氟鹽置換EDTA容量法測定硅鋁系耐火材料中Al2O3

劉君麗

（山東省冶金科學(xué)研究院有限公司，山東 濟(jì)南 250000）

1 前 言

耐火材料作為高溫工業(yè)的基礎(chǔ)性材料，被廣泛用于冶金、化工、石油、機(jī)械制造、硅酸鹽、動力等工業(yè)領(lǐng)域，其在冶金工業(yè)中用量最大，占總產(chǎn)量的50%～60%。其中，硅鋁系耐火材料與其他耐火材料（特殊的碳耐火材料、氧化鋯、熔鑄耐火材料等）相比，成本較低，應(yīng)用更為廣泛。Al2O3是硅鋁系耐火材料的一種重要成分，本文利用氟鹽置換EDTA容量法對耐火材料產(chǎn)品中Al2O3進(jìn)行化學(xué)分析，并進(jìn)行了方法準(zhǔn)確度、精密度實(shí)驗證明此方法具有良好的適用性。

2 實(shí)驗部分

2.1 儀器與試劑

主要分析儀器為分析天平（0.000 1 g）。所用試劑?；旌先蹌瑹o水碳酸鈉∶硼酸=2∶1，研細(xì)，混勻。苯羥乙酸（苦杏仁酸）溶液（10%）：微熱溶解。六次甲基四胺緩沖溶液（pH=5.5）：稱取200 g 六次甲基四胺于燒杯中，加水溶解，加80 ml鹽酸（1+1），加水至1 000 mL 混勻。EDTA 溶液（2%）：此溶液1 mL約相當(dāng)于2.6 mg Al2O3。氟化銨溶液（10%）；氨水；鹽酸（1+1）；乙酸鋅滴定溶液，0.020 0 mol/L；溴酚藍(lán)指示劑；二甲基橙指示劑。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)樣品

實(shí)驗過程所選用標(biāo)準(zhǔn)樣品為國家一級標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和冶金行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)樣品，具體信息見表1。

表1 實(shí)驗用標(biāo)準(zhǔn)樣品信息%

2.3 實(shí)驗方法

準(zhǔn)確稱取0.200 0 g試樣，2.5 g混合熔劑于鉑金坩堝中，混合均勻，并蓋上坩堝蓋。置于950 ℃高溫爐中30 min，取出，冷卻。

浸出。將坩堝放到盛有15 mL HCl 和150 m H2O 的燒杯中，加熱浸取熔融物至溶液清亮，用水洗出坩堝及蓋，冷卻至室溫。

轉(zhuǎn)移并分取。移入250 ml 容量瓶中，稀釋、定容、搖勻，分取50 mL至300 mL錐形瓶中進(jìn)行滴定。

滴定。加入15 mL 苦杏仁酸，足量EDTA 并過量5 mL，加熱70～80 ℃，加入2 滴溴酚藍(lán)溶液，用氨水調(diào)至溶液剛呈藍(lán)色，加熱煮沸5～10 min取下，冷卻后加入15 mL pH 為5.5 的六次甲基四胺緩沖溶液［1］，3滴二甲酚橙，先用乙酸鋅滴定溶液滴定至溶液由黃色變?yōu)榧t色為終點(diǎn)（不記讀數(shù)）。再加入10 mL 氟化銨，搖勻煮沸5～10 min 后冷卻至室溫，補(bǔ)加2滴二甲酚橙，用乙酸鋅滴定溶液滴定至溶液變?yōu)榧t色為終點(diǎn)，記下讀數(shù)。

2.4 分析結(jié)果計算

根據(jù)以下公式：

式中：V為滴定試液所消耗乙酸鋅滴定液的體積，mL。根據(jù)滴定標(biāo)準(zhǔn)樣品試液所消耗乙酸鋅滴定液的體積得出所用標(biāo)準(zhǔn)樣品的K值，并求出平均值，由此可計算出試樣中Al2O3的含量。

3 結(jié)果與討論

3.1 干擾元素

（1）參考GB/T 6900—2016《鋁硅系耐火材料化學(xué)分析方法》，采用苯羥乙酸（苦杏仁酸）掩蔽Ti，Ti的量較高時應(yīng)適當(dāng)增加掩蔽劑的用量。

（2）加入EDTA 時一定要過量5～10 mL，以保證鋁、鐵等離子完全絡(luò)合。

（3）加入置換劑氟化銨的量要適當(dāng)［2］，量不足會使與鋁絡(luò)合的EDTA取代不完全，從而導(dǎo)致結(jié)果偏低。如果滴定褪色快，這表示氟化銨的量不足。

（4）堿金屬與絡(luò)合劑生成的絡(luò)合物穩(wěn)定常數(shù)較小，所以堿金屬對測定Al2O3沒有影響［3］。且Cu、Ni、Co、Sn 與EDTA 絡(luò)合，但不能被氟鹽所取代，不影響終點(diǎn)的觀察。

3.2 方法準(zhǔn)確度實(shí)驗

對本工作中使用的標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行Al2O3含量測定，可驗證方法的準(zhǔn)確度，結(jié)果如表2所示。

表2 測定結(jié)果及允許差 %

由表2可知，測定值與標(biāo)準(zhǔn)值的相對誤差均在允許差范圍內(nèi)，滿足測定要求。

3.3 方法精密度實(shí)驗

選擇兩個耐火材料標(biāo)準(zhǔn)樣品按照本方法測定Al2O3的含量，進(jìn)行3 次平行測定，計算相對標(biāo)準(zhǔn)偏差，測定結(jié)果見表3。

表3 測定結(jié)果及相對標(biāo)準(zhǔn)偏差 %

由表3 可知，RSD為0.014%和0.012%，說明本方法的精密度較高，并可適用范圍較廣的Al2O3含量的測定，能夠滿足測定要求。

4 結(jié) 語

本方法適用于不含鋯的硅鋁系耐火材料中Al2O3含量的測定，滴定終點(diǎn)顏色易于觀察，結(jié)果穩(wěn)定，精密度和準(zhǔn)確度高。并且具有分析速度快，操作簡便等優(yōu)點(diǎn)，符合實(shí)驗室的規(guī)范要求，可以用于批量的樣品分析。