MINERALES DE HIERRO Los minerales de hierro que se encuentran frecuentemente en la naturaleza, son ya sea óxidos (ocres rojos) oxhidratos (ocres pardos) o carbonatos. Con menor frecuencia sulfuros, silicatos o cromatos En base a ello podemos mencionar eral !órmula "u "u#mica Caracter#stica $a%netita !e&. !e' & $ineral del tipo de los óxidos, que cristaliza en sistema cbico. *e presenta en masas de color ne%ro, raya ne%ra.. +ureza del orden de , peso espec#fico -,/ . 0resenta fuerte ma%netismo por lo que puede actuar como im1n natural. 0or su abundancia y ele2ada ley de hierro /3, es una importante mena del metal *oluble en 4Cl. 4ematita !e' & $ine $ineral ral del del tipo tipo de los los óxid óxidos os,, que que crist cristali aliza za en siste sistema ma hexa%onal., suelen a%ruparse en roseta, . +ureza oscila entre -,-5 .-, peso espec#fico -,'. El color 2ar#a entre el casta6o y el ne%ro., tiene brillo met1lico y la raya es de color rojo. Con el calentam calentamien iento to se 2uel2e 2uel2e ma%n7t ma%n7tico ico.. *olubl *olublee en 4Cl. 4Cl. Es la mena m1s importante de !e, con leyes tambi7n del orden del /3 . 8oetita !e' &. 4'& $ineral de del ti tipo de de lo los óx óxidos e hi hidróxidos qu que cr cristaliza en en el el sistema rómbico. rómbico. Con frecuencia se confunde confunde con la limonita, limonita, es de color pardo rojizo y raya de color pardo amarillento. +ureza de -5-,- y peso espec#fico de 9,:. Como mena puede alcanzar hasta 3 de ley. Limonita !e' &. x4'& ;oca sedimentaria formada por una mezcla de óxidos e hidróxidos, que proceden de la alteración de otros compuestos. Carece de una estructura estructura cristalina. Es de color amarillo amarillo pardo y forma masas compactas. Los llamados hierro de los pantanos son limonitas. *iderita !eC& $ineral del tipo de los carbonatos, que cristaliza en sistema tri%onal. Los cristales son rombo7dricos, con caras cur2as. +e color blanco amarillento, aunque con la alteración se 2uel2e pardo.
#trico.Lal ley de hierro se encuentra enel orden del 9,3 =rsenopirita !e=s* $ineral del tipo de los sulfuros. Color ne%ro %ris, con brillo met1lico. met1lico. *oluble en 1cido n#trico. Ley de hierro del orden del 9 3. Cromita Cr' & . !e& Color am amaril rillo5%r 5%risac saceo a marrón osc oscu uro.+esco scomposició ción co con mezcla 1cida de sulfrico, perclórico y fosfórico. !undente peróxido de sodio.
1
COMPONENTES QUE SE DETERMINAN EN UN ANALISIS QUIMICO Generalidades +ado que los minerales, no son nunca qu#micamente puros, sino que est1n mezclados con otros minerales, junto al mineral de hierro se encuentra s#lice, almina, calizas y?o 1lcalis. *e%n el proceso en que 2aya aplicarse la presencia de al%unos componentes como el fósforo o man%aneso pueden aumentar el 2alor del mineral@ mientras que otros componentes como el azufre, cinc, plomo, cobre, cinc, antimonio, esta6o lo des2alorizan. 0or otra parte la in2esti%ación cuantitati2a del a%ua presente como componente de las especies nos puede ser2ir para caracterizar el mineral
*ustancias a determinar Ley !e
Aolumetr#a ;edox
<7cnica =nal#tica !luorescencia de ;B
4ierro !erroso@ !e& !7rrico !e' & *#lice *i&' !ósforo 0
=zufre * =lumina =l' & $an%aneso $n
Calcio y $a%nesio Ca& $%& ;esidualesCu, Fn. 0b, *n, *b =lcalis >a'& y G '&
