（33.93±0.18）%）對該方法的重復(fù)性進行了考察，結(jié)果見表1。

表1 精密度實驗 ／%

2.3 加標回收實驗

稱取4份樣品1＃，分別加入光譜純二氧化硅25，50，75，100mg，按照1.4的實驗步驟對二氧化硅的含量進行測定。計算出加標回收率，結(jié)果見表2。

表2 加標回收實驗 ／mg

由表1和表2的結(jié)果可以看出，利用該方法測定二氧化硅含量，相對標準偏差小于1%，加標回收率大于97%。標準樣品測定值與標準值一致，說明該方法準確度和精密度高，能滿足分析的要求。

3 結(jié)語

該方法避免了使用鎳（銀）坩堝熔樣帶來的鎳和銀的干擾，提高了實驗數(shù)據(jù)的準確性；采用動物膠凝聚硅膠，與高氯酸脫水重量法相比［4］，縮短了分析時間；而且高氯酸脫水重量法不能檢出可溶性的硅，本實驗將二氧化硅濾液采用硅鉬藍分光光度法測定進行校正，提高了數(shù)據(jù)的可靠性。實驗數(shù)據(jù)表明，該方法的準確度和精密度高，能滿足分析的要求。

［1］徐國風，邵潔漣 .磁鐵礦的標型特征及其實際意義［J］.地質(zhì)與勘探，1979（3）：30－37.

［2］張群，王書林 .磷灰石中的二氧化硅含量測定的新方法［J］.貴州化工，2007，32（2）：33－34.

［3］房仲光 .對動物膠凝聚重量法測定二氧化硅的一些改進［J］.建材地質(zhì)，1988（1）：39－41.

［4］郝佳，尚玉俊 .石灰石中二氧化硅含量的快速測定研究［J］.河南職工醫(yī)學(xué)院學(xué)報，2011，23（2）：135－137.