氟石膏中硫酸鈣的測(cè)定

賈淑琴，曹　艷（白銀中天化工有限責(zé)任公司，甘肅靖遠(yuǎn)　730621）

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氟石膏中硫酸鈣的測(cè)定

賈淑琴，曹艷
（白銀中天化工有限責(zé)任公司，甘肅靖遠(yuǎn)730621）

摘要：對(duì)氟石膏中硫酸鈣的分析采用先用堿滴定其中的硫酸并計(jì)算含量，再用碳酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液將微溶的硫酸鈣在加熱的情況下完全轉(zhuǎn)化為難溶的碳酸鈣，然后過濾后滴定濾液中剩余的碳酸鈉，計(jì)算氟石膏中硫酸鈣的含量。

關(guān)鍵詞：氟石膏；硫酸鈣；濾液；碳酸鈉標(biāo)準(zhǔn)

1　概述

氟石膏是無水氫氟酸生產(chǎn)過程中排放的廢渣，是硫酸液體和螢石固體在反應(yīng)爐中經(jīng)加熱翻轉(zhuǎn)反應(yīng)后發(fā)生的，可以通過其含量高低判斷反應(yīng)爐的效率。氟石膏也可供水泥企業(yè)用作緩凝劑或制成石膏磚用作民用建筑，它的主要成分為硫酸鈣，除此之外還含有未反應(yīng)的硫酸和氟化鈣。很多資料對(duì)氟石膏中硫酸鈣的檢驗(yàn)采取的是EDTA容量法，或硫酸鋇重量法。兩種方法都要用過量的鹽酸溶解硫酸鈣沉淀，這樣會(huì)造成少量的氟化鈣溶解，必須同時(shí)分析氟化鈣才能算出硫酸鈣的含量，分析程序較多，引入的誤差較大。

本法基于硫酸鈣能與碳酸鈉溶液反應(yīng)，生成碳酸鈣沉淀，消耗了碳酸鈉溶液，然后過濾沉淀后濾液以甲基橙為指示劑，用鹽酸回滴剩余的碳酸鈉，然后計(jì)算硫酸鈣的含量。

2　試驗(yàn)部分

2.1需要的試劑及儀器

Na2CO3標(biāo)準(zhǔn)溶液：0.5mL；

HCL標(biāo)準(zhǔn)溶液：0.5mL；

NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液：0.1mL；

酚酞指示劑：1%乙醇溶液；

甲基橙指示劑：0.1%；

BS201型電子天平（北京賽多利斯天平有限公司）；

數(shù)顯恒溫水浴鍋HH-6型（國(guó)華電器有限公司）。

2.2樣品處理

因氟石膏是硫酸和螢石在反應(yīng)爐內(nèi)經(jīng)高溫反應(yīng)后從爐尾排出的，具有結(jié)塊，硬度較大的特點(diǎn)，因此，在取樣后不能直接用于檢驗(yàn)，須先將其研磨成易于稱量的細(xì)顆粒。采用研缽研磨，先將取回的石膏渣大塊粒的擊碎，然后再整體混合后分取1/4進(jìn)行細(xì)研，能通過100目篩就可以用于各種組分的檢驗(yàn)了。

2.3試驗(yàn)方法

準(zhǔn)確稱取1g左右（精至0.0001g）試樣于500mL的高型燒杯中，加水50mL，在電爐加執(zhí)至沸后取下，加1～3d酚酞指示劑，用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至出現(xiàn)微紅色（計(jì)算其中的游離硫酸含量），加入50mL的碳酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液，在電爐上加熱煮沸后，在水浴鍋中保持30min，取下。用慢速定量濾紙過濾，將全部沉淀物洗入濾紙中，用熱水洗滌沉淀至中性為止，用HCL標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定濾液至無色，再向其中加入甲基橙指示劑2～3d，繼續(xù)滴定至溶液由黃色轉(zhuǎn)微紅色為終點(diǎn)。

3　結(jié)果與討論

3.1硫酸鈣、碳酸鈣和氟化鈣、氟化鋇、硫酸鋇的溶度積常數(shù)（見表1）

溶度積常數(shù)反映了該物質(zhì)常溫常用壓下在水中的溶解度大小，溶度積常用數(shù)越大，其溶解度越小，從以上數(shù)據(jù)可以看出，硫酸鈣和氟化鋇是微溶的，他們?cè)谒嵝匀芤褐械娜芙舛纫哺芏瘸?shù)有一定關(guān)系，在考慮同離子效應(yīng)的情況下溶解度不同。