Aolumetr#a ;edox >o aplicable C1lculo en función de ferroso y >o aplicable metalico 8ra2imetr#a !luorescencia de ;B Aolumetr#a 1cido5base !luorescencia de ;B Espectrofotometr#a DA5Aisible Emisión atómica (C0) =bsorción !luorescencia de ;B !usión Emisión atómica (C0) 8ra2imetr#a !luorescencia de ;B Emisión =tómica (C0) Aolumetr#a ;edox !luorescencia de ;B5 Espectrofotometr#a DA5 Aisible =bsorción =tómica Emisión =tómica (C0) Aolumetr#a Complejom7trica !luorescencia de ;B Aolumetr#a ;edox =bsorción =tómica Emisión atómica (Llama5 C0) >o aplicable =bsorción =tómica Emisión =tómica (C0) 8ra2imetr#a
=bsorción =tómica Emisión atómica (Llama5C0)
2
..5 +E=C&> +E !E <&<=L 0&; A&LD$E<;= ;E+&B
=lcance Concentraciones de -5 H-3 de !e
Etapa del Proceso
Descripción
DESCOMPOSICIN Descomposición ácida DE LA MUESTRA La muestra es disuelta en 4Cl Los minerales que contienen silicatos se descomponen completamente, en ese caso queda un residuo blanco de s#lice hidratada que no interfiere en las determinaciones posteriores. Cuando es abundante o se quiere una determinación muy precisa, el residuo insoluble se separa por filtración, se lle2a a i%nición para la recuperación del !e. >ota Dn residuo oscuro, indica descomposición incompleta. Descomposición por fusión En muestras que contienen m1s de I,3 de Aanadio y?o de $olibdeno, o que no pudieron descomponerse con 1cidos, hay que aplicar descomposición por fusión. La muestra se funde con una mezcla de Carbonato de *odio y 0eróxido de *odio o sinteriza con peróxido de *odio a 9IIJC y lue%o se funde en un mechero. El fundido se toma con a%ua y acidifica con =cido Clorh#drico.y se filtra. REDUCCIN a) Con cloruro estannoso En la muestra disuelta;eacciones todo o una parte del !e *n Cl' K '!eCl *nCl9 K '!eCl' estar1 en estado tri2alente, antes de la *n'K *n9K K 'e 2aloración hay que reducirlo. ' !e K K *n'K *n 9K K ' !e'K Eliminación del exceso de *nCl ' *e efecta con 4%Cl ' *nCl ' + 4%Cl' *nCl 9 + 4%'Cl' >ota debe producirse un li%ero enturbiamiento blanco sedoso, debido al cloruro mercurioso precipitado. Este componente poco soluble, no reducir1 al perman%anato, ni tampoco el exceso de mercurio reoxidar1 al hierro. *i se forma un precipitado abundante, gris o negro, es se6al que se ha a%re%ado un exceso muy %rande de cloruro estannoso y la reducción lle%ó a mercurio, parte del oxidante se consumir1 con el mercurio y los resultados ser1n erroneos. 0or otra parte la ausencia de precipitado indica que el cloruro estannoso es insuficiene, en ambos casos hay que repetir el ensayo
b) ;educción con cloruro estannoso completada con cloruro de titanio () La t7cnica consiste en la reducción inicial con *nCl' , en medio 1cido , se %uida por la adición
5 5
;educción con *nCl ' las indicadas precedentemente. ;educción con
5
!ALORACIN
!e'K 9K
K e
!eCl K
a) Con perman%anato de 0otasio La reacción se completa rapidamente, pero si hay 4Cl presente se oxida a Cl ', lo que conduce a resultados altos. La presencia de $n K, fa2orece la oxidación de ion cloruro.0ara e2itarlo se elimina la presencia de cloruros por e2aporación, con =c. *ulfrico o utilizando la solución de Fimmermam5;einhardt $n*&9, 40&9, 4'*&9. La sal de $n y el =c. !osfórico inhiben la formación del par $n K ?$nK', el primero por efecto ion comun y el se%undo formando complejo con el $n. 0or otra parte tambi7n forma complejo con el !e incoloro, e2itando que el tono amarillo de los complejos del !e Cl, influyan en la determinación del punto final. !e 'K !e K K ex$n&5 9 K /4K K-e $n 'KK 9 4'& -!e 'K K $n&5 9 K /4K -!e K K $n 'KK 9 4'& b) Con dicromato de 0otasio La 2aloración con dicromato no se 2e afectada por la presencia de 4Cl. 0or lo que no es necesario el a%re%ado de solución de Fimmmermam. ;einhardt. *ólo se emplea una mezcla de 4 0&9, 4'*&9 para acidificar el medio.
