堿度對檢測耐火材料中氧化鈣的影響

【摘要】 在檢測鎂鋁系、鋁硅系、水泥和石灰等各種耐火材料中的氧化鈣含量時，加堿量的多少會影響實驗數據，本文通過實驗研究，分析了堿度對檢測耐火材料中氧化鈣的影響，對以后的檢測工作提供了技術支持。

【關鍵詞】 堿；氧化鈣；耐火材料

【DOI編碼】 10.3969/j.issn.1674-4977.2018.02.013

The Effect of Calcium in the Basicity of Detection of

Refractory Materials

LV Ying

（Fushun Institute of Product Quality Supervision and Inspection，Fushun 113006，China）

Abstract： In magnesium aluminum series aluminum silicon in a variety of material such as cement and lime， Detection of calcium oxide content in the refractory，the amount of alkaline can affect the experimental data. This experiment is simple to describe the influence of alkalinity of calcium oxide in detection of refractory，it provides the technical support for the follow-up work.

Key words： basicity；calcium oxide；refractory materials

隨著社會經濟不斷發展，城市建設的步伐不斷加快，導致鋼筋等建筑材料的需求迅速增加。耐火材料作為建筑材料的重要組成部分之一，在城市建設中的應用越來越廣泛，其合格率也受到人們的關心和重視。

耐火材料是耐火度不低于1580[℃]的一類無機非金屬材料。耐火度是指耐火材料錐形體試樣在沒有荷重情況下，抵抗高溫作用而不軟化熔倒的攝氏溫度。但僅以耐火度來定義已不能全面描述耐火材料，因為1580[℃]并不是絕對的，所以現在定義為凡物理化學性質允許其在高溫環境下使用的材料統稱為耐火材料。耐火材料品種繁多、用途各異，每個領域都需要不同性能類別的耐火材料，本文對耐火材料中的鈣進行檢驗時堿度對其檢驗結果的影響進行簡略分析。

1 概念及原理

1.1 堿和鈣

堿度是表示水吸收質子的能力的參數，通常用水中所含能與強酸定量作用的物質總量來標定。溶液pH值大于7即顯堿性。氧化鈣是一種無機化合物，它的化學式是CaO，俗稱生石灰，通常由加熱石灰石鍛造制成。

1.2 乙二胺四乙酸

乙二胺四乙酸是含有羧基和氨基的螯合劑，能與許多金屬離子形成穩定的螯合物。在化學分析中，它除了用于絡合滴定以外，在各種分離、測定方法中還廣泛地用作掩蔽劑。它是以配位反應為基礎的一種滴定分析法，可用于對金屬離子進行測定。

1.3 實驗原理

本實驗采用乙二胺四乙酸容量法，對耐火材料中氧化鈣進行滴定反應。試樣用碳酸鈉-硼酸混合溶劑熔融，鹽酸浸取，用氨水分離鐵、鋁、鈦等，取部分濾液，用三乙醇胺掩蔽干擾，加氫氧化鈉使試樣溶液pH值約等于13，以鈣指示劑指示，用乙二胺四乙酸標準溶液滴定氧化鈣量。

2 實驗部分

2.1 實驗儀器與試劑

混合溶劑：按質量比2份無水碳酸鈉與1份硼酸研細混勻；鹽酸（1+1）；氫氧化鈉溶液（200g/L）；氨水（1+1）；氯化銨飽和溶液；甲基紅指示劑（1g/L）；硝酸銨溶液（10g/L）；三乙醇胺溶液（1+10）；鈣指示劑；氧化鈣標準溶液（0.01mol/L）；乙二胺四乙酸標準滴定溶液（0.01mol/L）。

實驗儀器：電子天平，馬弗爐，滴定管及相關玻璃儀器。

2.2 實驗方法

用萬分之一天平稱取4克混合溶劑置于鉑金坩堝中，稱取兩份同一試料約0.25克，精確至0.1毫克，將兩者混勻，再覆蓋上1克混合溶劑，蓋上坩堝蓋，并稍留縫隙，置于800[℃]高溫爐中，升溫至1050[℃]熔融15分鐘，取出后旋轉坩堝，使熔融物均勻附著于坩堝內壁，冷卻。

用濾紙擦凈坩堝外壁，放入盛有煮沸的30毫升鹽酸（1+1）和50毫升水的燒杯中，加熱浸出熔融物至溶液清亮，用水洗出坩堝及蓋，冷卻至室溫，移入250毫升容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。