3.2幾種方法的操作過程及其特點(diǎn)分析

3.2.1傳統(tǒng)方法可以用EDTA法

它通過測(cè)定硫酸含量后加入過量的鹽酸，加熱溶解其中的硫酸鈣，冷卻過濾，加入掩蔽劑后再調(diào)節(jié)pH至12，用EDTA滴定其中的鈣含量，從而計(jì)算其中的硫酸鈣。該方法在加入過量鹽酸加熱后，由于存在的鹽效應(yīng)，導(dǎo)致部分的氟化鈣溶解，測(cè)定結(jié)果會(huì)導(dǎo)致硫酸鈣含量偏高。

3.2.2硫酸鋇沉淀法

它通過測(cè)定硫酸含量后加入過量的鹽酸，加熱溶解其中的硫酸鈣，冷卻過濾，再加入過量的氯化鋇溶液，靜置沉淀一段時(shí)間后過濾洗滌干燥后稱重，計(jì)算其中的硫酸根含量從而計(jì)算硫酸鈣含量。該方法在加入過量鹽酸加熱后，由于存在的鹽效應(yīng)，導(dǎo)致部分的氟化鈣溶解，由于硫酸鋇的晶形受溶液酸度的影響（即存在酸效應(yīng)），會(huì)導(dǎo)致形成無定形沉淀，不易過濾和洗滌，且存在沉淀不完全的現(xiàn)象；測(cè)定結(jié)果導(dǎo)致偏低。

3.2.3碳酸鈣沉淀法

它通過測(cè)定硫酸含量后加入過量的碳酸鈉溶液，加熱促進(jìn)其反應(yīng)，所有的鈣離子形成沉淀后被過濾洗滌，然后測(cè)定剩余的碳酸鈉含量，從而計(jì)算其中的硫酸鈣含量。

3.3方法的精密度實(shí)驗(yàn)

選擇一個(gè)氟石膏樣品按2.2處理后分成12個(gè)待分析樣品，按照2.3的方法分別對(duì)其測(cè)定，以檢驗(yàn)分析的精密度。

表2　檢驗(yàn)精密度數(shù)據(jù)

圖1　方法精密度測(cè)定折線圖

從表2、圖1可以看出，檢驗(yàn)均值為95.504%，運(yùn)用該法對(duì)同一石膏樣品檢測(cè)的硫酸鈣含量在均值兩側(cè)，且標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.104%，說明該法的精密度相對(duì)較高。

3.4方法的準(zhǔn)確度

為了驗(yàn)證方法的準(zhǔn)確性，利用已知含量的硫酸鈣和螢石混合配制了一組與氟石膏組分相近的樣品，按本方法進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定值與配制數(shù)值進(jìn)行對(duì)照，結(jié)果如圖2所示。

圖2　方法準(zhǔn)確性比較數(shù)據(jù)的折線圖

表3　配制的氟石膏的值與該方法的測(cè)定值

從數(shù)據(jù)表3和折線圖2可以看出，用該方法測(cè)定氟石膏中的硫酸鈣含量，與配制的理論值吻合較好，說明本法分析結(jié)果可靠。

3.5幾組氟石膏測(cè)定結(jié)果的對(duì)照（見表4）

因氟石膏中含有未烘干的水分及螢石中微量的金屬元素所反應(yīng)形成的化合物，三大組分含量之和不能大于100%，而螢石中微量元素不超過1%，所以與硫酸反應(yīng)后形成的化合物也不可能太重。

從幾組實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，對(duì)氟石膏中硫酸鈣的測(cè)定用碳酸鈣沉淀是最可靠的。

表4　幾組氟石膏測(cè)定結(jié)果的對(duì)照

4　結(jié)論

本法石膏渣中硫酸鈣的分析操作簡(jiǎn)單，檢驗(yàn)成本低，檢驗(yàn)時(shí)間短，在生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用較好。

參考文獻(xiàn)：

[1]汪世候.氟化鋁母液中氟含量的測(cè)定[J].濕法冶金，1998，（4）：35-37.

[2]李菊梅.氟離子選擇電極法在測(cè)試中應(yīng)注意的事項(xiàng)，理化檢驗(yàn)化學(xué)分冊(cè)，2003（2）：45-47.

[3]賈淑琴.冰晶石標(biāo)樣法測(cè)定氟化鋁中的氟含量，甘肅科技，2012（3）35-37.

中圖分類號(hào)：TQ177.3