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分光光度法測鐵精礦中二氧化鈦含量的曲線制作探討

文檔作者：楊笛1　王樹榮2 文檔來源： 1.云南普東瑞科技有限公司 2.新平振興電積銅廠		更新日期： 2026年05月09日	點擊數(shù)：
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58
石油化工
引言
采用二安替吡啉甲烷分光光度法測定鐵精礦中二氧
化鈦含量（0%～5%）。原料樣品經(jīng)過混勻縮分制備而
得，如果樣品很濕或很黏，制樣不能進(jìn)行時，樣品應(yīng)在
溫度低于105℃下干燥，待水分無變化后冷卻后再進(jìn)行制
樣，制備好的礦樣用于化學(xué)分析時其粒度盡量在200目以
上，用于留存或是仲裁的樣品密封保存。
一、實驗方法的篩選確定
二氧化鈦的檢測方法較多，均有相應(yīng)的國標(biāo)和行業(yè)
標(biāo)準(zhǔn)，可篩選性較強(qiáng)。
1.滴定分析法測定TiO2
硫酸高鐵按滴定法（GB/T6730.23鐵礦石含量的測
定硫酸鐵滴定法）：在鹽酸或硫酸介質(zhì)中，用金屬鋁（
鋅）片將TiO2+（Ⅳ）還原為Ti3+（Ⅲ），以硫氰酸鉀為
指示劑，用硫酸高鐵按標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，該方法靈敏度和
選擇性較差，釩、錫鎢銅等元素干擾測定。這些元素和
TiO2（Ⅳ）一起被全部或部分還原到低價態(tài)并在其后被
高鐵氧化，導(dǎo)致結(jié)果偏高。此法多用于含鐵量較高的試
樣。滴定分析法雖然對儀器設(shè)備要求不高，但測定結(jié)果
準(zhǔn)確度較差，適用范圍窄。
2.分光光度法測定TiO2
（1）過氧化氫光度法。在酸性條件下，TiO2+與過
氧化氫形成黃色的配合物離子，過氧化氫光度法簡便快
速，但靈敏度和選擇性較差。
（ 2 ） 二安替吡啉甲烷光度法。在酸性溶液中
T i O 2+與二安替吡啉甲烷(DAPM)生成黃色配合物，
max=420nm，于波長385nm 處測定吸光度。用抗壞血酸
消除Fe+的干擾。二安替吡啉甲烷光度法靈敏度較高，重
現(xiàn)性和穩(wěn)定性好。
3. ICP-AES測定TiO2
樣品經(jīng)混合酸濕法消解后，用電感耦合等離子體—
原子發(fā)射光譜儀進(jìn)行二氧化鈦含量的測定，該方法快
速、準(zhǔn)確靈敏度高、有良好的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性。但是使
用的大型儀器價格昂貴，該方法難以廣泛推廣和應(yīng)用。
由于分光光度法具有靈敏度高、準(zhǔn)確度高、儀器操
作簡單的特點，更容易接受使用。同時，由于鐵礦石中
鐵的含量很高，具有較深的背景，影響鈦的光度法測
定。二安替吡啉甲烷光度法和欽鐵試劑光度法的靈敏度
高于過氧化氫光度法，可用于含量較低的二氧化鈦測
定。本文重點研究二安替吡啉甲烷光度法測定TiO2的實
驗方法。
二、實驗原理與測試目標(biāo)
1.基本原理與方法的選擇
（1）實驗原理。鐵精礦采用酸分解再進(jìn)行堿性熔融
較為麻煩，采用直接將鐵精礦樣品經(jīng)過堿性高溫熔融，
用抗壞血酸和空白溶液消除干擾物質(zhì)的影響，在鹽酸介
質(zhì)中二安替吡啉甲烷光度法與鈦形成穩(wěn)定的黃色絡(luò)合
物，在分光光度計下進(jìn)行測量。
（2）儀器。紫外-可見光分光光度計；箱式電阻爐。
（3）試劑。①二氧化鈦標(biāo)準(zhǔn)溶液（GBW(E)080997
5 0 m L ， 1 0 0 0 μ g /mL）；②鐵單元素溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)
（GBW(E)083395 50mL，100μg/mL）或者純鐵標(biāo)樣
（ZBG2181）；③二安替吡啉甲烷（DAPM）溶液：40g/
L；④抗壞血酸溶液：40g/L，用時現(xiàn)配。