CALCULOS
!e 'K !e K K ex Cr '& : K 94K Ke 'Cr KK : 4'& !e 'K K Cr '& : K 94K !e K K 'Cr KK : 4'& El indicador %eneralmente usado es el 1cido difenilamina sulfónico.(2erde del Cr() hasta el azul52ioleta, de la forma oxidada del indicador). 3!e I,II--/9:M 2MII?m 2 2olumen de titulante (ml) m masa de muestra (%)
'.5 DETERMINACION DE HIERRO"#ERROSO El principal problema en este an1lisis es e2itar la oxidación a !eK durante la descomposición de la muestra., el ries%o es que la relación !e'K?!eK del sólido no se manten%a en disolución ( el medio neutro fa2orece la oxidación en el aire, el medio 1cido la inhibe) DESCOMPOSICIN *e efecta con 4Cl en atmósfera de C& '. 5 colocar la muestra en un frasco de descomposición cerrado y lue%o se DE LA MUESTRA hace circular anhidrido carbónico a tra27s del sistema para desplazar el aire. 4
5
!ALORACIN
a%re%ar 4Cl en proporción para efectuar la descomposción, calentar manteniendo la circulación del anh#drido carbónico, mantener el sistema en a%itación para fa2orecer la reacción 5 enfriar mientras contina la circulación de anh#diro carbónico. *e efecta en la misma forma que la determinación de 4ierro total
$%" DETERMINACION DE O&IDO #ERRICO *e calcula como 4ierro total menos el ferroso y el met1lico, expresados como óxido f7rrico.
'%" DETERMINACION DE SILICE POR GRA!IMETRIA Los silicatos desde el punto de 2ista anal#tico, se pueden di2idir en dos tipos a) silicatos solubles, que se descomponen por los 1cidos b) silicatos insolubles que no se descomponen por 1cidos excepto el 4! (los que se descomponen parcialmente, se incluyen en esta cate%or#a) Nota( El tipo b) se dis%re%an fundi7ndose con >a 'C& o con >a'&'
DESCOMPOSICION La muestra se pesa y lue%o se dis%re%a fundi7ndose con >a 'C& o con DE LA MUESTRA >a'&' y el producto de la fusión, que est1 en forma descomponible por un 1cido, se trata con 4Cl.
CALCINACION
PURI#ICACION PRECIPITADO
El producto de la fusión que contiene el silicato se e2apora a sequedad para que el acido s#licico %elatinoso *i&'.x 4'&, se insolubilice como silicato hidratado *i&'.y4'&. La deshidratación se efecta ya sea por calentamiento a I-5I JC, o con 4Cl& 9 . El residuo se extrae con 4Cl dilu#do para disol2er las sales de !e, Ca, $%, alcalinas, etc, que pudieran hallarse presentes. !iltrar. La operación de deshidratación y los pasos si%uientes se repite sobre el filtrado para ase%urar la repetición total !iltrar nue2amente y juntar los dos precipitados para su tratamiento posterior. Colocar los dos precipitados en un crisol de 0t y lle2ar a I-IJC. 0esar y repetir la operación hasta constancia de peso. *e pesa *i&' que %eneralmente no es puro sino que est1 contaminado con óxidos de hierro, aluminio, titanio, etc. DEL Las impurezas presente pueden determinarse tratando el *i&' con %otas de 4'*&9 y un exceso de 4!. La *i& ' se 2olatiliza como tetrafluoruro y los otros metales se transforman en óxidos. Las reacciones son *i&' K 4! '(*i!)
4'(*i!) K 4'I *i!9 K '4!
