鼓风炉渣中氧化钙的测定方法改进

符永际

(湖南东港锑品有限公司,湖南永州 425900)

鼓风炉渣中氧化钙的测定方法改进

符永际

(湖南东港锑品有限公司,湖南永州 425900)

在参照DHF83-B多元素快速分析仪法测定炉渣中氧化钙的基础上,对鼓风炉渣中氧化钙的测定方法进行了改进。用盐酸(1+1)溶样,三乙醇胺掩蔽残留的铁、铝、锰等元素,以钙指示剂作指示剂,于p H值大于12时用EDTA标准溶液滴定氧化钙。EDTA滴定法分析结果的相对标准偏差RSD为2.82%,与DHF83-B多元素快速分析仪法比较,其结果基本一致。该方法具有准确度好、快速简便等优点,适合用于冶炼炉渣中氧化钙含量的测定。

鼓风炉渣;氧化钙;EDTA滴定法

1 引言

鼓风炉渣是各种脉石和焦炭灰分氧化物与少量的金属硫化物和金属等物质组成的熔融体。而炉渣中主要化学成分是SiO2、FeO、CaO三种氧化物,一般占炉渣量的90%,同时还含有1%～2%的锑以及少量的A l2O3、MgO等其它氧化物。锑鼓风炉渣要求产出的渣量少,且渣含锑低,这样才能保证有较低的燃料消耗和较高的回收率,降低渣含锑就等于提高回收率[1]。硅、铁、钙量的测定对于提高回收尤其重要。

大部分化验室对鼓风炉渣中硅、铁、钙量的测定一直采用高温灼烧成氧化钙,以盐酸溶解,再测定。该方法有操作繁琐、分析时间长、使用试剂多,分析成本高等缺点。将溶样方法进行改进,用三乙醇胺掩蔽残留的铁、铝、锰等干扰元素,用EDTA标准溶液在p H值大于12时滴定试样中氧化钙含量,其测定结果与DHF83-B多元素快速分析仪法基本吻合,且操作快速、简便,适合于炉渣中氧化钙的快速测定。

2 实验部分

2.1 主要试剂

盐酸(1+1),三乙醇胺溶液(1+1);氢氧化钠溶液(20%)。

钙指示剂:将0.5 g钙指示剂与25 g氯化钠混匀,储存于磨口棕色瓶中。

氧化钙标准溶液:称取碳酸钙基准试剂3.5696 g于200 mL烧杯中,加入30 mL盐酸(1+1)和35 mL水,煮沸溶解冷却后,移入1 L容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀。

EDTA标准溶液 (0.01 mol/L)[2-3]:(称取3.7400 gEDTA(乙二胺四乙酸二钠)置于烧杯中,加水溶解后,用水稀释至1 L。

所有实验用水均为二次去离子水。

2.2 EDTA标准滴定溶液对氧化钙滴定度的标定

吸取25.00 mL氧化钙标准溶液三份,分别置于250 mL锥形瓶中,加50 mL水、5 mL三乙醇胺、10 mL氢氧化钠(20%),0.1 g钙指示剂,用ED TA标准滴定溶液滴定至纯蓝色,即为终点。

按式(1)计算EDTA标准滴定溶液对氧化钙的滴定系数:

式中:TCaO——与1.00 mLEDTA标准滴定溶液相当的氧化钙的质量,mg/mL;

C——氧化钙标准溶液的浓度,mg/mL;

V——所取氧化钙标准溶液的体积,mL;

V1——滴定所消耗EDTA标准滴定溶液体积的平均值,mL。

2.3 实验方法

准确称取0.2 g(精确到0.0001 g)鼓风炉渣于300 mL烧杯中,加入30 mL盐酸(1+1),加入35 mL水,于电炉上煮沸4～5 min,取下冷却后,移入250 mL容量瓶中,用水定容,摇匀。

用移液管移取25 mL溶液于250 mL锥形瓶中,加入2 mL三乙醇胺,加水至150 mL,用20%氢氧化钠调节至p H=12,并过量2 mL,加入约0.1 g钙指示剂,用0.01 mol/LEDTA标准溶液滴定,溶液颜色由紫红变成纯蓝色,并放置30 s不褪色为终点。