分光光度法測鐵精礦中二氧化鈦含量的曲線制作
探討
楊　笛1　王樹榮2　　1.云南普東瑞科技有限公司；2.新平振興電積銅廠
【摘　要】鐵精礦在貿(mào)易結(jié)算和高爐冶煉時主要影響元素為鐵、硅、鈦、硫、砷、鋁等，一般情況考核元素以含量
相對較高的鐵和硅為主，但鐵精礦價格持續(xù)高位造成鋼鐵企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益下滑，選礦廠和鋼鐵企業(yè)對精礦
中其他元素也進(jìn)行考核。對于二氧化鈦含量的檢測一般多采用鋁還原一硫酸高鐵滴定法，此法不僅費
時，且有時結(jié)果不穩(wěn)定，不能滿足日常生產(chǎn)快速分析的需要。而選礦廠和鋼鐵企業(yè)不僅追求準(zhǔn)確的分析
結(jié)果，同時，也需要分析簡潔高效。選擇了二安替吡啉甲烷光度法測定鈦，此法選擇性好，一般元素等
均不干擾。而鐵精礦中Fe能與DAM形成紅色配合物，使結(jié)果偏高，加入抗壞血酸將Fe+還原為Fe2可消除
其影響。通過固體曲線法和標(biāo)準(zhǔn)溶液曲線法的比對分析，對二安替吡啉甲烷分光光度法進(jìn)行優(yōu)化處理以
便能快速、準(zhǔn)確能滿足生產(chǎn)的需要。
【關(guān)鍵詞】鐵精礦；分光光度法；二安替吡啉甲烷；方法比對
【DOI】10.12316/j.issn.1674-0831.2024.01.020
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石油化工
（ 4 ） 石墨粉。① 混合熔劑。無水碳酸鈉— 硼
酸混合物（質(zhì)量比為2∶1）②固體系列標(biāo)樣。磁鐵
礦（ZBK391TiO2：0.52%） 磁鐵礦（ZBK329 TiO2：
1.03%）鈦鐵礦（GBW7839TiO2：2.95%）尾礦（ZBK454
TiO2：6.14%）鈦鐵礦（ZBK453 TiO2：7.11%）。
（5）實驗內(nèi)容。①碳酸鈉—硼酸混合熔劑熔融。將
試料置于鎳坩堝中，加入4～5g混合熔劑，入高溫爐在
900℃左右熔融10～15min，取出冷卻，將場置于預(yù)先盛
有40mL鹽酸（1∶1），15mL硫酸（1∶1）的250mL燒杯
中加熱浸取至試料溶解，冷至室溫，移入100容量瓶中以
水稀釋至刻度混，用中速濾紙過濾。②顯色液的配制。
預(yù)處理的試液（母液）在定容搖勻后靜止15min，移取預(yù)
處理的試液分取5.00mL時補(bǔ)加5.00mL空白液置于50mL容
量瓶中，加10mL抗壞血酸溶液放置5min，再加8mL鹽酸
（1∶1），12mL安替吡啉甲烷溶液，以水稀釋至刻度搖
動混勻。③測量。顯色液室溫在20℃以上時放置20min，
在20℃以下時放置40～60min后將部分溶液移入2cm比色
中，以試劑空白溶液為參比，于分光光度計波長385nm
處測量其吸光度，從校準(zhǔn)曲線計算出相應(yīng)的鈦量。
三、實驗室過程分析與討論
1.實驗室過程關(guān)鍵節(jié)點的確認(rèn)
（1）樣品的預(yù)處理。試樣的分解方法常用的有混合
酸溶解法和堿性溶劑分解試樣法，堿性熔劑熔分解鐵礦
石由于其強(qiáng)的分解能力和分離干擾元素與分解試樣相結(jié)
合，應(yīng)用較為普遍。常用的溶劑有過氧化鈉、氫氧化鈉
和過氧化鈉或氫氧化鈉與碳酸鈉混合溶劑。經(jīng)過重復(fù)性
試驗選擇熔融的溫度控制在850～900℃之間，熔融溫度
在10～15min之間。溫度過高時間過長造成試樣飛濺，樣
品如同花朵狀，難以形成很好的凝聚效果。
（2）熔融與過濾的選擇。常規(guī)的熔融過程直接將試
樣稱量后放入鉑金坩堝或者鎳坩堝中進(jìn)行熔融分解，溫
度過高造成粘鍋現(xiàn)象，同時，樣品受熱不均勻造成堆積
現(xiàn)象。本法采用石墨粉置于坩堝中均勻壓實，再將混合
好的樣品與熔融劑包裹后放入高溫爐中進(jìn)行加熱熔融。
過濾過程則采用濾紙兩次過濾溶液，對濾紙進(jìn)行沖洗3
次，減少母液的浪費與流失。
（3）試劑的濃度和用量選擇。以本文中選用的試劑
濃度和用量為準(zhǔn)。