=l'& K 4! ' =l! K 4'& =l! K 4'*&9 =l'*&9 K 4! 5
=l'*&9 =l'& K *&
C)LCULOS
Calcinar el residuo en una mufla a IIIJC y pesar. 3 *i (a b)?c M II a. peso de s#lice con impurezas b. peso de las impurezas c. peso de muestra
*%" DETERMINACION DE #OS#ORO POR !OLUMETRIA ACIDO"+ASE Alcance =plicable a la determinación de fósforo en minerales de hierro, concentrados y a%lomerados. ;an%o de Concentración I,I ,II 3 0reparación de muetra La muestra se pul2eriza para pasar tamiz malla II (-I m). Nota: Algunos minerales, especialmente las hematitas, pueden requerir una molienda más fina, por ejemplo malla 2 !"# m$% 0esar aproximadamente con una 2ariación de
I,'- m%, las si%uientes
cantidades de muestras 30
0eso de muestra
I,I5I,I
',I
I,5I,-I
,I
I,-5,II
I,-
Inter,erencias Los elementos 2anadio y ars7nico coprecipitan con el fosforo por lo que deben eliminarse pre2iamente. El titanio tiende a formar un compuesto insoluble con el fósforo y asN puede causar resultados bajos en la determinación La muestra se disuel2e con 1cidos clorh#drico y n#trico. +espu7s de la adición
Desco-posición de la -.estra de 1cido perclórico, la
solución se e2apora hasta humos fuertes, para
deshidratar la s#lice. *e filtra. El filtrado se reser2a como solución principal. El residuo insoluble, se calcina trat1ndolo con unas %otas de 4'*&9() y 4! y se lle2a a e2aporación para expulsar la s#lice. *e fusiona con >a 'C& y se toma con a%ua para recuperar cualquier resto de fósforo. *e filtra. El residuo se descarta. El filtrado se acidifica con 4Cl , y se adiciona !eCl y el 0 se recupera por precipitación con solución amoniacal. *e la2a el ppdo, se disuel2e con 4Cl y combina con la solución principal obtenida en el paso anterior . 0ara expeler el =s se trata la solución con 4Or y se e2apora a humos blancos con 4Cl&9. 6
Nota: &uando la muestra contiene titanio !del orden del ,#'$ no se reali(a ataque ácido sino que se funde con Na 2&)* , se toma con 2) y acidifica con &l
Precipitación / trata-iento del precipitado
*e precipita como fosfomolibdato de amonio (>49).0&9.'$o& 9.'4>&.'4'&, con %ran exceso de molibdato de amonio en medio n#trico. El ppdo se transforma en( >49).0&9.'$o& 9 o en (>4 9)(0$o/&9I). 0ara ello se procede de la si%uiente forma se disuel2en las sales en a%ua y se neutraliza con solución amoniacal y se ajusta la acidez con 4>& .*e a%re%a molibdato de amonio para precipitar fosfomolibdato. El precipitado se filtra y la2a para eliminar cualquier resto de Pcido.
!aloración 0cido "1ase El fosfomolibdato se disuel2e lue%o en solución standard de hidróxido de sodio. El exceso de hidrQxido de sodio se 2alora con una soluciQn standard de acido n#trico usando fenolftaleNna como indicador (>49)0&9.'$o& K '>a&4 >a'$o&9 K (>49)'$o&9K>a(>49)40&9 K 4'&
C0lc.los
Calcular el porcentaje de fósforo como si%ue 30 (=5OC) (+5EC)!xII?8 +onde = (ml) solución standard de >a&4 usada O (ml) solución standard de 4>& requerida para 2alorar el exceso de >a&4 C (ml) solución standard de >a&4 equi2alente a ml de 4>& standard. + (ml) solución standard de >a&4 requerida para la determinación del blanco. E (ml) solución standard de 4>& requerida para 2alorar el exceso de >a&4 en la determinación del blanco. ! (%?ml)fósforo equi2alente de la solución standard de >a&4 8 peso de la muestra usada.
7
2%" DETERMINACION DE A3U#RE POR COM+USTION"TITULACION CON IODATO Alcance( +eterminación de azufre total en minerales de hierro, concentrados, a%lomerados en el ran%o de I,II-.I,-I 3.
Principios del -4todo El azufre presente en la muestra se con2ierte en dióxido de azufre por combustión en una corriente de ox#%eno. El dióxido de azufre se absorbe en una solución de almidón5ioduro acidificada y se titula con una solución de iodato de potasio.La solución de iodato se potasio se estandariza pre2iamente con una muestra de mineral similar , de concentración conocida de azufre. ( >ota El porcentaje de azufre obtenido como dióxido de azufre 2ar#a con los diferentes materiales)
Preparación de la -.estra
E5.ipa-iento
Procedi-iento
C0lc.los
La muestra se pul2eriza hasta pasar un tamiz malla II (-Im) Las cantidades a pesar de muestra recomendadas son las si%uientes 3 de * 0eso (%) I,II- 5 I,I'',I I,I'I 5 I,I ,I I,I 5 I,'I,I,'- 5 I,-I I,' 5 4orno de nducción, apto para trabajar a temperaturas de 9'-JC 5
La muestra y el acelerador (2irutas de hierro, esta6o y?o cobre) se colocan en un crisol en el horno, en donde se produce la combustión. Los %ases procedentes de la misma se absorben en una solución que contiene G, 4Cl dilu#do, y se a%re%a una solución 2alorada de G& , como para producir una coloración azul . = medida que los %ases burbujean en la solución se contina el a%re%ado del yodato para mantener la intensidad del color. *e alcanza el punto final cuando la coloración se mantiene sin requerir a%re%ado de yodato. ;eacciones G& K-G K4Cl ' K GCl K4 '& *&' K ' K 4'& 4'*&9 K'4 3* (Ex,6G7 8II E ml de solución de G& f factor de la solución en %?unidad dae 2olumen 8 %ramos de muestra usada >ota El factor de la solución se obtiene realizando la 2aloración sobre un est1ndar de concentración similar a la muestra
8
9%" Alcance La determinación de !e total, es el elemento primario para establecer el 2alor comercial de los $inerales de !e empleados por la industria. La t7cnica se aplica a concentraciones en el ran%o de -5 H- 3.de !e.