2.4 氧化钙含量计算

根据公式(2)计算鼓风炉渣中氧化钙的含量:

式中

TCaO——与1.00 mLEDTA标准滴定溶液相当的氧化钙的质量,mg/mL;

V——滴定氧化钙所消耗EDTA标准溶液的体积,mL;

m——称样量,g。

3 结果与讨论

3.1 溶样方法选择

称取一定量的炉渣按EDTA滴定法和DHF83-B多元素快速分析仪法进行实验。其分析结果如表1所示。

表1 溶样方法选择Table 1 The choice of methods for dissolving sample ω/%

由表1可见,两种溶样方法的分析结果均满足分析要求,但改进溶样方法分析时间短、成本低、准确度高、操作简便,故实验时选用改进溶样方法。

3.2 酸度对滴定结果的影响

实验过程中滴定酸度p H值应大于12,若p H值小于12时,滴定终点不稳定,无法指示终点。滴定时加入10 mL氢氧化钠(20%),p H值大于12,终点稳定。

3.3 共存元素的影响

鼓风炉渣中主要共存元素为铁、锰、铝等,它们的存在对分析结果有影响,采用盐酸(1+1)溶样,加入5 mL三乙醇胺掩蔽即可消除铁、锰、铝等元素对氧化钙测定的影响。

3.4 精密度与准确度

用EDTA滴定法与DHF83-B多元素快速分析仪法(简称分析仪法)对管理样进行分析测定,方法相对标准偏差分别为2.82%和1.73%,两种分析方法测定结果基本一致,如表2所示。

3.5 样品分析

采用DHF83-B多元素快速分析仪法及EDTA滴定法对鼓风炉渣进行测定,结果见表3所示。

表2 精密度与准确度(n=4)Table 2 Precision and accuracy ω/%

表3 EDTA滴定法与分析仪法测定氧化钙的结果对照Table 3 Com parison of the EDTA titrimetric method with the DHF83-Bmethod for determ ination of calcium oxide in blast furnace slag ω/%

4 结语

从实验中可以看出ED TA滴定法测定鼓风炉渣中的氧化钙具有准确度好,精密度高等特点,完全能取代DHF83-B多元素快速分析仪法,且分析一批样品只需要10 min,节约时间,节省电能,操作简便,适合于冶炼炉渣及实验室中推广应用。

[1]贾箐华.降低鼓风炉渣含锑的生产实践[J].江西有色金属,2009(2):31-33.

[2]廖静波,李文梅.锑鼓风炉渣中硅酸盐与锑的快速测定[J].湖南有色金属,2007(5):52-55.

[3]张杰,田秀梅,戚淑芳,等.钢渣中游离氧化镁含量的测定[J].中国无机分析化学,2011,1(2):54-57.

Improving the Analytical Method for Determ ination of Calcium Oxide in Blast Furnace Slag

FU Yongji
(Antimony Products Co.,Ltd.Hunan East,Yongzhou,Hunan425900,China)

Based on the methodology of DHF83-B high speed multi-element analysis instrument,we imp roved the analyticalmethod for determination of calcium oxide in blast furnace slag.We used(1+1)hydrochlo ric acid to dissolve samp le,and use triethanolam ine as the masking agents for the residual elements including iron,aluminum,manganese and so on.Atp Hbigger than 12,EDTA standard solution was used to titrate calcium oxide using calcium indicator as the titration indicato r and the content of calcium oxide was determined.Relative standard deviation(RSD)of the EDTA titrimetric method is 2.82%,and the analytical results are basically consistent with those obtained according to the DHF83-B methodology.It concluded that ourmethod is accurate,fast and simp le and is suitable for app lication in determination of calcium oxide in melt furnace slag.

blast furnace slag;calcium oxide;EDTA titrimetric method

O655.2

A

2095-1035(2011)03-0055-03

10.3969/j.issn.2095-1035.2011.03.0013

2011-05-26

2011-06-28

符永际,男,工程师,主要从事对有色金属的分析及技术管理工作。E-mail:Fuyongji1314@sina.com