任务铁矿石中硫的测定

重铬酸钾容量法测定铁矿石中氧化亚铁时硫磷混酸的作用是什么~

硫酸调节酸度；滴定过程中生成的三价铁能氧化指示剂，使颜色变化不灵敏，且会使终点早现；加入磷酸后，能与滴定过程中所产生的Fe3+形成无色的[Fe(PO4)2]-3络离子，消除Fe3+氧化指示剂的影响，使终点灵敏。分析过程中应带试剂空白。

在重铬酸钾滴定二价铁离子时，加入硫磷混合酸，一方面提供反应时需要的足够酸度（反应必须在酸性条件下进行），另一方面，磷酸和反应生成的三价铁离子形成无色配合物，消除了三价铁离子的黄色干扰。

——高温燃烧法碘量法

任务描述

硫是铁矿石中常见的有害元素，硫含量的高低是评价钢铁质量好坏的重要标志。铁矿石中的硫主要以黄铁矿（FeS₂）、磁黄铁矿（FeS_1-x）、石膏（CaSO₄· 2H₂O）、重晶石（BaSO₄）等形式存在，冶炼时硫部分被还原进入生铁中，一般要求铁精矿中硫的含量在0.3% 以下，因此铁矿石中硫的测定尤为重要。目前测定硫的方法主要有硫酸钡重量法、高温燃烧中和法、高温燃烧碘量法、红外吸收法和库仑滴定法。本任务旨在通过实际操作训练，学会高温燃烧碘量法测定铁矿石中硫含量，学会管式定碳炉的使用；能真实、规范记录原始记录并按有效数字修约进行结果计算。

任务实施

一、仪器和试剂准备

1.仪器装置及说明（图2-2 ）

图2-2 燃烧器装置图

（1）高压氧气瓶。

（2）减压阀。

（3）缓冲瓶：能起贮备氧气的作用，既保证安全又节约氧气。

（4）碱性洗气瓶：内盛高锰酸钾-氢氧化钾洗液（称取30g氢氧化钾溶于70mL高锰酸钾饱和溶液中），纯化氧气，以除去氧气中的还原性气体和微量二氧化碳。为防止因气温变化而使溶液倒流，所以在前安装一个安全缓冲瓶。

（5）酸性洗气瓶：内盛浓硫酸。

（6）干燥塔：下层装无水氯化钙，中间隔以玻璃棉，上层装碱石棉（或碱石灰），底部及顶端均铺以玻璃纤维。

（7）除尘管：内装棉花，用以除去氧化物灰尘；为防止火星飞入导致棉花着火，可在朝燃烧管一端装少量石棉。分析过程中应把集蓄过多的粉尘拿出抖掉。

（8）燃烧管：普通瓷管和高铝瓷管，耐高温（1200 ± 20℃），规格为23mm×27mm×600 mm。

（9）瓷舟：长88mm，宽14mm，深9mm。

（10）吸收杯。

2.试剂

（1）碘标准溶液（0.005mol/L）：称取碘1.3g、碘化钾3.5g溶于100mL水中，稀释至2000mL，摇匀，保存于棕色瓶中备用。用已知含硫量的标准样品按分析步骤进行标定，计算公式如下：

岩石矿物分析

式中：T为每毫升碘标准溶液相当于硫的量，g/mL；S为标准样品中硫的百分含量，%；V为滴定标准样品消耗碘标准溶液的体积，mL；V₀为空白样消耗碘标准溶液的体积，mL；m为称取标准样品质量，g。

（2）淀粉溶液（2%）：称取2g淀粉，置于200mL烧杯中，加10mL水使成悬浮液，加入50mL沸水搅拌，再加入30mL饱和硼酸，4～5滴盐酸（1.19g/mL），冷却。稀释至100mL，混匀，冷却沉淀后，取上层清液使用。

