氟石膏中硫酸钙的测定

贾淑琴，曹　艳（白银中天化工有限责任公司，甘肃靖远　730621）



氟石膏中硫酸钙的测定

贾淑琴，曹艳
（白银中天化工有限责任公司，甘肃靖远730621）

摘要：对氟石膏中硫酸钙的分析采用先用碱滴定其中的硫酸并计算含量，再用碳酸钠标准溶液将微溶的硫酸钙在加热的情况下完全转化为难溶的碳酸钙，然后过滤后滴定滤液中剩余的碳酸钠，计算氟石膏中硫酸钙的含量。

关键词：氟石膏；硫酸钙；滤液；碳酸钠标准

1　概述

氟石膏是无水氢氟酸生产过程中排放的废渣，是硫酸液体和萤石固体在反应炉中经加热翻转反应后发生的，可以通过其含量高低判断反应炉的效率。氟石膏也可供水泥企业用作缓凝剂或制成石膏砖用作民用建筑，它的主要成分为硫酸钙，除此之外还含有未反应的硫酸和氟化钙。很多资料对氟石膏中硫酸钙的检验采取的是EDTA容量法，或硫酸钡重量法。两种方法都要用过量的盐酸溶解硫酸钙沉淀，这样会造成少量的氟化钙溶解，必须同时分析氟化钙才能算出硫酸钙的含量，分析程序较多，引入的误差较大。

本法基于硫酸钙能与碳酸钠溶液反应，生成碳酸钙沉淀，消耗了碳酸钠溶液，然后过滤沉淀后滤液以甲基橙为指示剂，用盐酸回滴剩余的碳酸钠，然后计算硫酸钙的含量。

2　试验部分

2.1需要的试剂及仪器

Na2CO3标准溶液：0.5mL；

HCL标准溶液：0.5mL；

NaOH标准溶液：0.1mL；

酚酞指示剂：1%乙醇溶液；

甲基橙指示剂：0.1%；

BS201型电子天平（北京赛多利斯天平有限公司）；

数显恒温水浴锅HH-6型（国华电器有限公司）。

2.2样品处理

因氟石膏是硫酸和萤石在反应炉内经高温反应后从炉尾排出的，具有结块，硬度较大的特点，因此，在取样后不能直接用于检验，须先将其研磨成易于称量的细颗粒。采用研钵研磨，先将取回的石膏渣大块粒的击碎，然后再整体混合后分取1/4进行细研，能通过100目筛就可以用于各种组分的检验了。

2.3试验方法

准确称取1g左右（精至0.0001g）试样于500mL的高型烧杯中，加水50mL，在电炉加执至沸后取下，加1～3d酚酞指示剂，用NaOH标准溶液滴定至出现微红色（计算其中的游离硫酸含量），加入50mL的碳酸钠标准溶液，在电炉上加热煮沸后，在水浴锅中保持30min，取下。用慢速定量滤纸过滤，将全部沉淀物洗入滤纸中，用热水洗涤沉淀至中性为止，用HCL标准溶液滴定滤液至无色，再向其中加入甲基橙指示剂2～3d，继续滴定至溶液由黄色转微红色为终点。

3　结果与讨论

3.1硫酸钙、碳酸钙和氟化钙、氟化钡、硫酸钡的溶度积常数（见表1）

溶度积常数反映了该物质常温常用压下在水中的溶解度大小，溶度积常用数越大，其溶解度越小，从以上数据可以看出，硫酸钙和氟化钡是微溶的，他们在酸性溶液中的溶解度也跟溶度常数有一定关系，在考虑同离子效应的情况下溶解度不同。

3.2几种方法的操作过程及其特点分析

3.2.1传统方法可以用EDTA法

它通过测定硫酸含量后加入过量的盐酸，加热溶解其中的硫酸钙，冷却过滤，加入掩蔽剂后再调节pH至12，用EDTA滴定其中的钙含量，从而计算其中的硫酸钙。该方法在加入过量盐酸加热后，由于存在的盐效应，导致部分的氟化钙溶解，测定结果会导致硫酸钙含量偏高。

3.2.2硫酸钡沉淀法

它通过测定硫酸含量后加入过量的盐酸，加热溶解其中的硫酸钙，冷却过滤，再加入过量的氯化钡溶液，静置沉淀一段时间后过滤洗涤干燥后称重，计算其中的硫酸根含量从而计算硫酸钙含量。该方法在加入过量盐酸加热后，由于存在的盐效应，导致部分的氟化钙溶解，由于硫酸钡的晶形受溶液酸度的影响（即存在酸效应），会导致形成无定形沉淀，不易过滤和洗涤，且存在沉淀不完全的现象；测定结果导致偏低。

3.2.3碳酸钙沉淀法

它通过测定硫酸含量后加入过量的碳酸钠溶液，加热促进其反应，所有的钙离子形成沉淀后被过滤洗涤，然后测定剩余的碳酸钠含量，从而计算其中的硫酸钙含量。

3.3方法的精密度实验

选择一个氟石膏样品按2.2处理后分成12个待分析样品，按照2.3的方法分别对其测定，以检验分析的精密度。

表2　检验精密度数据

图1　方法精密度测定折线图

从表2、图1可以看出，检验均值为95.504%，运用该法对同一石膏样品检测的硫酸钙含量在均值两侧，且标准偏差为0.104%，说明该法的精密度相对较高。

3.4方法的准确度

为了验证方法的准确性，利用已知含量的硫酸钙和萤石混合配制了一组与氟石膏组分相近的样品，按本方法进行测定，测定值与配制数值进行对照，结果如图2所示。

图2　方法准确性比较数据的折线图

表3　配制的氟石膏的值与该方法的测定值

从数据表3和折线图2可以看出，用该方法测定氟石膏中的硫酸钙含量，与配制的理论值吻合较好，说明本法分析结果可靠。

3.5几组氟石膏测定结果的对照（见表4）

因氟石膏中含有未烘干的水分及萤石中微量的金属元素所反应形成的化合物，三大组分含量之和不能大于100%，而萤石中微量元素不超过1%，所以与硫酸反应后形成的化合物也不可能太重。

从几组实验结果可以看出，对氟石膏中硫酸钙的测定用碳酸钙沉淀是最可靠的。

表4　几组氟石膏测定结果的对照

4　结论

本法石膏渣中硫酸钙的分析操作简单，检验成本低，检验时间短，在生产实际应用较好。

参考文献：

[1]汪世候.氟化铝母液中氟含量的测定[J].湿法冶金，1998，（4）：35-37.

[2]李菊梅.氟离子选择电极法在测试中应注意的事项，理化检验化学分册，2003（2）：45-47.

[3]贾淑琴.冰晶石标样法测定氟化铝中的氟含量，甘肃科技，2012（3）35-37.

中图分类号：TQ177.3