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分光光度法测铁精矿中二氧化钛含量的曲线制作探讨

文档作者：杨笛1　王树荣2 文档来源： 1.云南普东瑞科技有限公司 2.新平振兴电积铜厂		更新日期： 2026年05月09日	点击数：
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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测定铁精矿中二氧
化钛含量（0%～5%）。原料样品经过混匀缩分制备而
得，如果样品很湿或很黏，制样不能进行时，样品应在
温度低于105℃下干燥，待水分无变化后冷却后再进行制
样，制备好的矿样用于化学分析时其粒度尽量在200目以
上，用于留存或是仲裁的样品密封保存。
一、实验方法的筛选确定
二氧化钛的检测方法较多，均有相应的国标和行业
标准，可筛选性较强。
1.滴定分析法测定TiO2
硫酸高铁按滴定法（GB/T6730.23铁矿石含量的测
定硫酸铁滴定法）：在盐酸或硫酸介质中，用金属铝（
锌）片将TiO2+（Ⅳ）还原为Ti3+（Ⅲ），以硫氰酸钾为
指示剂，用硫酸高铁按标准溶液滴定，该方法灵敏度和
选择性较差，钒、锡钨铜等元素干扰测定。这些元素和
TiO2（Ⅳ）一起被全部或部分还原到低价态并在其后被
高铁氧化，导致结果偏高。此法多用于含铁量较高的试
样。滴定分析法虽然对仪器设备要求不高，但测定结果
准确度较差，适用范围窄。
2.分光光度法测定TiO2
（1）过氧化氢光度法。在酸性条件下，TiO2+与过
氧化氢形成黄色的配合物离子，过氧化氢光度法简便快
速，但灵敏度和选择性较差。
（ 2 ） 二安替吡啉甲烷光度法。在酸性溶液中
T i O 2+与二安替吡啉甲烷(DAPM)生成黄色配合物，
max=420nm，于波长385nm 处测定吸光度。用抗坏血酸
消除Fe+的干扰。二安替吡啉甲烷光度法灵敏度较高，重
现性和稳定性好。
3. ICP-AES测定TiO2
样品经混合酸湿法消解后，用电感耦合等离子体—
原子发射光谱仪进行二氧化钛含量的测定，该方法快
速、准确灵敏度高、有良好的重现性和稳定性。但是使
用的大型仪器价格昂贵，该方法难以广泛推广和应用。
由于分光光度法具有灵敏度高、准确度高、仪器操
作简单的特点，更容易接受使用。同时，由于铁矿石中
铁的含量很高，具有较深的背景，影响钛的光度法测
定。二安替吡啉甲烷光度法和钦铁试剂光度法的灵敏度
高于过氧化氢光度法，可用于含量较低的二氧化钛测
定。本文重点研究二安替吡啉甲烷光度法测定TiO2的实
验方法。
二、实验原理与测试目标
1.基本原理与方法的选择
（1）实验原理。铁精矿采用酸分解再进行碱性熔融
较为麻烦，采用直接将铁精矿样品经过碱性高温熔融，
用抗坏血酸和空白溶液消除干扰物质的影响，在盐酸介
质中二安替吡啉甲烷光度法与钛形成稳定的黄色络合
物，在分光光度计下进行测量。
（2）仪器。紫外-可见光分光光度计；箱式电阻炉。
（3）试剂。①二氧化钛标准溶液（GBW(E)080997
5 0 m L ， 1 0 0 0 μ g /mL）；②铁单元素溶液标准物质
（GBW(E)083395 50mL，100μg/mL）或者纯铁标样
（ZBG2181）；③二安替吡啉甲烷（DAPM）溶液：40g/
L；④抗坏血酸溶液：40g/L，用时现配。
分光光度法测铁精矿中二氧化钛含量的曲线制作
探讨
杨　笛1　王树荣2　　1.云南普东瑞科技有限公司；2.新平振兴电积铜厂
【摘　要】铁精矿在贸易结算和高炉冶炼时主要影响元素为铁、硅、钛、硫、砷、铝等，一般情况考核元素以含量
相对较高的铁和硅为主，但铁精矿价格持续高位造成钢铁企业经济效益下滑，选矿厂和钢铁企业对精矿
中其他元素也进行考核。对于二氧化钛含量的检测一般多采用铝还原一硫酸高铁滴定法，此法不仅费
时，且有时结果不稳定，不能满足日常生产快速分析的需要。而选矿厂和钢铁企业不仅追求准确的分析
结果，同时，也需要分析简洁高效。选择了二安替吡啉甲烷光度法测定钛，此法选择性好，一般元素等
均不干扰。而铁精矿中Fe能与DAM形成红色配合物，使结果偏高，加入抗坏血酸将Fe+还原为Fe2可消除
其影响。通过固体曲线法和标准溶液曲线法的比对分析，对二安替吡啉甲烷分光光度法进行优化处理以
便能快速、准确能满足生产的需要。
