一種石灰石中氧化鈣含量的檢測方法
2023-05-25 12:42:16
專利名稱：一種石灰石中氧化鈣含量的檢測方法
技術領域：
本發明涉及金屬氧化物含量檢測方法，具體涉及一種石灰石中氧化鈣含量的檢測方法。
背景技術：
石灰石主要成分為碳酸鈣(CaCO3)，經高溫煅燒，失去二氧化碳生產生石灰(主要成分CaO)，俗稱白灰，在化學分析中均以CaO含量來判定石灰石質量的好壞。目前，主要使用X-螢光分析法檢測石灰石中氧化鈣含量，檢測步驟複雜，需要檢測人員具有很紮實的儀器分析理論和實驗基礎，而且X-螢光分析儀器價格昂貴不適合在工業生產中使用。利用滴定檢測也是石灰石中氧化鈣含量的常用方法，目前，常用的滴定方法為，首先將石灰石樣品灼燒得到生石灰，將生石灰用鹽酸溶解，得到CaCl溶液，以乙二胺四乙酸標準溶液作為滴定溶液，。以3-羥基-4-(2-羥基-4-磺基-1-萘基偶氮)萘-2-羧酸；I" (2-羥基-4-磺基-1-萘基偶氮)-2-羥基-3-萘甲酸作為指示劑，其與鈣離子形成紅色絡合物。以氫氧化鉀為PH調節劑，滴定至終點由紅色變為淺藍色，通過使用的乙二胺四乙酸二鈉的量來計算Ca2+含量，從而得到CaO含量。但是以上兩種方法進行滴定檢測Ca2+含量，滴定終點由紅色變為藍色很難辨別終點出現的時間，如果PH值調節不當甚至看不到滴定終點的變色現象。而且，該方法處理時間較長、檢測步驟需要溶解、冷卻、定容、分取、加指示劑、滴定、計算，檢測一組數據需要20 分鐘左右，且由於滴定終點變色不明顯很容易錯過正確的滴定終點，導致誤差，使檢測的鈣含量錯誤。
發明內容
本發明要解決的技術問題在於提供一種檢測流程短、精度高的石灰石中氧化鈣含量的測定方法。為了解決現有技術問題，本發明提供了一種石灰石中氧化鈣含量的檢測方法，包括a)提供乙二胺四乙酸二鈉標準溶液；b)將石灰石或生石灰試樣與鹽酸混合溶解，並加入三乙醇胺與氫氧化鉀，得到混合溶液；c)將鈣黃綠素指示劑組合物加入到所述鈣溶液中得到待測品溶液；所述鈣黃綠素指示劑組合物包括3，3'-雙(甲胺二乙酸)螢光素；還包括偶氮胂III和/或硝酸鉀；d)用所述乙二胺四乙酸標準溶液滴定所述待測品溶液，直至待測品溶液由黃綠色螢光變為紅色，達到終點，然後通過計算得到氧化鈣含量。優選的，所述乙二胺四乙酸二鈉標準溶液的濃度為0. 025 0. 05M。優選的，步驟b)具體為bl)用萬分之一分析天平稱取石灰石或生石灰試樣用1+1的鹽酸在300 500°C下溶解；b2)用三乙醇胺掩蔽步驟bl)得到的溶液中的幹擾離子；b3)用氫氧化鉀溶液調節步驟b2)得到的溶液的酸鹼度為pH ^ 12。優選的，所述鈣黃綠素指示劑組合物由3，3'-雙(甲胺二乙酸)螢光素、偶氮胂 III和硝酸鉀經過混合研磨得到。優選的，所述3，3'-雙(甲胺二乙酸)螢光素、偶氮胂III和硝酸鉀按質量比為 (1 2) (4 8) (60 120)。優選的，所述氫氧化鉀溶液濃度為20wt%。本發明提供的石灰石中氧化鈣含量的測定方法使用鈣黃綠素指示劑組合物作為滴定終點指示劑、以乙二胺四乙酸標準溶液為滴定液、用三乙醇胺掩蔽幹擾離子，用氫氧化鉀調節PH值，進行滴定操作，當待測品溶液顏色由黃綠色全部變為粉紅色後，即達到滴定終點，通過消耗的乙二胺四乙酸體積計算待測液中的Ca2+含量，進而得到石灰石樣品中的氧化鈣含量。