氧化鋁球中二氧化鈦含量檢驗的研究

李月華

摘 要 介紹了用碳酸鈉-硼酸混合熔劑熔融試樣，稀鹽酸浸取。在鹽酸介質中鈦與二安替比林甲烷形成黃色絡合物，加入抗壞血酸消除三價鐵的干擾。合適波長處測量其吸光度從而測量氧化鋁球中二氧化鈦含量的方法。結果準確度和精密度均較高，解決了精確測定氧化鋁球中二氧化鈦含量的問題，為冶煉高級別軸承鋼鈦含量的控制提供了技術支持。

關鍵詞 氧化鋁球 二氧化鈦 二安替比林甲烷 分光光度法

中圖分類號：O657.32文獻標識碼：A

鋼中鈦含量過高，會導致氮化鈦夾雜增加。氮化鈦是一種硬而脆的夾雜物，它對鋼的疲勞壽命特別有害，因此為了提高軸承鋼的疲勞壽命，獲得更佳的機械性能，一般要求軸承鋼鈦含量越低越好。尤其是高級別軸承鋼，對鈦的要求就更加嚴格。軸承鋼中鈦含量的高低，主要取決于原材料鈦含量的高低，合金及各種輔料中鈦含量的高低都會直接影響到軸承鋼的鈦含量。

氧化鋁球是一種常用的耐火材料，可以調整三元渣系處于低熔點位置，降低爐渣的熔點和黏度，成渣時形成鋁酸鹽，提高脫硫效率，是冶煉軸承鋼的重要原料。鈦含量的控制和精確檢驗尤為重要，氧化鋁球中鈦元素主要以二氧化鈦的形式存在，本文研究了試樣用碳酸鈉-硼酸混合熔劑熔融，稀鹽酸浸取。在鹽酸介質中鈦與二安替比林甲烷形成黃色絡合物，加入抗壞血酸消除三價鐵的干擾。合適波長處測量其吸光度從而測量二氧化鈦含量的方法。

1實驗部分

1.1主要試劑

（1）混合熔劑，將2份無水碳酸鈉與1份硼酸研細（質量比），混勻。

（2）抗壞血酸溶液，10g/L。現用現配。

（3）二安替比林甲烷溶液，50g/L。用鹽酸（1+23）配制。

（4）鹽酸，1+1。

（5）鹽酸，1+5。

（6）鈦標準溶液（含Ti0.2mg/mL）。

稱取0.1668g預先在950℃灼燒至恒量的二氧化鈦（99.99%），于100mL燒杯中，加入10g硫酸銨，25mL濃硫酸，加熱至二氧化鈦全部溶解，冷卻。溶液移入盛有100mL水的500mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。

（7）鈦標準溶液（含Ti20 g/mL）：移取10.00mL鈦標準溶液（3.6）于100mL容量瓶中，用硫酸（1+19）稀釋至刻度，搖勻。

（8）鈦標準溶液（含Ti4 g/mL）：移取20.00mL鈦標準溶液（3.7）于100mL容量瓶中，用硫酸（1+19）稀釋至刻度，搖勻。

1.2實驗方法

（1）隨同試樣做空白試驗，所用試劑需取自同一試劑瓶。

（2）試樣量：稱取0.2g試樣，精確至0.0001g。

（3）測定。將試樣置于盛有4g混合熔劑（1.1.1）的鉑坩堝中，混勻，再覆蓋1g混合熔劑（1.1.1），蓋上坩堝蓋并稍留縫隙，置于800℃-900℃高溫爐中，升溫至1050℃-1100℃熔融，使其完全熔融，取出，旋轉坩堝，使熔融物均勻附于坩堝內壁，冷卻。放入盛有煮沸的60mL鹽酸（1.1.5）的200mL燒杯中，低溫加熱浸取熔融物至溶液清亮，用水洗出坩堝及蓋，冷至室溫，移入100mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。

