氟鹽置換EDTA容量法測定硅鋁系耐火材料中Al2O3

劉君麗

（山東省冶金科學研究院有限公司，山東 濟南 250000）

1 前 言

耐火材料作為高溫工業的基礎性材料，被廣泛用于冶金、化工、石油、機械制造、硅酸鹽、動力等工業領域，其在冶金工業中用量最大，占總產量的50%～60%。其中，硅鋁系耐火材料與其他耐火材料（特殊的碳耐火材料、氧化鋯、熔鑄耐火材料等）相比，成本較低，應用更為廣泛。Al2O3是硅鋁系耐火材料的一種重要成分，本文利用氟鹽置換EDTA容量法對耐火材料產品中Al2O3進行化學分析，并進行了方法準確度、精密度實驗證明此方法具有良好的適用性。

2 實驗部分

2.1 儀器與試劑

主要分析儀器為分析天平（0.000 1 g）。所用試劑?；旌先蹌?，無水碳酸鈉∶硼酸=2∶1，研細，混勻。苯羥乙酸（苦杏仁酸）溶液（10%）：微熱溶解。六次甲基四胺緩沖溶液（pH=5.5）：稱取200 g 六次甲基四胺于燒杯中，加水溶解，加80 ml鹽酸（1+1），加水至1 000 mL 混勻。EDTA 溶液（2%）：此溶液1 mL約相當于2.6 mg Al2O3。氟化銨溶液（10%）；氨水；鹽酸（1+1）；乙酸鋅滴定溶液，0.020 0 mol/L；溴酚藍指示劑；二甲基橙指示劑。

2.2 標準樣品

實驗過程所選用標準樣品為國家一級標準物質和冶金行業標準樣品，具體信息見表1。

表1 實驗用標準樣品信息%

2.3 實驗方法

準確稱取0.200 0 g試樣，2.5 g混合熔劑于鉑金坩堝中，混合均勻，并蓋上坩堝蓋。置于950 ℃高溫爐中30 min，取出，冷卻。

浸出。將坩堝放到盛有15 mL HCl 和150 m H2O 的燒杯中，加熱浸取熔融物至溶液清亮，用水洗出坩堝及蓋，冷卻至室溫。

轉移并分取。移入250 ml 容量瓶中，稀釋、定容、搖勻，分取50 mL至300 mL錐形瓶中進行滴定。

滴定。加入15 mL 苦杏仁酸，足量EDTA 并過量5 mL，加熱70～80 ℃，加入2 滴溴酚藍溶液，用氨水調至溶液剛呈藍色，加熱煮沸5～10 min取下，冷卻后加入15 mL pH 為5.5 的六次甲基四胺緩沖溶液［1］，3滴二甲酚橙，先用乙酸鋅滴定溶液滴定至溶液由黃色變為紅色為終點（不記讀數）。再加入10 mL 氟化銨，搖勻煮沸5～10 min 后冷卻至室溫，補加2滴二甲酚橙，用乙酸鋅滴定溶液滴定至溶液變為紅色為終點，記下讀數。

2.4 分析結果計算

根據以下公式：

式中：V為滴定試液所消耗乙酸鋅滴定液的體積，mL。根據滴定標準樣品試液所消耗乙酸鋅滴定液的體積得出所用標準樣品的K值，并求出平均值，由此可計算出試樣中Al2O3的含量。

3 結果與討論

3.1 干擾元素

（1）參考GB/T 6900—2016《鋁硅系耐火材料化學分析方法》，采用苯羥乙酸（苦杏仁酸）掩蔽Ti，Ti的量較高時應適當增加掩蔽劑的用量。

（2）加入EDTA 時一定要過量5～10 mL，以保證鋁、鐵等離子完全絡合。

（3）加入置換劑氟化銨的量要適當［2］，量不足會使與鋁絡合的EDTA取代不完全，從而導致結果偏低。如果滴定褪色快，這表示氟化銨的量不足。

（4）堿金屬與絡合劑生成的絡合物穩定常數較小，所以堿金屬對測定Al2O3沒有影響［3］。且Cu、Ni、Co、Sn 與EDTA 絡合，但不能被氟鹽所取代，不影響終點的觀察。

3.2 方法準確度實驗

對本工作中使用的標準樣品進行Al2O3含量測定，可驗證方法的準確度，結果如表2所示。

表2 測定結果及允許差 %

由表2可知，測定值與標準值的相對誤差均在允許差范圍內，滿足測定要求。

3.3 方法精密度實驗

選擇兩個耐火材料標準樣品按照本方法測定Al2O3的含量，進行3 次平行測定，計算相對標準偏差，測定結果見表3。

表3 測定結果及相對標準偏差 %

由表3 可知，RSD為0.014%和0.012%，說明本方法的精密度較高，并可適用范圍較廣的Al2O3含量的測定，能夠滿足測定要求。

4 結 語

本方法適用于不含鋯的硅鋁系耐火材料中Al2O3含量的測定，滴定終點顏色易于觀察，結果穩定，精密度和準確度高。并且具有分析速度快，操作簡便等優點，符合實驗室的規范要求，可以用于批量的樣品分析。