其中本發明使用的所述鈣黃綠素指示劑組合物包括3，3'-雙(甲胺二乙酸) 螢光素，還包括偶氮胂III和/或硝酸鉀；相比較現有技術滴定終點不易辨別的缺點，本發明使用的指示劑與鈣離子絡合後溶液為黃綠色帶螢光，而終點是粉紅色，兩種顏色色差較大，能夠分辨出結果。而且本發明檢測流程短，省去了溶液冷卻、定容的步驟，6 8分鐘即可得到數據，使車間能夠更快得到含量從而進行工作，提高了工作效率。
具體實施例方式為了進一步了解本發明，下面結合實施例對本發明的優選實施方案進行描述，但是應當理解，這些描述只是為進一步說明本發明的特徵和優點而不是對本發明專利要求的限制。本發明提供了一種石灰石中氧化鈣含量的檢測方法，包括a)提供乙二胺四乙酸標準溶液；b)將石灰石或生石灰試樣與鹽酸混合溶解，並加入三乙醇胺與氫氧化鉀，得到混合溶液；c)將鈣黃綠素指示劑組合物加入到所述鈣溶液中得到待測品溶液；所述鈣黃綠素指示劑組合物包括3，3'-雙(甲胺二乙酸)螢光素；還包括偶氮胂III和/或硝酸鉀；d)用所述乙二胺四乙酸標準溶液滴定所述待測品溶液，直至待測品溶液由黃綠色螢光變為紅色，達到終點，然後通過計算得到氧化鈣含量。相比較現有技術，本發明提供的檢測方法以鈣黃綠素指示劑組合物作為滴定終點指示劑、以乙二胺四乙酸二鈉標準溶液為滴定液、用三乙醇胺掩蔽幹擾離子，用氫氧化鉀調節PH值，進行滴定操作，其原理如下石灰石或生石灰試樣在加熱條件下，溶解在鹽酸中， 其中的CaCO3或CaO與鹽酸反應生成CaCl2。以三乙醇胺掩蔽少量幹擾離子，所述幹擾離子為i^2+、!^3+、Mg2+和/或Al3+，這些幹擾離子會使滴定提前達到終點或使滴定終點延後。以鈣黃綠素指示劑組合物為指示劑，所述鈣黃綠素指示劑組合物包括3，3'-雙(甲胺二乙酸)螢光素，還包括偶氮胂III和/或硝酸鉀，偶氮胂III起增強與Ca2+絡合的能力，對溶液具有緩衝作用，並在滴定終點時起顯色作用。硝酸鉀起到稀釋鈣黃綠素及偶氮胂III的作用。相比較現有技術滴定終點不易辨別的缺點，本發明使用的指示劑與鈣離子絡合後溶
4液為黃綠色帶螢光，而終點是粉紅色，兩種顏色色差較大，能夠分辨出結果。用氫氧化鉀溶液調待測品溶液PH ^ 12，使所述待測品溶液為鹼性，從而在滴定終點時會顯示出粉紅色。 用乙二胺四乙酸二鈉滴定鈣的含量。具體反應絡合如下方程式所示待測品溶液中的反應Ca2++HInCF — CaInCF+H+滴定時的反應H2YNa2+2CaInCF — Ca2Y+2HInCr+2Na+其中，HYNa2為乙二胺四乙酸二鈉；HInCr為指示劑，Ca2+為代表鈣離子，HInCF指示劑本身顯紅色，MeInCF鈣黃綠素與鈣離子絡合後顯綠色帶螢光。按照本發明，檢測步驟，首先提供乙二胺四乙酸(乙二胺四乙酸二鈉)標準溶液， 優選為事先製備好備用標準溶液。所述乙二胺四乙酸二鈉標準溶液的製備方法為本領域人員熟知的製備方法，具體為稱乙二胺四乙酸二鈉(H2YNa2)溶於水中，用氫氧化鈉調至pH = 6 7過夜後進行標定。得到乙二胺四乙酸二鈉標準溶液。所述乙二胺四乙酸二鈉標準溶液的濃度優選為10g/L，需用時可用水進行稀釋。按照本發明滴定所述待測品溶液的乙二胺四乙酸二鈉標準溶液的溶度優選為0. 