EDTA絡合滴定法測定冶金輔料中游離氧化鈣含量

EDTA絡合滴定法測定冶金輔料中游離氧化鈣含量郭士光;劉文【摘要】常溫下選用蔗糖溶液浸取覆蓋劑等冶金輔料中的游離氧化鈣(f-cao),將溶液過濾,使得鈣與其余干擾元素分離,用EDTA絡合滴定法測定游離氧化鈣(f-cao)含量.分別考察了蔗糖使用量、加水量、浸取時間、銅試劑(DDTC)的使用量等對分析結果的影響.實驗結果表明,蔗糖溶液浸取冶金輔料中的游離氧化鈣干擾較小,流程簡便、易于操作.方法已被運用于覆蓋劑、渣樣、爐灰等冶金輔料中游離氧化鈣分析測試,結果準確可靠,相對標準偏差在99.00％-103.00％之間,符合測定標準.【期刊名稱】《安徽冶金科技職業(yè)學院學報》【年(卷),期】2017(027)004【總頁數(shù)】4頁(P23-26)【關鍵詞】EDTA;蔗糖;游離氧化鈣【作者】郭士光;劉文【作者單位】馬鋼股份公司技術中心安徽馬鞍山243000;馬鋼股份公司技術中心安徽馬鞍山243000【正文語種】中文【中圖分類】TG115.3+14鋼鐵生產(chǎn)需要各種原材料,如石灰石、白云石、螢石以及造渣劑、脫硫劑等，這些原材料即被稱作冶金輔料。冶金輔料成分復雜,加工處理非常困難，處理過程伴隨著不必要的浪費且時常對環(huán)境造成一定污染。這些年,隨著科技的發(fā)展進步和環(huán)保要求的日益嚴峻,冶金輔料的綜合利用逐漸被人們所重視,例如很多企業(yè)開始將部分煙囪灰大量地添加到水泥熟料中去制造水泥或者以其為主要原料制造小型空心磚,將其變廢為寶。但是煙囪灰中游離氧化鈣(f-cao)結構致密晶粒大,晶格較緊密,水化反應極慢,在水泥中水化時仍在發(fā)生膨脹[1],使混凝土開裂，最后產(chǎn)生混凝土的崩潰。所以，必須控制游離氧化鈣的含量，消除不利影響。目前游離氧化鈣(f-cao)含量的測定主要有乙二醇浸取-EDTA絡合滴定法[2]；電導法[3]；J值法[4]以及其他方法[5-8]。以上方法各有優(yōu)缺點：比如對水泥熟料中游離氧化鈣含量的測定，直接電導法有更高的準確度和穩(wěn)定性[9]；在測定單礦中游離氧化鈣含量時用乙二醇法測定的準確性較好[9]。但是乙二醇法每一步操作都應該避免引入水分，否則會使實驗結果偏高，同時需要用到專用玻璃吸收器皿，操作步驟相對比較繁瑣；直接電導法對溫度要求比較苛刻，溫度的改變會直接影響電導率的穩(wěn)定性，從而影響結果的的穩(wěn)定性。本法采用蔗糖溶液浸取、EDTA絡合滴定法測定冶金輔料中游離氧化鈣(f-cao)含量。本法中蔗糖溶液只需在室溫下儀器攪拌一定時間即可將試樣中f-cao浸取完全，操作簡潔易行，極大地縮短了分析時間、提高了勞動效率。實驗部分實驗原理冶金輔料中的f-cao與蔗糖溶液作用生成溶解度更大的蔗糖鈣，再用EDTA絡合滴定法測定蔗糖鈣中游離鈣的含量。試劑1.2.1蔗糖(C12H22O11)固體氯化鎂(10g/L)(DDTC)固體1.2.4三乙醇胺(1+1)氫氧化鉀(200g/L)鈣指示劑：0.1000g10gEDTA(CEDTA=0.01000mol/L)實驗方法將試樣放入干燥的帶蓋的錐形瓶中，加入蔗糖(1.2.1)，覆蓋于試樣表面，加入煮沸并已冷卻的水，加入攪拌子，蓋緊瓶塞，放置于攪拌器上攪拌30分鐘，試樣于室溫下浸取。將浸取液用雙層快速定量濾紙過濾，加入氯化鎂溶液(1.2.2)，DDTC(1.2.3)，三乙醇胺(1.2.4)，氫氧化鉀溶液(1.2.5)，加入適量鈣指示劑(1.2.6)，搖勻，立即用EDTA標準溶液(1.2.7)滴定，至溶液由酒紅色呈現(xiàn)純藍色為終點。EDTA移取3份氧化鈣標準溶液20ml于250ml錐形瓶中，加入80ml去離子水，分別加入5ml三乙醇胺(1.2.4)和20ml氫氧化鉀溶液(1.2.5)，加入少許鈣指示劑(1.2.6)，用EDTA標準溶液(1.2.7)滴定至溶液由玫紅色變?yōu)榧兯{色為滴定終點，分別記錄消耗EDTA標準溶液的體積，計算平均值。