（3）三氧化钨。

（4）盐酸（1＋66）。

（5）碘化钾。

二、分析步骤

称取0.5 g左右试样，置于预先盛有1 g三氧化钨的小皿中，充分混匀。将80mL盐酸（1＋66）、1mL碘化钾（3%）、1mL淀粉（2%）注入吸收器内，用碘标准溶液滴定使吸收液呈浅蓝色（不计读数），将同三氧化钨混匀的试样，移入经高温灼烧过的瓷舟中，将已装有试样的瓷舟送入已升温至1250～1300℃的燃烧炉的中心部位，迅速塞紧橡皮塞，使气体完全导入吸收液中（气流每秒2～3个气泡）。由于引入二氧化硫使溶液蓝色消失，应随时滴加碘标准溶液使溶液保持浅蓝色，继续通气1min，蓝色保持不褪即为终点。每测3～5个样，换一次吸收液。随同试样做试剂空白。

三、结果计算

岩石矿物分析

式中：w（S）为硫的质量分数，%；T为每毫升碘标准溶液相当于硫的量，g/mL；V为滴定试样溶液消耗碘标准溶液的体积，mL；V₀为滴定试样空白溶液消耗碘标准溶液的体积，mL；m为称取试样的质量，g。

四、质量记录表格填写

任务完成后，填写附录一表格3、4、5。

任务分析

一、高温燃烧法碘量法测定铁矿石中硫的原理

试样在通入空气或氧气的高温管式炉中，于1250～1300℃温度下灼烧分解，使全部硫化物和硫酸盐转化为二氧化硫，用水吸收生成亚硫酸，以淀粉为指示剂，用碘标准溶液滴定。

反应方程式如下：

SO₂＋H₂O→H₂SO₃

H₂SO₃＋I₂＋H₂O→H₂SO₄＋2HI

硫酸钙和硫酸钡的分解温度分别为1200℃和1500℃。当有硫酸盐存在时，应加入一定量的铜丝或铜粉、二氧化硅、铁粉作助熔剂，以降低其分解温度。

二、管式高温定碳炉的操作规程及注意事项

（1）接通电源，控温仪表绿灯亮，调节电流旋钮至所需的工作温度，此时温度指针上升。

（2）当升温指针上升到与设定温度指示值重合时，则绿灯灭，红灯亮，此时电炉温度已达到所需的工作温度，处于恒温阶段。

（3）将所测样品平铺于小瓷舟中，放入燃烧管温度最高处（1200～1300℃），迅速塞紧橡皮塞，使二氧化硫气体白烟完全导入吸收液中，用碘标准液滴定至紫蓝色为终点。

（4）拔下橡胶塞，取出瓷舟，关闭电源。

（5）气体经洗涤后，一定要经过干燥装置后方能进入炉内，以防炉膛破裂。

（6）新换的炉膛在使用前一定要低温烘烤后再升高温度，以防炉膛破裂。

三、碘标准溶液的配制注意事项

（1）碘易挥发，浓度变化较快，保存时应特别注意要密封，并用棕色瓶保存放置暗处。

（2）避免碘液与橡皮接触。

（3）配制时碘先和碘化钾溶解，溶解完全后再稀释。

实验指南与安全提示

试样务必细薄。试样过厚，燃烧不完全，试样也不能过于蓬松，否则燃烧时热量不集中，都将使结果偏低。

炉管与吸收杯之间的管路不宜过长，除尘管内的粉尘应经常清扫，以减少吸附对测定的影响。

为便于终点的观察，可在吸收杯后安放8W日光灯，中间隔一透明的白纸。

硫的燃烧反应一般很难进行完全，即存在一定的系统误差，所以应选择和样品同类型的标准样品标定标准溶液，消除该方法的系统误差。

滴定速度要控制适当，当燃烧后有大量二氧化碳进入吸收液，观察到吸收杯上方有较大的二氧化碳白烟时，表明燃烧气体已到了吸收杯，应准备滴定，防止二氧化硫的逸出，造成误差。若已知硫的大概含量，为防止二氧化硫的逸出，在调整好终点色泽后，可先加约90% 的标准滴定溶液。

