能消除冶金耐材中Al₂O₃分析過程中幹擾的檢測方法

2023-05-11 13:46:51

專利名稱：能消除冶金耐材中Al2O3分析過程中幹擾的檢測方法
技術領域：
本發明屬於冶金材料化學分析技術領域，具體涉及一種能消除冶金耐火材料中Al2O3分析過程中幹擾的檢測方法。背景技術：
煉鋼及鍛造過程中廣泛用到各種耐火材料，例如在煉鋼廠使用的爐蓋澆注料、搗打料、各種剛玉磚和引流砂等，鍛造澆注過程經常使用到漏鬥磚、鑄管磚、流鋼磚、中心磚以及鋼錠模模底磚等。上述耐材中均含有一定比例的氧化鋁(一般以Al2O3表示)，用以增加抗氧化性、提高燒結性能或者提高強度等。目前各類耐火材料中Al2O3的化學分析方法經常使用傳統的EDTA滴定法，該分析方法原理是通過加過量EDTA標準溶液，在弱酸性溶液中Al3+與EDTA絡合，以二甲酚橙為指示劑，先用乙酸鋅標準溶液滴定過量EDTA，再用氟鹽取代與Al3+絡合的EDTA，最後用乙酸鋅標準溶液滴定取代出的EDTA，從而計算出Al2O3的質量分數。本方法比較簡便，容易掌握， 分析含量範圍涵蓋較廣，是許多化學分析員在工作中首先選用的分析方法之一。本方法使用的二甲酚橙指示劑，是一種三苯甲烷類顯色劑，容易同鉍、鉛、鈷、銅、 釩、鋯等元素的離子絡合，形成有色絡合物，嚴重幹擾本法最終滴定終點的觀察，導致分析結果不準確。另外，若試樣中含鐵、鎳、鈦有色離子等，也對分析過程產生嚴重影響。對於上述幹擾，傳統的方法一般是採用強鹼分離方法。但有些金屬離子分離不全，仍然對分析結果有影響。很多文獻對於本法，提出過一些消除元素幹擾的方法，但多屬於針對某些特定元素金屬離子而言，不具有廣泛適用性。
發明內容
本發明的目的主要是針對目前使用的檢測方法所存在的問題，提供一種能能消除冶金耐火材料中Al2O3分析過程中幹擾的檢測方法；通過本法，較好解決了許多殘餘元素幹擾，特別是對釩的高價離子等(無法通過沉澱分離或沉澱不完全)常見金屬離子具有分離完全等優點，使得指示劑在滴定終點變色敏銳，容易觀察，大大提高了分析結果準確性；該方法操作簡便，容易掌握，且分析結果再現性(標準偏差)良好。要達到上述發明目的，首先對於檢測溶液，先要採用強鹼分離方法，沉澱去除大量容易生成氫氧化物的各種金屬離子。在通過加入一種具有除Al離子外，同常見金屬離子均容易發生絡合反應，且絡合產物為沉澱，易於過濾消除的常見試劑，才能達到徹底消除常見幹擾金屬離子的效果。經過篩選，本發明方法選用銅試劑為本方法使用試劑，其主要特點有1、銅試劑水溶液無色無味，且市面常售；2、銅試劑可以基本滿足本測定方法所有技術難點的解決；3、銅試劑同大多數金屬陽離子最佳絡合酸度為PH = 2 5，而Al3+開始水解產生沉澱酸度為PH = 5. 5。銅試劑溶液在PH = 3左右加入後，PH值會升高至5 6，導致Al3+ 水解產生沉澱。但本法不能加入緩衝溶液，否則影響後續操作步驟。經過多次試驗觀察，本法提出僅需注意在使用一定濃度鹽酸溶液降低PH值同時，可以通過溶液渾濁度的變化判斷最終酸度，因此不需要加入緩衝溶液，也可以不用酸度計。本發明的檢測方法具體步驟如下