:%" Res.-en del M4todo de Ensa/os '. +escomposición de la muestra *e%n el tipo de mineral, puede realizarse por 5 =cido 5 0or fusión Descomposición ácida La muestra es disuelta en 4Cl. El residuo insoluble se separa por filtración, se lle2a a i%nición y trata para la recuperación del !e. Descomposición por fusión La muestra se funde con una mezcla de Carbonato de *odio y 0eróxido de *odio o sinteriza con peróxido de *odio a 9IIJC y lue%o se funde en un mechero. El fundido se toma con a%ua y acidifica con =cido Clorh#drico. 0ara las muestras que contienen mas de I,3 de Aanadio o I,3 de $olibdeno, o ambos el fundido se toma con a%ua y filtra. El hidróxido de hierro insoluble es tomado con a%ua y filtrado. '.' ;educción del 4ierro
9
La mayor parte del 4ierro se reduce en =cido Clorh#drico caliente $ con Cloruro stannoso, se%uido por la adición de un sua2e exceso de solución de
$%; Preparación de M.estra La muestra para an1lisis estar1 pul2erizada para pasar tamiz malla II (-I m) . 0ara facilitar la descomposición de al%unos minerales, tales como hematita especular se requiere una molienda que pase tamiz malla 'II (:Im)
'%; Desco-posición de M.estra 9. +escomposición =cida 0esar aproximadamente I,9 % de muestra en un pesafiltro pre2iamente secado a ximadamente I- JC. *ecar el pesafiltro conteniendo la muestra, durante hora a una temperatura de I-5I JC.
10
E2aporar los filtra5 dos combinados bajo calor sua2e hasta un 2olumen de I ml y continuar con la etapa de Red.ccia&4 ('I%?l) y descartar el filtrado y la2ados. La2ar el precipitado en el 2aso ori%inal con a%ua, a%re%ar I ml de 4Cl concentrado, densidad ,H y calentar hasta disol2er el precipitado. +isol2er el hierro en el crisol reser2ado en 4Cl caliente (). La2ar el crisol con 4Cl (I) y a%re%arlo a la solución principal. La2ar el papel de filtro tres 2eces con 4Cl caliente (-I) y finalmente con a%ua caliente hasta la eliminación del acido, a%re%ando los la2ados a la solución principal. E2aporar hasta un 2olumen de I ml y continuar con la etapa de Red.cción. 9. +escomposición por fusión y acidificación del fundido. *ecar la muestra y lle2arla a un crisol de Fr. =%re%ar % de peróxido de sodio y mezclar sua2emente. Colocar el crisol en un horno mufla a aproximadamente 9II JC. +espu7s de I o - minutos retirar del horno y calentar sobre un mechero hasta el punto de fusiQn. !undir a%itando el crisol hasta un color rojo cereza y transparente. +ejar enfriar el fundido y colocarlo en un 2aso de 9IIml. =%re%ar I ml de a%ua al crisol y cubrir el 2aso inmediatamente con un 2idrio de reloj. +espu7s que la reacción ha cesado, 2aciar el contenido del crisol en el 2aso y la2arlo con aproximadamente 'I ml de a%ua. =%re%ar 'I ml de 4Cl concentrado, transferirlo al 2aso y la2ar el crisol con a%ua. 4er2ir la solución de ' a minutos Enjua%ar el 2idrio de reloj y los costados del 2aso con a%ua. El 2olumen de la solución debe estar entre 9I y -I ml. Continuar con Red.cción% 5.