2.固體標(biāo)樣直接曲線法
采用固體標(biāo)樣直接按照試樣的檢測過程來繪制標(biāo)準(zhǔn)
曲線，當(dāng)曲線繪制完成，再將試樣進(jìn)行測試。在測試過
程中以純水作為所有試劑空白，因而在曲線制作過程中
空白（吸光度為0）點不納入曲線中，僅從有含量的固體
標(biāo)樣開始。此法快速高效，結(jié)果也較為準(zhǔn)確，但固體標(biāo)
樣本身帶有相應(yīng)的誤差，造成曲線的不穩(wěn)定性。
測試的鐵精礦符合鐵精礦GB/T36704-2018的制樣標(biāo)
準(zhǔn)如表1所示。
表1　制樣標(biāo)準(zhǔn)
TiO2含量（%） 0.52 1.03 2.95 6.14 7.11
吸光度（A） 0.101 0.204 0.546 1.136 1.287
對應(yīng)的含量曲線圖如圖1所示
圖1　二氧化鈦含量曲線圖
采用某選礦廠的精礦做精密度實驗如表2所示
表2　精密度實驗
TiO2含量（%） 2.16 2.17 2.17 2.16 2.16 2.16 2.16
吸光度（A） 0.403 0.405 0.405 0.404 0.404 0.404 0.405
重復(fù)性實驗（選用的樣品為實驗間比對樣品）如表3
所示。
表3　比對樣品
TiO2含量（%） 1.62 2.30 1.79
吸光度（A） 0.305 0.428 0.337
標(biāo)準(zhǔn)：GB/T6730.22-2016中給出的實驗誤差計算如
表4所示。
表4　實驗間精密度計算表
方法
鈦含量m（質(zhì)
量分?jǐn)?shù)）/%
重復(fù)性限r(nóng) 再現(xiàn)性限R
酸分解再堿熔
融殘渣
0.006-1.20 r=0.0012+0.03218m R=0.0020+0.05028m
碳酸鈉-硼酸混
合熔劑熔融
0.006-1.20 r=0.0012+0.02806m R=0.0014+0.04385m
3.標(biāo)準(zhǔn)溶液配制曲線法
采用二氧化鈦標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行稀釋繪制鈦的標(biāo)準(zhǔn)溶
液，日常分析中采用兩種方法消除鐵的干擾：一是在校
準(zhǔn)系列中加入與試樣含量大致相當(dāng)?shù)蔫F：二是移取兩份
試樣溶液，以不加顯色劑的一份作為參比溶液。
（1）標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液中加入大致相同的鐵試劑。二
氧化鈦的標(biāo)準(zhǔn)溶液（1000ug/mL）配置成標(biāo)準(zhǔn)液A（10ug/
mL）。
標(biāo)準(zhǔn)溶液中鐵的含量的測算：一般試樣（鐵精礦）
中鐵的含量在60%左右，樣品的重量為0.1g，按照實驗測
算定容至50mL。最終試樣中的含鐵濃度約為60ug/mL，
所以，加入的鐵的試劑盡量保持與試樣中鐵的含量濃度
60
石油化工
相當(dāng)。
標(biāo)準(zhǔn)溶液中加入鐵試劑后依舊采用蒸餾水為空白，
因此，曲線的起點依舊以溶液的最低濃度值為起始點。
移取1.00mL，3.00mL，5.00mL，7.00mL，10.00mL標(biāo)
準(zhǔn)溶液A分別置于5個50mL容量瓶中，相應(yīng)加入5.00mL硫
酸（1∶1），以下按測試樣品的藥劑用量和靜置時間進(jìn)
行顯色，以不同濃度含量的濃度為縱坐標(biāo)，以吸光度為
橫坐標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)溶液的度為縱標(biāo)繪制校準(zhǔn)曲線。
表5　曲線制作
二氧化鈦濃度含量（ug/mL） 0.2 0.6 1 1.4 2
吸光度（A） 0.081 0.206 0.331 0.457 0.65
對應(yīng)的含量曲線圖如圖2所示
圖2　二氧化鈦濃度含量曲線圖
采用某選礦廠的精礦做精密度實驗如表6所示
表6　精密度實驗
TiO2（ug/mL） 1.264 1.270 1.270 1.270 1.267 1.267 1.267