移取25.00mL試樣溶液于50mL容量瓶中。

加入5mL抗壞血酸溶液（1.1.2）、6mL二安替比林甲烷溶液（1.1.3）、12mL鹽酸（1.1.4），用水稀釋至刻度，搖勻，放置40min。

于分光光度計波長390nm處，以空白試驗溶液為參比測量其吸光度。

（4）標準曲線繪制。

①（TiO2≤0.1%）移取0mL、1.00mL、2.00mL、4.00mL、6.00mL、8.00mL鈦標準溶液（1.1.8），分別置于一組50mL容量瓶中，加5mL抗壞血酸溶液（1.1.2）、6mL二安替比林甲烷溶液（1.1.3）、12mL鹽酸（1.1.4），用水稀釋至刻度，搖勻，于室溫下放置40min。于分光光度計波長390nm處，以試劑空白為參比測量其吸光度，繪制標準曲線。

②（TiO2：0.1%-0.5%）移取0mL、1.00mL、2.00mL、4.00mL、6.00mL、8.00mL鈦標準溶液（1.1.7），分別置于一組50mL容量瓶中，加5mL抗壞血酸溶液（1.1.2）、6mL二安替比林甲烷溶液（1.1.3）、12mL鹽酸（1.1.4），用水稀釋至刻度，搖勻，于室溫下放置40min。于分光光度計波長390nm處，以試劑空白為參比測量其吸光度，繪制標準曲線。

2結果與討論

2.1結果的計算

TiO2（%）=1.668？00譵1/m

式中：m1：由標準曲線查得的鈦量，g;

m：分取試樣的質量，g;

1.668：鈦元素換算成二氧化鈦的系數。

2.2光吸收曲線試驗

取1#氧化鋁球樣品，按照1.2方法進行操作，于不同波長處進行比色，結果如圖1。由圖1結果可以看出，在波長390nm處出現了最高峰，所以本試驗選擇390nm為測定波長。

2.3顯色劑用量試驗

取1#氧化鋁球樣品，按照1.2方法進行操作，分別加入不同量的二安替比林甲烷溶液，結果如圖2。由圖2結果可以看出，當二安替比林甲烷溶液的量從2ml-6ml逐漸增加時，吸光度逐漸增大，在6ml以后，吸光度值基本趨于穩定，所以本實驗顯色劑二安替比林甲烷用量選擇6ml。

2.4酸度試驗

分光光度法試驗中，酸度的控制對結果影響是較大的，取1#氧化鋁球樣品，按照1.2方法進行操作，分別加入不同量的鹽酸，結果如圖3。由圖3結果可以看出，隨著鹽酸量的不斷增加，開始時吸光度值不斷增大，當鹽酸加入量為12ml時吸光度值最大，然后吸光度值有減小趨勢，所以本實驗鹽酸的加入量選擇12ml。

2.5顯色時間試驗

取1#氧化鋁球樣品，按照1.2方法進行操作，改變顯色時間，不同的顯色時間吸光度結果如圖4。

由圖4結果可以看出，開始顯色時間較短時，顯色不完全，隨著顯色時間的加長，吸光度逐漸增大，后來隨著時間的不斷增加，顯色溶液慢慢褪色，吸光度逐漸減小，顯色時間在30-60min時，吸光度值基本達到穩定，本實驗選擇顯色時間為40min。

2.6精密度和準確度試驗

選擇2個不同含量的標樣和一個試樣，每個樣品平行分析9次，分析結果及精密度如表1。借鑒合金類鈦檢驗的標準，鈦含量為0.01%-0.05%，允差基本為0.005%，由表1可以看出，該方法分析的精密度和準確度均能達到同類標準的要求，能夠滿足生產需要。

3結論

本文研究了用碳酸鈉-硼酸混合熔劑熔融試樣，稀鹽酸浸取。在鹽酸介質中鈦與二安替比林甲烷形成黃色絡合物，加入抗壞血酸消除三價鐵的干擾。合適波長處測量其吸光度從而測量氧化鋁求中二氧化鈦含量的方法。結果準確度和精密度均較高，解決了精確測定氧化鋁球中二氧化鈦含量的問題，為冶煉高級別軸承鋼鈦含量的控制提供了技術支持。