容量法快速測定鐵礬土中的三氧化二鋁

摘 要：試樣用混合熔劑熔融，鹽酸浸取，用氨水調(diào)節(jié)酸度消除鈣鎂等離子的干擾，加入過量的EDTA，在弱酸介質(zhì)中，與鋁絡(luò)合，以PAN為指示劑，以銅標(biāo)液回滴過量的EDTA，測得三氧化二鋁的量。

關(guān)鍵詞：堿性熔劑；置換滴定法；Cu-PAN絡(luò)合物；酸度控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.21.020

1 前言

山鋼股份萊蕪分公司采用鐵礬土替代螢石進行化渣，減少對爐襯的侵蝕，同時節(jié)約成本，提高爐齡，降低鋼鐵料消耗并改善環(huán)境。鐵礬土主要成分為三氧化二鋁，其含量范圍在30%-70%。為此，參考有關(guān)文獻[1-2]，制定了EDTA絡(luò)合-銅鹽返滴定法快速測定三氧化二鋁的方法。

2 實驗部分

2.1 試劑

1）混合熔劑：碳酸鈉+硼酸+碳酸鉀（3+2+1）；2）濃鹽酸；3）EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液（0.0100mol/L）；4）乙酸-乙酸鈉緩沖溶液PH4.5：稱取無水乙酸鈉50g，加冰乙酸60ml，以水稀釋至1000ml搖勻；5）鹽酸（1+9）；6）氨水（1+1）；7）酚酞指示劑1%；8）PAN指示劑（0.1%乙醇溶液）；8）氟化鈉飽和溶液；9）硫酸銅標(biāo)液（0.005mol/L）；10）三氧化二鋁標(biāo)準(zhǔn)溶液（1mg/ml）。稱取99.99%金屬鋁0.2646g于聚四氟乙烯燒杯中，加適量水，加氫氧化鈉4g，稍加熱使鋁溶解后冷卻，攪拌并加濃鹽酸15ml，加熱煮沸，冷卻至室溫后移入500ml容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。

2.2 實驗步驟

2.2.1 硫酸銅標(biāo)液對EDTA標(biāo)液換算系數(shù)K

移取EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液10ml于250ml錐形瓶中，加適量水，加乙酸-乙酸鈉緩沖溶液10ml，加PAN指示劑5滴，用硫酸銅標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至紫紅色突變?yōu)橹埂?/p>

2.2.2 EDTA標(biāo)液對Al2O3的滴定度

移取三氧化二鋁標(biāo)準(zhǔn)溶液20ml于250ml錐形瓶中，加入EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液20ml，加酚酞指示劑5滴，用氨水（1+1）調(diào)至微紅色，再用鹽酸調(diào)至紅色消失，加乙酸-乙酸鈉緩沖溶液20ml，加熱煮沸3min，加入PAN指示劑7滴，用硫酸銅標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至紫紅色突變，記下消耗硫酸銅標(biāo)準(zhǔn)溶液體積V2。

2.3 試樣分解

試樣粒度應(yīng)小于0.088mm，在105-110℃恒溫箱中干燥2h，移于干燥器中冷卻至室溫。稱取0.2000g試樣放于已盛有3g混合熔劑的鉑金坩堝中，混勻，覆蓋少許混合熔劑，蓋上坩堝蓋，于900-950℃高溫爐中熔融10min至熔融物透明，取出冷卻。將坩堝和坩堝蓋置于預(yù)先加入100ml蒸餾水和10ml鹽酸的250ml燒杯中，低溫加熱浸出熔融物，直至溶液清亮，用水洗出坩堝和坩堝蓋，冷卻至室溫，移入250ml容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。

2.4 測定

移取25ml母液于500ml三角瓶中，加25mlEDTA（0.01mol/L）標(biāo)準(zhǔn)溶液，滴加5滴酚酞指示劑，用氨水調(diào)至溶液出現(xiàn)淡紅色，再用（1+9）的鹽酸調(diào)至紅色消失，并過量一滴。加入20ml乙酸—乙酸鈉緩沖溶液，加熱煮沸并保溫2分鐘，取下稍冷，滴加PAN指示劑5滴，用0.005mol/L硫酸銅標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至紫紅色突變（不計數(shù)），補加乙酸-乙酸鈉緩沖溶液10ml，加入氟化鈉飽和溶液30ml，加熱煮沸3min，取下補加PAN指示劑5滴，立即用硫酸銅標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至紫紅色突變?yōu)橹埂?/p>

2.5 結(jié)果計算

2.5.1 本法計算公式

2.5.2 標(biāo)鋼互算法

3 實驗結(jié)果與討論

3.1 標(biāo)樣測定結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值對照表

3.2 熔劑選擇

實驗表明，對鐵礬土單獨用Na2CO3高溫熔融，試樣不易分解完全；而用Na2CO3和H3BO3混合溶劑高溫熔融，熔塊不易提??；采用Na2CO3-K2CO3-H3BO3混合熔劑，既保證了樣品的完全分解，又易于提取。

3.3 EDTA加入量

5mlEDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液（0.01mol/l）可絡(luò)合2.55mgAL2O3。應(yīng)根據(jù)試液中Al2O3量加入EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液，并過量5ml，加入EDTA后調(diào)節(jié)酸度。如溶液變渾濁，說明EDTA加入量不足，需重新調(diào)節(jié)堿度使溶液清亮后補加EDTA，再調(diào)節(jié)酸度。

3.4 EDTA與鋁絡(luò)合溫度條件選擇

采用加熱煮沸的方式，既加速了三價鋁與EDTADE的絡(luò)合，又增加了Cu-PAN絡(luò)合物的溶解度，使滴定終點敏銳清晰。

3.5 干擾元素消除

由于鐵礬土中的三氧化二鋁的含量相對較高，在PH6-7以氨水沉淀鋁、鐵，使與鈣、鎂等元素分離，再調(diào)節(jié)酸度至PH5左右，加熱煮沸，使鋁絡(luò)合完全，加入氟化物置換，再用銅標(biāo)液滴定釋放出的EDTA，以此求得三氧化二鋁的量。

4 結(jié)語

鐵礬土試樣用Na2CO3-K2CO3-H3BO3混合熔劑高溫熔融后，用鹽酸浸取，加入過量的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液，在PH4.5的乙酸-乙酸鈉緩沖介質(zhì)中加熱煮沸使溶液中的鋁與EDTA定量絡(luò)合，加入氟化物置換出與EDTA絡(luò)合的鋁，同時釋放出與鋁等物質(zhì)的量的EDTA，再用硫酸銅標(biāo)液滴定釋放出的EDTA，從而求得三氧化二鋁的量。由表3.1的標(biāo)準(zhǔn)樣品分析結(jié)果可以看出，采用此方法測定鐵礬土中的三氧化二鋁，選擇性好，精密度和準(zhǔn)確度高，可以滿足日常生產(chǎn)快速分析要求。

參考文獻：

[1]鞍鋼鋼研所.實用冶金分析[M].沈陽：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，1990。

[2]曹宏燕.冶金材料分析技術(shù)與應(yīng)用[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2008。

作者簡介：王軍（1986-），男，工程師，主要從事質(zhì)量管理技術(shù)工作。