025 0. 05mol/L。有乙二胺四乙酸二鈉溶液後，再配製待測品溶液。用萬分之一分析天平稱取石灰試樣0. 0040g，放入500mL燒杯中，加入SmL (1+1)鹽酸，置於低溫電爐上加熱至試樣全部溶解，取下加入純淨水約200mL，加入三乙醇胺(1+1) 5mL，加入氫氧化鉀(20% )20mL，加入鈣黃綠素指示劑組合物，所述指示劑組合物的加入量優選為0. 05-lmg,得到待測品溶液。所述鈣黃綠素指示劑組合物優選由3，3'-雙(甲胺二乙酸)螢光素、偶氮胂III和硝酸鉀經過混合研磨得到。所述3，3'-雙(甲胺二乙酸)螢光素、偶氮胂III和硝酸鉀按質量比為 (1 2) (4 8) (60 120)。用0. 025M 0. 05M的乙二胺四乙酸二鈉溶液滴定所述待測品溶液，至溶液綠色螢光消失為終點，並記下消耗乙二胺四乙酸二鈉消耗的體積數。所述滴定過程優選使用的滴定管為鹼式滴定管。滴定終止後，通過記錄得到的待測樣品消耗的乙二胺四乙酸二鈉的體積通過如下公式進行計算
、X =——X V .
少 『其中χ為待測樣品中CaO的含量、廠為標樣中CaO的含量，y為標樣消耗乙二胺四乙酸二鈉的體積、/為待測樣品消耗的乙二胺四乙酸二鈉的體積。其中標樣中CaO含量和標樣消耗乙二胺四乙酸二鈉的體積為已知數據，可以進行查詢。本發明提供的石灰石中氧化鈣含量的測定方法使用鈣黃綠素指示劑組合物作為滴定終點指示劑、以乙二胺四乙酸標準溶液為滴定液、用三乙醇胺掩蔽幹擾離子，用氫氧化鉀調節PH值，進行滴定操作，當待測品溶液顏色由黃綠色全部變為粉紅色後，即達到滴定終點，通過消耗的乙二胺四乙酸體積計算待測液中的Ca2+含量，進而得到石灰石樣品中的氧化鈣含量。其中本發明使用的所述鈣黃綠素指示劑組合物包括3，3'-雙(甲胺二乙酸) 螢光素，還包括偶氮胂III和/或硝酸鉀；相比較現有技術滴定終點不易辨別的缺點，本發明使用的指示劑與鈣離子絡合後溶液為黃綠色帶螢光，而終點是粉紅色，兩種顏色色差較大，能夠分辨出結果。另外，本發明提供的檢測方法使用的指示劑和滴定溶液、待測樣品含量較小，滴定至終點的反應時間較短，而且本發明檢測流程短，省去了溶液冷卻、定容的步驟，6 8分鐘即可得到數據，使車間能夠更快得到含量從而進行工作，提高了工作效率。實施例1提供濃度為0. 025mol/L的乙二胺四乙酸二鈉標準溶液。用萬分之一分析天平準確稱取石灰石試樣0. 0040g,放入500mL燒杯中，加入 SmL(1+1)鹽酸，置於低溫電爐上加熱至試樣全部溶解，取下加入純淨水約200mL，加入三乙醇胺(1+1) 5mL，加入氫氧化鉀(20%)20mL，加入Img鈣黃綠素指示劑組合物，所述鈣黃綠素指示劑組合物包括質量比為1 2 60的3，3'-雙(甲胺二乙酸)螢光素、偶氮胂III 和硝酸鉀。然後用0. 025M的乙二胺四乙酸二鈉溶液滴定至溶液綠色螢光消失為終點，並記下消耗乙二胺四乙酸二鈉消耗的體積數。計算結果含氧化鈣0.0(^8g，誤差為士0.00001。實施例2 用萬分之一分析天平準確稱取生石灰試樣0. 0040g,放入500mL燒杯中，加入 SmL(1+1)鹽酸，置於低溫電爐上加熱至試樣全部溶解，取下加入純淨水約200mL，加入三乙醇胺(1+1) 5mL，加入氫氧化鉀(20%)20mL，加入加入Img鈣黃綠素指示劑組合物，所述鈣黃綠素指示劑組合物包括質量比為1 2 60的3，3'-雙(甲胺二乙酸)螢光素、偶氮胂 III和硝酸鉀。