改进邻菲罗啉比色法测定低铁石灰石 （方解石）、白云石中三氧化二铁含量

低铁含量的石灰石(方解石)和白云石是生产光伏玻璃的主要原料，而邻菲罗啉比色法是一种高效准确的铁含量检测方法。但是，国家标准GB/T3286.4—2012中规定的测定范围远远超出实际生产要求，因此直接应用国标会产生较大的实验误差。本文通过调节实验中的样品质量和混合熔剂质量，在国标规定方法的基础上进行改进。实验结果表明，增大样品质量和混合熔剂质量分别至2.00g和8.00g时，实验准确度得到了极大提升，结果符合国家标准允许差。试验原理：试样用碳酸钠-硼酸混合熔剂熔融，稀盐酸浸取。分取部分试液，滴加氨水和盐酸将溶液pH调整至5左右，采用盐酸羟胺作还原剂，将溶液中的三价铁离子还原为二价铁离子，二价铁离子与邻菲罗啉作用生成稳定的橙红色络合物，常温下该络合物在40min内即可显色完全并达到稳定状态，使用紫外可见分光光度计于510nm波长处测定吸光值，进而代入标准曲线计算得出三氧化二铁含量。该显色反应原理如下：试验步骤：测定铁含量时，在国标中规定样品试样量为0.50g（精确至0.0001g），并在称量后将其置于预先盛有3.0g混合熔剂的铂坩埚中，混匀，再覆盖1.0g混合熔剂熔融。对于低铁含量的石灰石（方解石）、白云石，如果试样量偏小，则测定所得的吸光度偏低，容易产生较大的误差。而在增大样品的质量后，相应的熔剂量可能也需要随之改变。因此，如表1所示，设计如下5组实验，研究不同试样量和混合熔剂量对实验结果的影响。对同一试样，至少独立测定2次，且随同试样做空白试验。表1实验所用的试样量和熔剂量试验结果与讨论：（1）试样量对试验结果的影响，采用表1中方法1到方法3，对一份标样和两份样品的铁含量进行试验测定，得出的结果如表2～表4所示。表2方法1所得实验结果注：（1）表格中样品型号对应上文中待测试样型号；（2）实测值为多次测量的平均值。由表2可知，对于标样而言，当试样量为0.50g且混合熔剂总量为4.0g时，测定的三氧化二铁含量比真实值高0.0016%，相对误差达到27.1%。这一误差产生的原因是由于石灰石（方解石）、白云石本身三氧化二铁含量较低，0.50g样品中的铁含量过小，因此试验过程中产生的误差对结果的影响较显著。由表3可知，当标样量增加至1.0g左右，且混合熔剂总量不变时，测定的三氧化二铁含量比真实值低0.0012%，相对误差达到20.3%。而在试样量持续增加至2.0g后，由表4可知，这一误差却反而增大到0.0021%，相对误差达到35.6%。这一现象可能是由于现有混合熔剂的量不足以将试样熔解完全，故三氧化二铁含量偏低。由上述结果可以看出，对于低铁石灰石（方解石）、白云石，若严格按照现有国标规定的试样量与混合熔剂量进行测定，实测值与真实值偏差较大，说明该方法对低铁石灰石（方解石）、白云石的测定有一定的局限性。（2）熔剂质量对实验误差的影响，综合考虑试样量及熔融时铂坩埚的容积，结合以上的试验结果，为了探究熔剂质量对实验误差的影响，在保持样品质量为2.0g不变的条件下，分别加入6.0g、8.0g熔剂进行实验，得到的结果如表5和表6所示。由表4～表6可以看出，当测定铁含量真实值为0.0059%的标样时，随着熔剂质量增大至8.0g，实验误差由0.0021%急剧减小到0.0001%，相对误差由35.6%急剧减小到1.7%。对于光伏玻璃生产过程中用到的石灰石（方解石）和白云石样品，当熔剂的质量增大至8.0g后，其实验误差仅分别为0.0000%和0.0001%，准确度较高。因此，采用充足质量的混合熔剂能够提高铁含量检测的准确性。表5方法4所得实验结果表6方法5所得实验结果注：（1）表格中样品型号对应上文中待测试样型号；（2）实测值为多次测量的平均值。在测定用于生产光伏玻璃的石灰石（方解石）、白云石的铁含量时，考虑到国家标准规定的测量范围与实际生产要求不一致，故直接应用国标中规定的方法进行实验会产生较大的误差。本文在该方法的基础上进行改进，通过增大待测样品的质量和调节混合熔剂的质量进行多次试验，得出适合低铁白云石（方解石）、石灰石中三氧化二铁含量的测定方法，有效地降低了实验误差。实验结果表明，同国标中规定的称取0.50g试样及4.0g混合熔剂量相比，使用2.00