一、方法概述
铁矿石中的铁的碳酸矿物种类繁多,除以菱铁矿矿物形式外,还以类质同象状态存在的(Mg,Fe)CO3系列。只有品位较高的菱铁矿才具工业价值。在选矿过程中,除专门贫困排选 取菱铁矿外,充通常易的碳酸盐矿物均留在尾矿中。铁的碳酸盐矿物的分离方法主要选用下述两种。
三氯化铝法
基于AlCl3水解的酸效应。100g/L AlCl3.6H2O溶液的酸度约pH2.88-2.91,水解产生的HCl溶解铁的碳酸盐矿物,生成FeCl2,然后用合适的方法测定溶液中的Fe2+。 由于溶液酸度较低,除铁的碳酸盐矿物能定量溶解外,含有Fe2+的矿物中,磁铁矿浸取率小于或等于1%。由于高浓度铝离子的同离子效应,使得一般的硅酸盐太少物浸取率均在2%以,只有鳞绿泥石和鲕绿泥石浸取率高达10%。在这种情况下,于AlCl3.6H2O溶液中加入5g/L NaHCO3,使pH升高至约3.45,可使绿泥石的浸取率降至5%以下,但这时镁菱铁矿和菱铁矿的浸取率要下降2-3个百分点。一些常见的含亚铁的硅酸盐和碳酸盐矿物的浸取率列于表1中。
由下表可知,磁黄铁矿在AlCl3溶液和AlCl3-NaHCO3溶液中的浸取率分别为26.0%和19.0%,因此在浸出液中加入0.2gHgCl2,使磁黄铁矿的颗粒表面形成一层HgS膜,阻滞磁黄铁矿的继续溶解,磁黄铁矿含量高的试样,宜采用磁选分离法除去磁黄铁矿。 此外,试样中存在高价锰的氧化物时,易使浸取的Fe2+被其氧化为Fe3+,从而使铁的碳酸盐矿物结果偏低。这类试样可在用AlCl3溶液浸取前用20mL 50g/L Na2SO3-5%乙酸于沸水浴上处理30min,过滤、洗涤后,于残渣中再浸取铁的碳酸盐矿物。 表1 常见的含Fe2+矿物的浸取率
矿物名称 | 铁含量 | Fe2+ 含量,% | 测得Fe2+含量,% | 浸取率,% | ||
AlCl3法 (A) | AlCl3-NaHCO3 法(B) | (A) | (B) | |||
菱铁矿-1 菱铁矿-2 铁白云石 绿泥石(鞍山) 绿泥石(湖南) 角闪石 铁锰榴石 铁锂云母 磁铁矿 磁黄铁矿 黄铁矿 | 41.70 43.05 — 27.20 21.00 9.20 1.40 8.40 63.83 58.50 45.90 | 40.20 41.58 9.97 20.86 19.40 7.10 1.20 5.25 21.30 — — | 40.20 40.90 9.90 1.65 0.30 0.40 0.05 1.75 0.60 15.30 0.35 | 40.20 40.45 9.60 1.05 0.20 0.30 0.05 1.70 0.60 11.10.2006 0.35 | 100 98.4 99.3 7.9 1.6 5.6 4.2 33.3 2.8 26.2 0.8 | 100 97.3 96.3 5.0 1.0 4.2 4.2 32.4 2.8 19.0 0.8 |
NH4Cl-邻菲罗啉法
基于NH4Cl水解反应生成的HCl可溶解碳酸盐矿物。加入邻菲罗啉能与亚铁形成稳定的络合物,既可加速铁的碳酸盐物溶解,又可防止进入溶液的亚铁被氧化,并可抑制诱导褐、赤铁矿溶解的副反应。 在规定条件下,一些铁矿物和含铁矿物在NH4Xl-邻菲罗啉溶液中的浸取率见表2。
二、分析步骤
三氯化铝法测定
称取0.1000g试样置于250mL锥形瓶中,加入100mL100g/L AlCl3.6H2O溶液(易溶硅酸盐铁矿为主的铁矿石再加入0.5gNaHCO3),置于沸水浴上浸取1h。取下于流水中冷却(如溶液的颜色较深,影响滴定法测Fe2+时终点的观察,则用快速滤纸过滤,水洗涤数次),用滴定法测定Fe2+,即为铁的碳酸盐矿物的铁含量。
NH4Cl-邻菲罗啉法测定
称取0.0500-0.1000g试样(碳酸铁的含铁量应小于25mg)置于烧杯中,加入10g NH4Cl,0.25g邻菲罗啉,100mL水,加热至沸并保持微沸1h,过滤,用热水洗涤。于滤液中加入30mL HCl,加至红色退去,流水冷却至定温,用滴定法测定Fe2+。 表2 NH4Cl-邻菲罗啉对含铁矿物的浸取率
矿物名称 | 浸取率 | 矿物名称 | 浸取率 |
铁绿泥石(1) 铁绿泥石(2) 铁绿泥石(3) 铁绿泥石(4) 鳞绿泥石 鲕绿泥石 角闪石 绿帘石 铁橄榄石 黑云母 铁锂云母 金云母 铁绢云母 阳起石 | 1.42 1.69 0.88 1.25 2.49 0.59 0.93 0.59 0.99 1.01 0.89 <0.2 <0.2 <0.2 | 蛇纹石 石榴子石 赤铁矿 褐铁矿 针铁矿 磁铁矿 黄铁矿 磁黄铁矿 菱铁矿(1) 菱铁矿(2) 菱铁矿(3) 铁白云石(1) 铁白云石(2) 铁白云石(3) | <0.2 <0.2 <0.1 <0.1 <0.1 0.48 <0.1 1.76 100 99.97 100 81.15 99.26 98.56 |
如果浸取后溶液的颜色不深,也可以把溶液转入容量瓶中,用吸光光度法测定Fe2+。
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