干燥塔中的干燥剂不宜装得太紧，否则通气不畅，干燥塔前的气体压力过大，会使洗气瓶塞被冲开而发生意外。

一般试样燃烧5～6min已经足够，有些试样需要增加燃烧时间至10min，或更长一些，以保证硫从试样中完全释放出来。

测定硫含量时，一般要进行二次通氧。即在通氧燃烧并滴定至终点后，应停止通氧数分钟，并再次按规定方法通氧，观察吸收杯中的蓝色是否消退，若褪色则要继续滴定至浅蓝色。

燃烧过程中产生的各类粉尘，颗粒非常小，表面积巨大，因而会对测定过程中的二氧化硫产生吸附。若以三氧化钼与锡粒共同助熔，可以有效地消除定硫过程中的吸附现象。三氧化钼已被称为反吸附剂。

采用“前大氧，后控气”的供氧方式，它既可有效地提高试样的燃烧速度和温度，有利于硫的充分氧化，又可以确保二氧化硫的完全吸收，有利于滴定反应的顺利进行。后控的氧气流量以3 L/min为宜。

管式定碳炉刚升温时，应慢慢升温，否则燃烧管易断裂。

电炉和控制器使用时均不得超过额定功率，炉温不得超过最高工作温度。

拓展提高

高频感应炉燃烧红外吸收法

1.原理

在助熔剂存在下，向高频感应炉内通入氧气流，使试样在高温下燃烧，硫生成二氧化硫气体，由氧气输送进入红外吸收池，仪器可自动测量其对红外能的吸收，然后计算和显示结果。本方法适用于金属或矿石中0.001%～2.00% 硫的测定。

2.仪器及试剂

高频红外气体分析仪。

助熔剂：低碳低硫钨粒、锡粒、纯铁。

净化剂和催化剂：无水过氯酸镁、烧碱石棉、玻璃棉，脱脂棉，镀铂硅胶。

载气［氧气≥99.5%（V/V）］。

陶瓷坩埚：直径为24mm，使用前应在高于1100℃氧气流中灼烧1～1.5h，取出，置于备有烧碱石棉的干燥器内冷却备用。

矿石标样：选择硫含量大于被测试样的合格的标准钢样或矿石标样。

纯铁标样：选择硫含量约0.002% 的合格的纯铁标样。

3.操作步骤

（1）准备工作：按上述条件及仪器说明书的要求，通氧送电准备调试仪器待用。

（2）稳定仪器。通过燃烧几个与被测试样类似的试料来调整和稳定仪器，让仪器通入氧气循环几次，再将空白调至零。

（3）校准仪器：选择合适的硫标准矿石标样（硫含量大于被测试样）。称取适量（通常是0.100～0.200g）标样于已预烧过的坩埚中，加入一定数量的助熔剂，将坩埚放到炉子的支座上并升到燃烧位置，按仪器说明书“自动”校正步骤进行操作，反复操作2～3个标样，通过“自动”校准步骤，直至标准样品中硫的结果稳定在误差范围内为止。

（4）空白校正：称取1.000g低硫（约0.002%）标样于已预烧过的坩埚中，加入一定数量的助熔剂，将坩埚放到炉子的支座上并升至燃烧位置，按仪器说明书中“自动”校正空白步骤进行操作，重复操作3～5次，可测出一个重现性较好的平均结果，通过“自动”校正空白的方式，扣除纯铁标样中硫含量后，将测出的空白值储存于计算机内（当试样硫含量大于0.001% 时，空白值应小于0.001%）。空白值确定后，按校准仪器步骤再重复一次矿石标样的测定，测定结果应稳定在误差范围内，再选择一个与被测试样硫含量相当的标样进行复验。

