鎂鉻質(zhì)耐火材料化學(xué)分析

鎂鉻質(zhì)耐火材料化學(xué)分析程亮1、菱鎂礦主要化學(xué)組成：MgCO3（MgO47.62%，CO252.38%）雜質(zhì)：SiO2、CaO、Fe2O3、Al2O3MgCO3MgO＋CO2加熱2鉻鐵礦1）定義：由含鉻的顆粒和脈石礦物組成。2）主要組成：(Fe·Mg)O·(Cr·Al)2O3雜質(zhì)：鎂的硅酸鹽，如蛇紋石（3MgO·2SiO2·2H2O）、葉狀蛇紋石、橄欖石和鎂橄欖石等。一般M/S摩爾比＜2，主要以蛇紋石為主。3）鉻礦在加熱過程中的氧化—還原穩(wěn)定性氧化—還原取決于鐵氧，多半是FeO,在200-300℃開始氧化，700-1000℃氧化激烈，會(huì)使鉻礦分家。Fe2+Fe3+發(fā)生“爆脹現(xiàn)象”例如：鉻鐵礦FeCrO4+1/2O2→Fe2O3+Cr2O3

倍半氧化物鉻礦分化成倍半氧化物固溶體和尖晶石固溶體，高溫下加熱后成倍半氧化物固溶體，溫度下降，又回到原來(lái)的形態(tài)，這個(gè)過程就發(fā)生體積效應(yīng)。3、鎂鉻砂方鎂石＋鉻尖晶石（鎂鉻尖晶石、鎂鉻鐵礦、鉻鐵礦）燒結(jié)或電熔鎂鉻砂的制備：鎂質(zhì)原料＋鉻鐵礦鎂鉻砂的理化性能名稱含鉻量化學(xué)成分/%體積密度/g/cm3Cr2O3MgOFe2O3SiO2Al2O3CaO燒結(jié)鎂鉻砂燒結(jié)鎂鉻砂電熔鎂鉻砂電熔鎂鉻砂電熔鎂鉻砂－－中鉻砂中鉻砂高鉻砂7.3116.4017.2120.9936.7083.9863.4073.9659.1238.973.8010.874.1911.6018.501.401.640.960.850.961.806.772.867.204.261.580.890.800.460.773.323.40－4.184.14二氧化硅的測(cè)定三氧化二鐵的測(cè)定三氧化二鋁的測(cè)定二氧化鈦的測(cè)定氧化鈣及氧化鎂的測(cè)定三氧化二鉻的測(cè)定二氧化硅的測(cè)定（亞鐵鉬藍(lán)光度法）一、方法提要試樣用混合熔劑熔融，稀鹽酸浸取，以乙醇作穩(wěn)定劑，在約C（HCl）=0.2mol/L介質(zhì)中加入鉬酸銨使與單硅酸形成硅鉬雜多酸，加入草酸一硫酸混合酸，消除磷、砷的干擾。然后用硫酸亞鐵銨還原為硅鉬藍(lán)，于690nm處測(cè)量吸光度。二、主要試劑1.鹽酸：1：1；2.鉬酸銨溶液：5％；3.混合熔劑：2份無(wú)水碳酸鈉與1份硼酸研細(xì)混勻；4.草一硫混酸：取15g草酸溶于250ml硫酸（1：8）中，用水稀至1000ml，混勻；5.硫酸亞鐵銨溶液（4％）：取4g硫酸亞鐵銨溶于水中，加5ml硫酸（1：1），用水稀至100m1；6.二氧化硅標(biāo)準(zhǔn)溶液：100μgSiO2/ml。三、分析操作稱取0.10g試樣于預(yù)先盛有約2g混合熔劑的鉑坩堝中，混勻，再覆蓋1g，置于900℃的高溫爐中熔融5—20min，熔解完全后，取出旋轉(zhuǎn)坩堝，使熔物均勻地附于坩堝內(nèi)壁。放冷后，放于有4Oml鹽酸（1：5）和2Oml水的250ml燒杯中，加熱浸出熔塊并至溶液清亮，洗出坩堝，冷至室溫，移于100ml容量瓶中，用水稀至刻度并混勻，與試樣操作同時(shí)，帶一空白試驗(yàn)。移取10.00ml試液（當(dāng)SiO2>1％時(shí)，吸取5.00ml，并加5ml空白溶液）于100ml容量瓶中，加10ml乙醇，5ml鉬酸銨溶液（5％），搖勻。于室溫下，放置20min，（如室溫低于15℃，則應(yīng)在約30℃的熱水浴中進(jìn)行），加50ml草—硫混酸，搖勻，立即加5ml硫酸亞鐵銨溶液（4％），加水至刻度，搖勻。于分光光度計(jì)690nm波長(zhǎng)處測(cè)量其吸光度，以隨同的試樣空白為參比。從工作曲線上查得二氧化硅的量。工作曲線的繪制：吸取0.00，2.00，4.00，8.00ml二氧化硅標(biāo)準(zhǔn)溶液（100μgSiO2/ml）分別置于一組100ml容量瓶中，加2.5ml鹽酸（1：5），用水稀至10ml，以下按分析步驟操作，據(jù)測(cè)量吸光度與二氧化硅的量的關(guān)系，繪制工作曲線。返回三氧化二鐵的測(cè)定（鄰菲羅啉光度法）一、方法提要試樣用混合熔劑熔融，稀硫酸浸取，而后用717強(qiáng)堿性陰離子交換除鉻后，用鹽酸羥胺將Fe3+還原為Fe2+。在弱酸性溶液中，加入鄰菲羅啉使與Fe2+形成橙紅色配合物。于波長(zhǎng)510nm處測(cè)量吸光度。二、主要試劑1.鹽酸羥胺溶液：10％；2.乙酸銨溶液：20％；3.混合熔劑：2份無(wú)水碳酸鈉與1份硼酸研細(xì)混勻；4.717強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂：先將干樹脂用水浸泡半天，再用鹽酸（0.5~~~1.0mol/L）反復(fù)浸泡2—3次，每次1—2h，最后洗至無(wú)氯離子；5.鄰菲羅啉溶液（1％）：用乙醇（1：1）配制；6.三氧化二鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液：100μgFe203/ml。三、分析操作稱取0.25g試樣于盛有4g混合熔劑的鉑坩堝中，混勻，表面再覆蓋約1g混合熔劑，于1000℃高溫爐中熔融30—40min，取出，稍冷。放于盛有10ml硫酸（1：1）和100ml水的燒杯中，加熱浸出熔塊并至溶液清亮，洗出坩堝，冷至室溫，加水至體積約為20Oml，加入約10—15g經(jīng)處理過的717強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂，攪拌3—5min。以中速濾紙過濾于250ml容量瓶中，用硫酸（1：9）洗燒杯3次，洗樹脂8—10次，然后，用水稀至刻度，搖勻。分取上述母液20.00ml（視三氧化二鐵含量而定）于100ml容量瓶中，用水稀至50ml，加5ml鹽酸羥胺溶液（10％），5ml鄰菲羅啉溶液（1％），15ml乙酸銨溶液（20％），加水稀至刻度，搖勻，放置30min。用0.5cm比色皿，于波長(zhǎng)510nm處，以隨同試樣的空白為參比測(cè)量吸光度。三氧化二鐵的含量由工作曲線上查得。