然後用0. 025M的乙二胺四乙酸二鈉溶液滴定至溶液綠色螢光消失為終點， 並記下消耗乙二胺四乙酸二鈉消耗的體積14. 5ml。計算結果含氧化鈣0.0036g，此生石灰含量為90%。誤差為士0.00001。以上對本發明提供的一種石灰石中氧化鈣含量的檢測方法進行了詳細的介紹，本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本發明的方法及其核心思想，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以對本發明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發明權利要求的保護範圍內。
權利要求
1.一種石灰石中氧化鈣含量的檢測方法，其特徵在於，包括a)提供乙二胺四乙酸二鈉標準溶液；b)將石灰石或生石灰試樣與鹽酸混合溶解，並加入三乙醇胺與氫氧化鉀，得到混合溶液；c)將鈣黃綠素指示劑組合物加入到所述鈣溶液中得到待測品溶液；所述鈣黃綠素指示劑組合物包括3，3'-雙(甲胺二乙酸)螢光素；還包括偶氮胂III和/或硝酸鉀；d)用所述乙二胺四乙酸二鈉標準溶液滴定所述待測品溶液，直至待測品溶液由黃綠色螢光變為紅色，達到終點，然後通過計算得到氧化鈣含量。
2.根據權利要求1所述的檢測方法，其特徵在於，所述乙二胺四乙酸標準溶液的濃度為 0. 025 0. 05M。
3.根據權利要求1所述的檢測方法，其特徵在於，步驟b)具體為bl)用萬分之一分析天平稱取石灰石或生石灰試樣用1+1的鹽酸在300 500°C下溶解；b2)用三乙醇胺掩蔽步驟bl)得到的溶液中的幹擾離子；b3)用氫氧化鉀溶液調節步驟W)得到的溶液的酸鹼度為12。
4.根據權利要求1所述的檢測方法，其特徵在於，所述鈣黃綠素指示劑組合物由3， 3'-雙(甲胺二乙酸)螢光素、偶氮胂III和硝酸鉀經過混合研磨得到。
5.根據權利要求4所述的檢測方法，其特徵在於，所述3，3'-雙(甲胺二乙酸)螢光素、偶氮胂III和硝酸鉀按質量比為(1 2) 0 8) (60 120)。
6.根據權利要求1所訴的檢測方法，其特徵在於，所述氫氧化鉀溶液濃度為20wt%。
全文摘要
本發明提供了一種石灰石中氧化鈣含量的檢測方法，包括a)提供乙二胺四乙酸二鈉標準溶液；b)將石灰石或生石灰試樣與鹽酸混合溶解，並加入三乙醇胺與氫氧化鉀，得到混合溶液。c)將鈣黃綠素指示劑組合物加入到所述鈣溶液中得到待測品溶液；所述鈣黃綠素指示劑組合物包括3，3′-雙(甲胺二乙酸)螢光素；還包括偶氮胂III和/或硝酸鉀；d)用所述乙二胺四乙酸二鈉標準溶液滴定所述待測品溶液，直至待測品溶液由黃綠色螢光變為紅色，達到終點，然後通過計算得到氧化鈣含量。本發明提供的檢測方法流程短、速度快、檢測精度高。
文檔編號G01N21/78GK102507546SQ20111030067
公開日2012年6月20日 申請日期2011年9月28日 優先權日2011年9月28日
發明者孫繼民, 王彥吉 申請人:吉林恆聯精密鑄造科技有限公司