Red.cción Calentar la solución hasta bajo el punto de fusión y a%re%ar de a - %otas de G$n& 9 (' %?l). $antener la temperatura durante - minutos para oxidar el =s y la materia or%1nica. La2ar la tapa y el interior de las paredes del 2aso con una peque6a cantidad de 4Cl caliente. nmediatamente a%re%ar solución de *nCl '(II% de *nCl '.'4'I en 'II ml de a%ua), %ota a %ota mientras se a%ita el l#quido del 2aso, hasta que permanece un li%ero color amarillo claro. ;educir el hierro remanente por adición de solución de
11
Nota: es escencial que algo del /e!000$, no se haya reducido por el &loruro 1stannoso% i todo el /e es reducido inad-ertidamente, reo3idar un poco de /e con 45n) 6% !2#g7l$ 6.
Tit.lación = la solución fr#a a%re%ar I ml de mezcla sulfrica5fosfórica (Aerter -I ml de 4 0&9,d,-: en aproximadamente 9IIml de a%ua, y mientras se a%ita a%re%ar -I ml de 4 '*&9, d,/9 . Enfriar en ba6o de a%ua y dilu#r a l), y titular con solución est1ndar de G 'Cr&9 I, > usando difenilaminasulfonato de sodio (I,' %, enrasar a IIml de a%ua) como indicador. El punto final se alcanza cuando el color 2erde de la solución 2ira al 2erde5azulado, y la ltima %ota da un color 2ioleta. 1nsayo de 8lanco +eterminar el 2alor del blanco usando en la misma cantidad de todos los reacti2os y si%uiendo todos los pasos del procedimiento. En la etapa de reducción omitir el a%re%ado de *nCl ' . =%re%ar solamente a - %otas de solución de )
7.
C0lc.los *iete laboratorios analizaron - muestras de $inerales de 4ierro, de composición 2ariable. Los resultados obtenidos fueron los si%uientes@
$uestra D**5"C$5 >O*5':d OC* I' '5 >O*5H
3!e Cert. -,'H 9,H -,- I,H/ HI,/I
0romedio 3!e -,H9,H9H -,9H I,::9 HI,/-9
$uestra ;epetibilidad +es2. *tandard D**5"C$5 >O*5':d OC* I' '5 >O*5H
I,: I,IH I,' I,IH9 I,H-
;eproductibilidad +es2. *tandard
;
; I,I I,IH I,: I,' I,--'
I,I9 I,I I,9H I,I: I,':
I,99 I,9/ I,- I,9' I,-/
= partir de 9 an1lisis realizados sobre - muestras, se aplicó la t7cnica precedente, con los si%uientes resultados $edia (B)
;epetibilidad
$uestra ' 9
:,/ ,:9: I,/9 -H,-:-
I,'9H I,HH I,'H I,H9'
*i%ma5L *i%ma5;
I,-I'H I,'H99 I,'/I I,'H/
I,I::-H I,III' I,III9 I,I/I
I,HI' I,IH9H: I,I'H: I,IH-: 12
-
9-,/'I
I,:H
I,:
I,I9-
I,I
0or otra parte ensayos realizados sobre standares de >O* y OC*, arroja los si%uientes resultados Estandard
3!e &btenido en Ensayo 9,H9H
3!e Certificado 9,H
HI,/-9
HI,/I
-,9H
-,-
>O* ':9 >O* H OC* I' La des2iación de los resultados de ensayos del contenido de !e certificado en las muestras de referencia es si%nificati2amente m1s peque6a que la precisión ; y que ;' que fi%ura. El m7todo por lo tanto estP libre des2iaciones en la medición.
Deter-inación de #ós,oro en Minerales de Hierro (Aolumetr#a =cido5Oase) Alcance( =plicable a la determinación de fósforo en minerales de hierro, concentrados y a%lomerados. ;an%o de Concentración I,I ,II 3
Preparación de -.estras( $uestra pul2erizada para pasar tamiz malla II (-I m). Nota: Algunos minerales, especialmente las hematitas, pueden requerir una molienda más fina, por ejemplo malla 2 !"# m
%$Res.-en del -4todo La muestra se disuel2e con 1cidos clorh#drico y n#trico. +espu7s de la adición de 1cido perclórico, la solución se e2apora hasta humos fuertes, para deshidratar la s#lice.. *e filtra el residuo insoluble, se lle2a a i%nición y se trata para recuperar cualquier resto de fósforo. *e a%re%a molibdato de amonio para precipitar fosfomolibdato. El precipitado se filtra y la2a para eliminar cualquier resto de acido. El fosfomolibdato se disuel2e lue%o en solución standard de hidróxido de sodio. El exceso de hidróxido de sodio se 2alora con una soluciQn standard de acido n#trico usando fenolftaleNna como indicador. (>49)0&9.'$o& K '>a&4 >a '$o&9 K (>49)'$o&9K>a(>49)40&9 K 4'&
Inter,erencias
13
Los elementos 2anadio y ars7nico coprecipitan con el fosforo por lo que deben eliminarse pre2iamente. El titanio tiende a formar un compuesto insoluble con el fósforo y asN puede causar resultados bajos en la determinaciQn.