將該平均值帶入式①，求得氧化鈣的滴定度。Tcao=56.08×CEDTA(mg/ml)①結果與討論蔗糖用量f-cao1、2、3、456、7、8g1。圖1蔗糖用量對f-cao含量的影響f-cao蔗糖用量過高對分析結果的準確性沒有助推作用，也會造成不必要的浪費。蔗糖的0.2g4g去離子水用量CO2f-caoCO220、30、40、50、60、7080ml[10]，結果表明：去離子水用量50ml50ml溶解、攪拌時間試樣溶解于蔗糖溶液的過程中，充分的攪拌對f-cao的反應速率有較大的影響。充分的攪拌不僅能提高反應速率，也能使反應更加完全、徹底。本實驗分別考察了10、15、20、25、30、35、40(min)攪拌時間對分析結果的影響，結果表明：攪拌時間在20min以上時，分析結果趨于穩(wěn)定。所以本法選擇30min作為最佳攪拌時間。銅試劑(DDTC)用量銅試劑(DDTC)作為一種沉淀掩蔽劑，在氧化鈣的絡合反應中，可以在區(qū)域性范圍內(nèi)掩蔽少量的Ca2+、Bi3+、Cd2+、Pb2+等金屬離子[11]。本法對銅試劑的使用量進行了條件選擇實驗。為保證沉淀掩蔽反應完全，稱取0.2000g試樣，按實驗方法操作，只改變銅試劑加入量，其余測定條件不變，考察銅試劑加入量與EDTA體積的關系，結果如圖2。圖2DDTC用量與消耗EDTA體積的關系0.1000gf-cao0.1000g量。加標回收率在最佳實驗條件下，分別稱取煙筒灰、覆蓋劑、爐灰、鋼渣、爐渣、保護渣5份試樣，同時在另外一組樣品中分別加入不同含量的基準氧化鈣進行加標回收實驗，情況如表1。1f-cao/gf-cao/g/0．03500．01000．0453103．000．01800．02000．037999．500．01500．01000．024999．00爐渣0．01000．01500．0252101．33保護渣0．01000．02000．0301100．50由表1可知：用本方法測定f-cao含量，加標回收率在99.00%-103.00%之間，表明本法有較高的準確度。精密度和對照實驗為了考察方法的精密度，對3個外委檢驗的試樣連續(xù)測定7次，計算平均值和相對標準偏差(RSD)，并與乙二醇浸取EDTA滴定法測定結果進行比較(如表2)。表2精密度和對照實驗情況表樣品蔗糖溶液浸取法乙二醇EDTA絡合滴定法測定值/%平均值/%相對標準偏差RSD/%測定值/%平均值/%相對標準偏差RSD/%煙筒灰12．1012．1912．0312．1112．1512．1812．0912．120．4612．2012．2112．0912．1612．1012．0712．1112．130．46覆蓋劑10．6510．6310．5910．6910．7110．5810．610．640．4610．6910．5910．6310．6710．7310．7210．5910．660．54爐渣6．706．596．666．676．756．716．636．670．806．746．696．786．706．816．737．686．730．72從表中可以看出：f-cao的相對標準偏差在0.46%～0.80%之間，兩個方法之間結果的相對標準偏差不超過0.18%，表明該方法精密度較高，是一種測定冶金輔料中f-cao含量的可靠的分析方法。參考文獻【相關文獻】歐陽東,謝寧平,何俊元.轉爐鋼渣的組成、礦物形貌及膠凝特性[J]。硅酸鹽學報,1991,19，(6)：488-494CSM08012005-2005EDTA滴定法[S〗.于京華,吳暇.游離氧化鈣氧化鎂連續(xù)測定的電導法研究[J].分析化學,1998,9(9):75J[J].鋼鐵研究，1989,5(2):77[J]1988,(1)：29-30-TG[J].北京化工大學學報(自然科學版)，2011,38(2):17-22。[J].冶金分析與測試：冶金分析分冊，1985