【关键词】铁精矿；分光光度法；二安替吡啉甲烷；方法比对
【DOI】10.12316/j.issn.1674-0831.2024.01.020
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石油化工
（ 4 ） 石墨粉。① 混合熔剂。无水碳酸钠— 硼
酸混合物（质量比为2∶1）②固体系列标样。磁铁
矿（ZBK391TiO2：0.52%） 磁铁矿（ZBK329 TiO2：
1.03%）钛铁矿（GBW7839TiO2：2.95%）尾矿（ZBK454
TiO2：6.14%）钛铁矿（ZBK453 TiO2：7.11%）。
（5）实验内容。①碳酸钠—硼酸混合熔剂熔融。将
试料置于镍坩埚中，加入4～5g混合熔剂，入高温炉在
900℃左右熔融10～15min，取出冷却，将场置于预先盛
有40mL盐酸（1∶1），15mL硫酸（1∶1）的250mL烧杯
中加热浸取至试料溶解，冷至室温，移入100容量瓶中以
水稀释至刻度混，用中速滤纸过滤。②显色液的配制。
预处理的试液（母液）在定容摇匀后静止15min，移取预
处理的试液分取5.00mL时补加5.00mL空白液置于50mL容
量瓶中，加10mL抗坏血酸溶液放置5min，再加8mL盐酸
（1∶1），12mL安替吡啉甲烷溶液，以水稀释至刻度摇
动混匀。③测量。显色液室温在20℃以上时放置20min，
在20℃以下时放置40～60min后将部分溶液移入2cm比色
中，以试剂空白溶液为参比，于分光光度计波长385nm
处测量其吸光度，从校准曲线计算出相应的钛量。
三、实验室过程分析与讨论
1.实验室过程关键节点的确认
（1）样品的预处理。试样的分解方法常用的有混合
酸溶解法和碱性溶剂分解试样法，碱性熔剂熔分解铁矿
石由于其强的分解能力和分离干扰元素与分解试样相结
合，应用较为普遍。常用的溶剂有过氧化钠、氢氧化钠
和过氧化钠或氢氧化钠与碳酸钠混合溶剂。经过重复性
试验选择熔融的温度控制在850～900℃之间，熔融温度
在10～15min之间。温度过高时间过长造成试样飞溅，样
品如同花朵状，难以形成很好的凝聚效果。
（2）熔融与过滤的选择。常规的熔融过程直接将试
样称量后放入铂金坩埚或者镍坩埚中进行熔融分解，温
度过高造成粘锅现象，同时，样品受热不均匀造成堆积
现象。本法采用石墨粉置于坩埚中均匀压实，再将混合
好的样品与熔融剂包裹后放入高温炉中进行加热熔融。
过滤过程则采用滤纸两次过滤溶液，对滤纸进行冲洗3
次，减少母液的浪费与流失。
（3）试剂的浓度和用量选择。以本文中选用的试剂
浓度和用量为准。
2.固体标样直接曲线法
采用固体标样直接按照试样的检测过程来绘制标准
曲线，当曲线绘制完成，再将试样进行测试。在测试过
程中以纯水作为所有试剂空白，因而在曲线制作过程中
空白（吸光度为0）点不纳入曲线中，仅从有含量的固体
标样开始。此法快速高效，结果也较为准确，但固体标
样本身带有相应的误差，造成曲线的不稳定性。
测试的铁精矿符合铁精矿GB/T36704-2018的制样标
准如表1所示。
表1　制样标准
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
对应的含量曲线图如图1所示
图1　二氧化钛含量曲线图
采用某选矿厂的精矿做精密度实验如表2所示
表2　精密度实验
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
重复性实验（选用的样品为实验间比对样品）如表3
所示。
表3　比对样品
TiO2含量（%） 1.62 2.30 1.79
吸光度（A） 0.305 0.428 0.337
标准：GB/T6730.22-2016中给出的实验误差计算如
表4所示。
表4　实验间精密度计算表
方法
钛含量m（质
量分数）/%
重复性限r 再现性限R
酸分解再碱熔
融残渣
0.006-1.20 r=0.0012+0.03218m R=0.0020+0.05028m
碳酸钠-硼酸混
合熔剂熔融
0.006-1.20 r=0.0012+0.02806m R=0.0014+0.04385m
3.标准溶液配制曲线法
采用二氧化钛标准溶液进行稀释绘制钛的标准溶
液，日常分析中采用两种方法消除铁的干扰：一是在校
准系列中加入与试样含量大致相当的铁：二是移取两份
试样溶液，以不加显色剂的一份作为参比溶液。