吸光度（A） 0.403 0.405 0.405 0.405 0.404 0.404 0.404
TiO2含量（%） 2.10 2.11 2.11 2.11 2.10 2.10 2.10
說明：試樣量均為0 . 1 0 0 0 g ， T i 相對原子質(zhì)量：
47.8，TiO2相對分子質(zhì)量取79.8。計算公式：TiO2含量
（%）=C（濃度）×（47.8/79.8）重復(fù)性實驗（選用的
樣品為實驗間比對樣品）如表7所示
表7　比對樣品
TiO2（ug/mL） 0.94 1.34 1.05
吸光度（A） 0.305 0.428 0.337
TiO2含量（%） 1.57 2.24 1.74
（2）標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液—測試樣品扣試劑空白
標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液配置曲線采用二氧化鈦標(biāo)準(zhǔn)溶液
（GBW(E)080997）移液定容獲得，配置的曲線與3.1流
程相同。測試樣品在加入二安替吡啉甲烷前進(jìn)行定容為
組分A1，加入二安替吡啉甲烷后為組分A2，同一測試樣
品保留2組測試溶液。待進(jìn)行上機(jī)測吸光度時，所測得的
吸光度為A＝A2－A1，即（同一樣品采用A1作為空白）
如表8所示。
表8　曲線制作
二氧化鈦濃度含量（ug/mL） 0.2 0.6 1 1.4 2
吸光度（A） 0.092 0.226 0.344 0.468 0.672
對應(yīng)的含量曲線圖如圖3所示
圖3　二氧化鈦濃度含量曲線圖
采用某選礦廠的精礦做精密度實驗如表9所示
表9　精密度
TiO2（ug/mL） 1.21 1.98 1.241 1.145 1.155 1.267 1.18
吸光度（A1-A2） 0.412 0.411 0.424 0.394 0.397 0.433 0.405
TiO2含量（%） 2.00 1.99 2.05 1.90 1.91 2.10 1.96
比對情況：第一，精密度實驗和重復(fù)性實驗所選用的
樣品均為選礦廠生產(chǎn)的外售樣，樣品均進(jìn)行過實驗時間比
對。第二，試樣屬性均勻穩(wěn)定，測試結(jié)果均符合國標(biāo)的
誤差范圍內(nèi)。
四、結(jié)論
第一，鐵精礦樣品用堿性劑熔融，試樣以二安替吡
啉甲烷作顯色劑，在385nm波長進(jìn)行分光光度法測試，
此法測定TiO2，具有較高精確度。第二，本方法方便快
速，適用于中小型化驗室快速全分析，在礦山實驗室較
為適用，測試結(jié)果均達(dá)到國標(biāo)的誤差范圍。第三，采用
固體標(biāo)樣做曲線測試樣品，速度快捷高效，對操作人員
的要求較低，運用方便。但標(biāo)樣的基體性質(zhì)相近的選擇
很難找到存在自身的局限性，其次，固體標(biāo)樣本身的帶
有誤差，引入的測量不確定度較大，難以估算，一般不
建議使用。第四，在選擇測試樣品扣空白的操作時，測
試結(jié)果波動較大，說明排除鐵含量的影響外，還有其他
元素帶來的干擾，當(dāng)其他元素含量不固定或者未知時盡
量以鐵引入的干擾為主。
參考文獻(xiàn)：
[1]GB/T6730.22-2016《鐵礦石含量的測定二安替吡啉
甲烷分光光度法》[S].2016.
[2]李靜玲，張念慈，左平.用硫酸鐵銨容量法測定鈦精
礦中二氧化鈦含量[J].礦業(yè)快報，2003，19(8):9-11.
[3]張波寧.檢定、校準(zhǔn)實驗室確保結(jié)果有效性的探討[J].
中國檢驗檢測，2021，29(06):90-91+87.
作者簡介：楊笛（1989—），男，漢族，云南大理人，
本科，工程師，從事化學(xué)檢測、危險廢物處置、實驗室
認(rèn)證認(rèn)可管理工作；王樹榮（1979—），男，漢族，云
南玉溪人，?？?，主要從事礦物分析與選礦研究工作。

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