用移液管移取100毫升試樣溶液于200毫升燒杯中，加50毫升水和10毫升飽和氯化銨溶液，加熱煮沸，加2滴甲基紅試劑，在攪拌下滴加氨水（1+1）至溶液呈黃色后，過2滴加熱至剛沸，取下，靜置片刻，待沉淀沉降后，立即用快速濾紙過濾于250毫升容量瓶中，用熱硝酸銨（10g/L）充分洗滌燒杯和沉淀，至濾液近刻度，冷至室溫，用水稀釋至刻度，搖勻。

在移取100毫升分離后試液于400毫升燒杯中，加水至約250毫升，加5毫升三乙醇胺（1+10），20毫升氫氧化鈉（200g/L）及少量鈣指示劑，以乙二胺四乙酸標準滴定溶液（0.01mol/L）滴定至試樣溶液由熒光綠消失瞬間為終點，記錄消耗體積數值。

3 實驗結果

鈣含量計算式如下：

CaO[（%）=c（EDTA）[（V-V0）/1000]MM1×100]

式中：[c（EDTA）]——乙二胺四乙酸標準滴定溶液

的準確數值（mol/L）；

[M]——氧化鈣的摩爾質量的數值（g/mol）；

[V]——滴定時所用乙二胺四乙酸標準滴定 溶液體積的數值﹙mL）；

[V0]——滴定空白所用乙二胺四乙酸標準滴

定溶液體積的數值（mL）；

[M1]——分取試料的數值（g）。

其中：乙二胺四乙酸標準滴定溶液的準確數值：0.02522mol/L；氧化鈣的摩爾質量的數值：56.079g/mol；滴定空白所用乙二胺四乙酸標準滴定溶液體積的數值：0.05mL；其余如表1所述。

由上述試驗方法進行檢測，結果見表1。

4 結論

由表1中的實驗組1和實驗組2的結果比較看，由于加入氫氧化鈉體積過多，從而溶液堿度增強，導致分析滴定時終點突變顏色變化較晚，消耗乙二胺四乙酸標準滴定溶液體積數增大，結果鈣含量偏高。

由表1中的實驗組3和實驗組4的結果比較看，由于加入氫氧化鈉體積過多，從而溶液堿度增強，導致分析滴定時終點突變顏色變化較晚，消耗乙二胺四乙酸標準滴定溶液體積數增大，結果鈣含量偏高。

由表1中的實驗組1和實驗組3的結果比較看，加入氫氧化鈉體積相同，從而溶液堿度按規定的相同，導致分析滴定時終點突變顏色正常變化，消耗乙二胺四乙酸標準滴定溶液體積數基本不變，結果鈣含量吻合。

由表1中的實驗組2和實驗組4的結果比較看，加入氫氧化鈉體積相同，從而溶液堿度相同，導致分析滴定時終點突變顏色同樣變化較晚，消耗乙二胺四乙酸標準滴定溶液體積數變大，結果鈣含量普遍升高。

此外，同一操作者使用本方法分析同一試樣時，應分別進行兩次試驗，所得分析結果不應超出偏差范圍，結果取平均值；如超差，須進行第三次試驗測定，鈣含量在1到2之間，對相同試樣得出的連續兩個測試結果之差不超過0.3，鈣含量在10到20之間，對相同試樣得出的連續兩個測試結果之差不超過0.6。

綜上所述，從分析方法和實驗數據得出，加入氫氧化鈉含量比規定的氫氧化鈉體積數多時，溶液堿度變大時，會影響滴定時終點突變顏色變化快慢，消耗乙二胺四乙酸標準滴定溶液體積數變大，導致鈣含量結果不準，因此，在實驗過程中，加入氫氧化鈉含量要按規定量加入，避免堿度的高低對實驗結果有較大影響，數據會不準確，即堿度高低對檢測耐火材料中氧化鈣含量有影響。

【參考文獻】

[1] 鎂鋁系耐火材料分析方法：GB/T 5069-2015[S].

[2] 鋁硅系耐火材料分析方法：GB/T 6900-2016[S].

[3] 常洪峰.耐火材料中氧化鈣、氧化鎂含量的測定[J].耐火材料，2007（4）.

[4] 陳顏.影響EDTA滴定法測石灰劑量的因素[J].河南建材，2016（6）.

[5] 康冬冬，張厚興，劉國威，等.我國耐火材料檢測技術的應用情況和發展方向[J].耐火與石灰，2013（6）.