（1）标准曲线溶液中加入大致相同的铁试剂。二
氧化钛的标准溶液（1000ug/mL）配置成标准液A（10ug/
mL）。
标准溶液中铁的含量的测算：一般试样（铁精矿）
中铁的含量在60%左右，样品的重量为0.1g，按照实验测
算定容至50mL。最终试样中的含铁浓度约为60ug/mL，
所以，加入的铁的试剂尽量保持与试样中铁的含量浓度
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石油化工
相当。
标准溶液中加入铁试剂后依旧采用蒸馏水为空白，
因此，曲线的起点依旧以溶液的最低浓度值为起始点。
移取1.00mL，3.00mL，5.00mL，7.00mL，10.00mL标
准溶液A分别置于5个50mL容量瓶中，相应加入5.00mL硫
酸（1∶1），以下按测试样品的药剂用量和静置时间进
行显色，以不同浓度含量的浓度为纵坐标，以吸光度为
横坐标标准溶液的度为纵标绘制校准曲线。
表5　曲线制作
二氧化钛浓度含量（ug/mL） 0.2 0.6 1 1.4 2
吸光度（A） 0.081 0.206 0.331 0.457 0.65
对应的含量曲线图如图2所示
图2　二氧化钛浓度含量曲线图
采用某选矿厂的精矿做精密度实验如表6所示
表6　精密度实验
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
说明：试样量均为0 . 1 0 0 0 g ， T i 相对原子质量：
47.8，TiO2相对分子质量取79.8。计算公式：TiO2含量
（%）=C（浓度）×（47.8/79.8）重复性实验（选用的
样品为实验间比对样品）如表7所示
表7　比对样品
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）标准曲线溶液—测试样品扣试剂空白
标准曲线溶液配置曲线采用二氧化钛标准溶液
（GBW(E)080997）移液定容获得，配置的曲线与3.1流
程相同。测试样品在加入二安替吡啉甲烷前进行定容为
组分A1，加入二安替吡啉甲烷后为组分A2，同一测试样
品保留2组测试溶液。待进行上机测吸光度时，所测得的
吸光度为A＝A2－A1，即（同一样品采用A1作为空白）
如表8所示。
表8　曲线制作
二氧化钛浓度含量（ug/mL） 0.2 0.6 1 1.4 2
吸光度（A） 0.092 0.226 0.344 0.468 0.672
对应的含量曲线图如图3所示
图3　二氧化钛浓度含量曲线图
采用某选矿厂的精矿做精密度实验如表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
比对情况：第一，精密度实验和重复性实验所选用的
样品均为选矿厂生产的外售样，样品均进行过实验时间比
对。第二，试样属性均匀稳定，测试结果均符合国标的
误差范围内。
四、结论
第一，铁精矿样品用碱性剂熔融，试样以二安替吡
啉甲烷作显色剂，在385nm波长进行分光光度法测试，
此法测定TiO2，具有较高精确度。第二，本方法方便快
速，适用于中小型化验室快速全分析，在矿山实验室较
为适用，测试结果均达到国标的误差范围。第三，采用
固体标样做曲线测试样品，速度快捷高效，对操作人员
的要求较低，运用方便。但标样的基体性质相近的选择
很难找到存在自身的局限性，其次，固体标样本身的带
有误差，引入的测量不确定度较大，难以估算，一般不
建议使用。第四，在选择测试样品扣空白的操作时，测
试结果波动较大，说明排除铁含量的影响外，还有其他
元素带来的干扰，当其他元素含量不固定或者未知时尽
量以铁引入的干扰为主。
参考文献：
[1]GB/T6730.22-2016《铁矿石含量的测定二安替吡啉
甲烷分光光度法》[S].2016.
[2]李静玲，张念慈，左平.用硫酸铁铵容量法测定钛精
矿中二氧化钛含量[J].矿业快报，2003，19(8):9-11.
[3]张波宁.检定、校准实验室确保结果有效性的探讨[J].
中国检验检测，2021，29(06):90-91+87.
作者简介：杨笛（1989—），男，汉族，云南大理人，
本科，工程师，从事化学检测、危险废物处置、实验室
认证认可管理工作；王树荣（1979—），男，汉族，云
南玉溪人，专科，主要从事矿物分析与选矿研究工作。

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