随着我国经济的发展,作为原材料的铁矿进口量飞速增长,仅天津港就从2000年的294万吨,猛增到2003年的1600万吨,2003年全国进口量约为1.48亿吨。进口铁矿是按全铁量(TFe)高低进行计价的,因此,检验结果直接影响贸易双方的经济利益。在外贸合同中,有约定的按ISO标准进行检验,没有约定的按照国家标准进行检验,而工厂均按照国家标准进行验收。两种标准究竟有什么差异,对检验结果是否有影响,本文就ISO与GH两种铁矿检验方法略作探讨。
一、原理及检测范围
从原理上讲,两种方法大致相同,均使用盐酸溶解样品,然后利用氯化亚锡还原大部分的铁(Ⅲ),再用三氯化钛还原剩余的铁(Ⅲ)。
ISO 9507适用于铁含量在30%~70%(m/m)的天然矿石、铁精矿、烧结矿及烧结制品; GB/T 6730.5适用于铁含量在20%以上的上述货物,对铁含量上限没有限制,但规定了饥含量大于0.5%时,不宜采用本法。
所不同的是ISO 9507中根据样品中钒、铝和铜的含量不同,有三种试样分解方法可选择,其适用范围较宽。
二、还原步骤及指示剂
两个标准进行氧化还原反应的步骤不同。ISO 9507法是在样品分解、并残,将溶液在未沸腾状态下蒸发至约100 mL后滴加氯化亚锡,此过程时间较长;而 GB/T 6730.5是在样品分解时滴加氯化亚锡,这样有助于样品分解,无须浓缩溶液,大大缩短时间。对于澳大利亚、巴西、印度等铁矿石,样品较易分解,残渣不多,色泽洁白,可省去残渣的处理步骤。此时,国标法显示出其快速的优势。
两个标准均以三氯化钛来还原剩余的铁(Ⅲ),可以避免使用氯化高汞,有效消除了汞污染;均使用稀重铬酸钾溶液氧化过量的三氯化钛,但指示剂不同,ISO法用靛蓝(0.1%),GB法用钨酸钠(25%)。
当以靛蓝为指示剂时,滴加三氯化钛使溶液由无色变成蓝色再变成无色,并过量2~3滴,再用稀重铬酸钾溶液氧化过量的三氯化钛,直到溶液变成稳定的蓝色最少5秒。此时要求溶液的温度应大于70℃,如果温度为60℃~70℃,蓝色应稳定15秒。这些操作较GB法复杂。GB法采用钨酸钠为指示剂,用三氯化钛滴至溶液呈蓝色,再滴加重铬酸钾至无色即可,一次变色,且对温度无要求。
在这一步的操作中,有两个因素会对结果造成偏差:一是ISO法对温度的要求比较严格,二是GB法中溶液由淡蓝色变为无色,颜色对比不是非常强烈,滴加重铬酸钾溶液容易过量或不足。但ISO 9507中给出了第二种方法,即用高氯酸氧化过量的三氯化钛。此法消除了因颜色变化而产生的视觉误差,无须指示剂。高氯酸可一次将过量的三氯化钛全部氧化且不会把二价铁再氧化成三价铁,不影响最终结果,类似于GB/T 6730.4中用氯化汞氧化过量氯化亚锡的步骤,有较高的精密度,缺点是操作要求较高,溶液须迅速加热至沸腾,加入高氯酸搅拌5秒立即用 10℃以下的水稀释至 300 mL,并迅速冷却至15℃以下。在夏季,完成这样的操作较困难,尤其是进行大批量检验时,对冷却系统要求较高。否则,高氯酸在高温时的氧化性会使一些二价铁被氧化而影响最终结果。
三、称样量及重铅酸钾标准溶液浓度不同
ISO 9507规定的称样量为0.4000g,重铬酸钾标准溶液浓度为0.01667mol/L;而GB 6730.5规定的称样量为 0.2000 g,重铬酸钾标准溶液浓度为0.008333 mol/L。
另外,ISO标准考虑了滴定时的环境温度因素,指出“按用重铬酸钾标准溶液与配制该溶液之温差大于1℃时,溶液应作相应的容量校正”,并给出了校正方法。
四、试验对比
分别采用 ISO 9507:1990及GB/T 6730. 5—1986对BB 8801-02铁矿标样进行全铁检验(其标示值为TFe:65.45%),在ISO方法中,以75.22规定的步骤,即用高氯酸氧化过量的三氯化钛。结果对比如下:

对于铁矿标准样品,其粒度达到0.088毫米以下可以忽略因两种方法样品称样量不同导致的结果差异。但对于某些特殊样品,如GB及ISO中都提到的,“化合水或易氧化物质含量高时,使用粒度小平0.160毫米的实验室样品”,称样量不同时会不会产生显著性差异,笔者选用一产自澳大利亚的灼烧减量为9.56%的样品,小心研磨至全部通过0.160毫米,其粒度分布为:大于0.215 mm 5%;小于0.125大于0.106 mm4%;小于0.106大于0.088 mm 27%;小于0.088mm 64%,分别以GB法和ISO法测定全铁含量,结果如下:


因为0.272<l.32<3.53,可认为两方法的方差不存在显著性差异,精密度一致。
从上面两个实验可以看出,对于常规样品(小于0.088毫米)或特殊样品(小于0.160毫米), GB法和ISO法均具有较高的精密度和准确度,两个方法之间不存在显著性差异。
五、结论
通过以上对比可以看出,GB法具有操作简单、快速的优点,能满足日常批量检验的要求;铁含量,结果如下:ISO法虽然操作手续繁琐,但适用范围较宽,能对不同产地、不同杂质含量的铁矿样品进行分析,且精密度和准确度均较高,在仲裁分析时,宜采用ISO法。实验室应尽量建立起能满足Ito法要求的设施,以满足更多客户的要求,提高采标率。 |