Procedi-iento( 0esar aproximadamente con una 2ariaciQn de I,'- m%, las si%uientes canidades de muestras 30 I,I5I,I I,5I,-I I,-5,II
0eso de muestra ',I ,I I,-
a.5 Colocar la muestra en un pesasustancias, y lle2arlas a una estufa a I- I JC, durante una hora, tapar el pesasustancias y enfriarla a temperatura ambiente en el desecador. $omentaneamente sacar la tapa para i%ualar presiones y pesar el pesasustancias tapado con aproximaciQn de I, m%. ;epetir la operación hasta constancia de peso. & y 'I ml de 4Cl&9, e2aporar hasta humos fuertes para deshidratar la s#lice .Enfriar, a%re%ar -I ml de a%ua y calentar hasta solubilizar las sales que est1n en solución. !iltrar y juntar el filtrado en un erlenmeyer de -II ml. La2ar el residuo con 4>& (KHH), y finalmente con a%ua caliente hasta que estR libre de percloratos. E2aporar el filtrado usando calor sua2e. c.5 Lle2ar a i%nición el papel y el residuo en un crisol de 0t. Enfriar, humedecer con al%unas %otas de a%ua y a%re%ar ',I ml de 4Cl& 9 y - ml de 4!, y e2aporar hasta sequedad. !undir el residuo con ,I % de >a'C&. Colocar el crisol en un 2aso de '-I ml y a%re%ar II ml de a%ua. Calentar a desinte%rar el fundido y disol2er todas las sales solubles. ;etirar y la2ar el crisol. !iltrar la solución alcalina y juntar el filtrado en un 2aso de 9II ml. La2ar el residuo con a%ua caliente y descartarlo. =cidificar el filtrado con 4Cl, a%re%ar - ml de !eCl (I,% de !e?litro) y lle2ar la solución alcalina a litmus con >49&4. 4er2ir por min para coa%ular el precipitado. !iltrar y la2ar el residuo con a%ua caliente. +escartar el filtrado. Colocar el 2aso conteniendo el filtrado de
1%" debajo de un ca6o. +isol2er el
residuo existente en el papel con I ml de 4Cl caliente (), la2ar con a%ua caliente. +escartar el papel y e2aporar la solución hasta abundantes humos de 4Cl&9 .
14
Nota: 9 i la muestra, tiene alto 5n, puede precipitar 5n) 2 cuando la solución es e-aporada hasta humos de perclorato% i esto ocurre el 5n) 2 puede redisol-erse con el agregado de cristales de NaN)2 , cuando los percloratos son disueltos en agua% 9
i hay As presente en la muestra, concentrar la solución en el erlenmeyer hasta
apro3imadamente "# ml y agregar 2 ml de 8r !:6$ y e-aporar hasta humos densos% 1nfriar, la-ar el -aso con 2 ml de agua y e-aporar hasta humos nue-amente% d.5 Enfriar, a%re%ar -I ml de a%ua, y calentar para disol2er las sales. =%re%ar un exceso de 2arias %otas de G$n& 9 en solución y her2irla durante 2arios minutos. =%re%ar %ota a %ota solución de 4'*& hasta reducir el G$n& 9, o precipitar el $n& ' y her2ir hasta expeler el *&', enfriar y a%re%ar >49&4 hasta un peque6o precipitado de !e(&4) que persista aunque se a%ite. =%re%ar 4>& hasta que el precipitado se disuel2a con a%itación lue%o de a - ml en exceso. =%re%ar I % de >4 9 >& y a%itar hasta disol2er las sales. e.5 =usencia de Aanadio =justar el 2olumen de la solución a -I ml y la temperatura a 'I JC y a%re%ar -I ml de la solución de molibdato de amonio, =%itar ri%urosamente durante - minutos y esperar 'I minutos hasta que un precipitado amarillo se haya estabilizado. Nota: i el precipitado es peque;o con-iene dejarlo reposar 6 horas o toda la noche. f..5 0resencia de Aanadio =justar el 2olumen de la solución a II ml, enfriar a - JC, a%re%ar - ml de !e*&9 (II% en l de 4 '*&9 H-) y a%itar hasta reducir el 2anadio, =%re%ar -I ml de solución de molibdato de amonio, a%itar 2i%orosamente durante I minutos hasta precipitado amarillo. *i el precipitado es peque6o idem anterior. %.5 !iltrar el precipitado obtenido en papel con textura cerrada, y precipitar tres 2eces con porciones de - ml de 4>&, la2ar con solución de G>& hasta que est7 libre de 1cido. h.5 ;etornar el papel y el precipitado al erlenmeyer, la2ar a%re%ando '- ml de a%ua libre de C& ' y un exceso de - ml de >a&4 I,- >. =%itar el papel y disol2er el precipitado. La2ar a%re%ar %otas de fenolftale#na y 2alorar con 4>& . I,- >, 8lanco 0reparar junto con la muestra de ensayo un reacti2o blanco si%uiendo todos los pasos del procedimiento y usando las mismas cantidades de reacti2os. C1lculos Calcular el porcentaje de fósforo como si%ue 30 (=5OC) (+5EC)!xII?8 +onde 15
= (ml) solución standard de >a&4 usada O (ml) solución standard de 4>& requerida para 2alorar el exceso de >a&4 C (ml) solución standard de >a&4 equi2alente a ml de 4>& standard. + (ml) solución standard de >a&4 requerida para la determinación del blanco. E (ml) solución standard de 4>& requerida para 2alorar el exceso de >a&4 en la determinación del blanco. ! (%?ml)fósforo equi2alente de la solución standard de >a&4 8 peso de la muestra usada.
Deter-inación de S=lice en Minerales de Hierro / en Minerales de Man>aneso 9%" Alcance El m7todo cubre la determinación de s#lice en minerales de hierro, concentrados y a%lomeración minerales de man%aneso en un ran%o de concentración hasta el - 3
:%" Res.-en del M4todo de Ensa/os La muestra es fundida con peróxido de sodio en un crisol de zirconio. El fundido es tomado de a%ua y disuelto en 1cido clorh#drico. La s#lice se separa por doble deshidratación con 1cido perclórico. Los dos precipitados se combinan, lle2an a i%nición y pesan. La s#lice se 2olatiliza por tratamiento con 1cidos fluorh#drico y sulfrico y se pesa el residuo.
$%" Inter,erencias Este m7todo de ensayos est1 escrito para minerales de hierro y man%aneso conteniendo menos de I,'-3 de fluoruros.>in%uno de los elementos encontrados normalmente en los minerales de hierro o en los de man%aneso interfiere con este m7todo de ensayos.
'%" Preparación de -.estra La muestra se pul2eriza hasta pasar tamiz malla II (-I m). Nota : para facilitar la descomposición tales como la hematita especular requieren ser molida hasta pasar tami( malla 2 ! "# m$
*%" Procedi-ientos
16
Colocar la muestra en un pesasustancias y lle2arla a secar en el horno. *ecar las muestras, si es de mineral a I5'I JC durante hora.
2%" Deter-inación del +lanco
17
;ealizar una determinación del blanco usando los mismos reacti2os y ejecutando las mismas operaciones descriptas en el procedimiento.
?%" C0lc.los Calcular el porcentaje de s#lice como se indica a continuaciQn 3 *i&' (= O)?C x II = *#lice en la muestra (%) O *#lice en el blanco (%) C 0eso de la muestra (%)
@%" Precisión / desiaciones La tabla indica la precisión del m7todo de ensayo encontrados en la aplicación de la t7cnica.
$in. de 4ierro >O* H' >O* ':! >O* H >O* HI $inerales de $n >O* '-C
Concentración
0romedio de las
Certificada 3
determinaciones
+es2iación *tandard nter Lab.
Entre Lab.
I.9 9.: ./: .:
I.I 9. ./ .
I,I/ I,I I,I99 I,I'H
I,I/I I,I-' I.I9I,I9
'.
'.9
I,I
I,I:9
18