（5）试样测定：称取0.100～0.200g试样置于已预烧过的坩埚中，加入与做标准样品和空白时相当的助熔剂（通常为1g纯铁、2g钨粒），将坩埚放到炉子的支座上并升到燃烧位置，按仪器说明书中“自动”分析步骤操作，仪器自动扣除空白值后显示并打印硫的含量。

4.注意事项

（1）当试样中硫含量大于0.01% 时，不必考虑空白值，“校正空白”步骤可省略。

（2）要经常清扫燃烧区，勤换石英管，否则结果不稳。

（3）净化气体用的试剂要及时更换。

（4）一般的铜、铅、锌矿石试样应加2g钨（或2g钨＋0.2g锡）作助熔剂；对焦炭、石墨等非金属试样应加2g钨和0.5g纯铁作助熔剂；特殊试样应选择合适的助熔剂。

---

蓬安县13165682225： 任务铁矿石中硫的测定 - ？
訾剂纳德： ——高温燃烧法碘量法 任务描述 硫是铁矿石中常见的有害元素,硫含量的高低是评价钢铁质量好坏的重要标志.铁矿石中的硫主要以黄铁矿(FeS2)、磁黄铁矿(FeS1-x)、石膏(CaSO4· 2H2O)、重晶石(BaSO4)等形式存在,冶炼时...

蓬安县13165682225： 测量硫铁矿中有效硫含量方法 - ？
訾剂纳德： (1)有效硫---即硫铁矿中的硫化物硫! (2)全硫是指除有效硫外还包括硫铁矿石中的硫酸盐矿物和金属硫化物中的硫! (3)一般以有效硫含量评定硫铁矿矿石质量!

蓬安县13165682225： ...干燥管甲内所盛试剂是___,有同学提出该实验装置存在安全隐患,请用简洁的文字说明:___.(3)该黄铁矿石中硫元素的质量分数为___.[实验二]:设计... - ？
訾剂纳德：[答案] (1)高温下,FeS2被氧气氧化成二氧化硫和氧化铁,根据化合价升降相等配平:二硫化亚铁当做整体,化合价总共升高了... (3)最终所得沉淀是硫酸钡,根据硫原子守恒得硫的质量,设硫的质量为x, S-----BaSO4 32g 233g x m2g x= 32m2 233g 质...

蓬安县13165682225： 怎样化验铁矿石的含硫成份 - ？
訾剂纳德： 烧灼,把生成的气体通到标准碘的碘化钾溶液,然后用硫代硫酸钠滴定.

蓬安县13165682225： 关于铁精粉中硫 的检验方法 - ？
訾剂纳德： 通氧燃烧-碘量法测定铁矿中硫含量

蓬安县13165682225： 铁矿石中硫分析仪器是什么,哪里有 - ？
訾剂纳德： 铁矿石中硫分析仪器主要特点: 1.采用非水法定碳;酸、碱滴定法定硫; 2.自动加液、手工滴定、换算得出结果; 3.用于分析铁精粉(矿石)中硫的元素含量. ——中国尾矿网

蓬安县13165682225： 铁砂矿中含磷,硫的国际标准是多少???? - ？
訾剂纳德： 铁矿石也称铁砂,是高炉炼铁的主要原料.铁矿石的质量直接影响高炉炼铁的冶炼过程和冶炼的技术经济指标.适宜于冶炼的铁矿石要求含铁量高,有害杂质 低,脉石少,化学成分稳定,粒度均匀,有良好的还原性和一定的机械强度等.铁矿石...

蓬安县13165682225： 铁矿石化学全分析样都分析哪些元素? - ？
訾剂纳德： 铁矿石中常见元素有铁、硅、铝、硫、磷、钙、镁、锰、钛、铜、铅、锌、钾、钠、砷等.对铁矿石进行分析时,一般只测定全铁、硅、硫、磷.有时为了了解矿石氧化的状态以及确定是否...