1、準確稱取0. 5000g的樣品置於鐵坩堝內，再加入2. 5g混合熔劑，攪拌均勻；所述的混合熔劑是由3重量份的過氧化鈉+1重量份的碳酸鈉混合而成，將鐵坩堝在酒精噴燈上熔融至樣品呈透明狀，取下稍冷，加入熱水浸取熔塊，冷卻後，定容至250ml，幹過濾，得濾液 A；2、分取濾液A 100ml，加入質量百分濃度為0. 2%的對硝基酚溶液1_2滴；然後用 1 1鹽酸調節顏色恰好由黃色變為無色，加入IOml質量百分濃度為10%的銅試劑水溶液，重新調節顏色恰好由黃變為無色，此時溶液由乳濁液變為清亮；定容200ml，幹過濾，得濾液B ；3、分取濾液B 100ml，視樣品含Al量高低過量加入摩爾濃度為0. 02mol/L的EDTA 二鈉標準溶液，再加入20mlpH5-6的乙酸-乙酸鈉緩衝溶液，加熱煮沸3分鐘，冷卻至室溫， 補加IOml pH5-6的乙酸-乙酸鈉緩衝溶液，加2_3滴質量百分濃度為0. 5%的二甲酚橙指示劑，用摩爾濃度為0. 02mol/L的乙酸鋅標準溶液滴定至溶液顏色由黃色變為紅色即為終點。4、根據實際消耗的EDTA 二鈉標準溶液體積，即可計算得出樣品中鋁元素含量；其計算公式如下
權利要求
1.能消除冶金耐材中Al2O3分析過程中幹擾的檢測方法，其特徵在於包括下述步驟a、準確稱取0.5000g的樣品置於鐵坩堝內，再加入2. 5g混合熔劑，攪拌均勻；所述的混合溶劑是由3重量份的過氧化鈉+1重量份的碳酸鈉混合而成，將鐵坩堝在酒精噴燈上熔融至樣品呈透明狀，取下稍冷，加入熱水浸取熔塊，冷卻後，定容至250ml，幹過濾，得濾液A ；b、分取濾液A100ml，加入質量百分濃度為0.2%的對硝基酚溶液1-2滴；然後用1 1 鹽酸調節顏色恰好由黃變為無色，加入IOml質量百分濃度為10%的銅試劑水溶液，重新調節顏色恰好由黃變為無色，此時溶液由乳濁液變為清亮；定容200ml，幹過濾，得濾液B;c、分取濾液B100ml，視樣品含Al量高低過量加入摩爾濃度為0. 02mol/L的EDTA 二鈉標準溶液，再加入20mlpH5-6的乙酸-乙酸鈉緩衝溶液，加熱煮沸3分鐘，冷卻至室溫，補加 IOml pH5-6的乙酸-乙酸鈉緩衝溶液，加2_3滴質量百分濃度為0. 5%的二甲酚橙指示劑， 用摩爾濃度為0. 02mol/L的乙酸鋅標準溶液滴定至溶液顏色由黃色變為紅色即為終點；d、根據實際消耗的EDTA二鈉標準溶液體積，即可計算得出樣品中鋁元素含量；計算樣品中鋁元素含量的公式如下
全文摘要
本發明公開了能消除冶金耐材中Al2O3分析過程中幹擾的檢測方法，首先準確稱取待測樣品，再加入混合熔劑，樣品熔融後加入熱水浸取熔塊，定容，幹過濾，得濾液A；分取濾液A，加入對硝基酚溶液；用1∶1鹽酸調節顏色恰好由黃變為無色，加入銅試劑，重新調節顏色恰好由黃變為無色，定容，幹過濾，得濾液B；分取濾液B 100ml，過量加入EDTA二鈉標準溶液，再加入乙酸-乙酸鈉緩衝溶液，煮沸，冷卻，加二甲酚橙指示劑，用乙酸鋅標準溶液滴定至溶液顏色由黃色變為紅色即為終點；本方法較好解決了許多殘餘元素幹擾，使得指示劑在滴定終點變色敏銳，容易觀察，提高了分析結果準確性；且操作簡便，且分析結果再現性良好。
文檔編號G01N31/16GK102226799SQ20111015668
公開日2011年10月26日 申請日期2011年6月13日 優先權日2011年6月13日
發明者張海, 熊躍剛 申請人:大冶特殊鋼股份有限公司