工作曲線的繪制：吸取0.00,1.00,5.00,7.00,10.00ml三氧化二鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液（100μgFe203/ml）；分別置于一組100ml容量瓶中，用水稀至約50ml，以下同分析步驟顯色并測(cè)量吸光度，依吸光度與三氧化二鐵之對(duì)應(yīng)關(guān)系繪制工作曲線。返回三氧化二鋁的測(cè)定（氟鹽取代EDTA滴定法）一、方法提要于經(jīng)717強(qiáng)堿性離子交換樹脂分離鉻后，測(cè)定三氧化二鐵時(shí)，所制備的母液中，加過量的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液，于PH4.5時(shí)，使鋁與EDTA配位，以PAN為指示劑，用硫酸銅標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過量的EDTA。續(xù)而加氟鹽取代與鋁配位的EDTA。最后再用硫酸銅標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定被取代出的EDTA，從而計(jì)算三氧化二鋁的量。鈦的干擾，加苦杏仁酸掩蔽。二、主要試劑1.鹽酸：1：1；2.苦杏仁酸溶液：10％；3.氫氧化鉀溶液：40％；4.乙酸一乙酸銨緩沖溶液（PH＝4.5）：取77g乙酸銨溶于200ml水中，加58.9ml冰乙酸，加水稀至1000ml，混勻；5.PAN指示劑：0.1％乙醇溶液；6.酚酞指示劑：0.1％的乙醇（1：1）溶液；7.EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液：C（EDTA）＝0.02mol/L；8.硫酸銅標(biāo)準(zhǔn)溶液：C（CuS04）＝0.02mol/L。三、分析操作吸取100.00ml分析三氧化二鐵時(shí)所制備的母液，置于400ml燒杯中，加lOml苦杏仁酸溶液（10％），攪勻后，視鋁含量而定加過量EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液（一般過量約5ml）加1—2滴酚酞指示劑，以氫氧化鉀溶液（40％）中和至紅色出現(xiàn)，立即滴加鹽酸（1：1）至紅色褪去，再過加2—3滴，加2Oml乙酸銨緩沖溶液，加熱煮沸5min，取下，待溶液的溫度約80℃，加8—10滴PAN指示劑，用硫酸銅標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液由黃色變穩(wěn)定的紫紅色（不計(jì)體積）。向溶液中加1g氟化銨（或鈉），攪勻，煮沸約2min，取下，再補(bǔ)加2—4滴PAN指示劑，用硫酸銅標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至紫紅色為終點(diǎn)，記下體積為V。三氧化二鋁的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)按下式計(jì)算：W（Al2O3）／％＝式中：c—硫酸銅標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol/L；V—滴定消耗硫酸銅標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，ml；

V0—滴定空白消耗硫酸銅標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，ml；

m—稱取試樣質(zhì)量，g；

f—分液率；

50.98—Al2O3／2DE摩爾質(zhì)量，g/mol。返回二氧化鈦的測(cè)定（二安替吡啉甲烷光度法）一、方法提要在強(qiáng)酸性介質(zhì)中，鈦與二安替吡啉甲烷形成黃色配合物。三價(jià)鐵的干擾，加抗壞血酸消除，然后于波長(zhǎng)420nm處測(cè)量吸光度。二、主要試劑1.鹽酸：1：1；2.抗壞血酸：2％；3.二安替吡啉甲烷溶液（5％）：用鹽酸（0.5mol/L）配制；4.二氧化鈦標(biāo)準(zhǔn)溶液：10.00μgTiO2/ml。三、分析操作吸取20.00ml分析三氧化二鐵時(shí)所制備的母液，置于50ml容量瓶中，加5ml抗壞血酸溶液（2％），搖勻，再加入1ml二安替吡啉甲烷溶液（5％），14ml鹽酸(1+1),用水稀至刻度,搖勻。于分光光度計(jì)420nm或385nm波長(zhǎng)處，以隨同試樣的空白為參比測(cè)量吸光度。由工作曲線上求得二氧化鈦的含量。工作曲線的繪制：吸取0.00，2.00，4.00，6.00ml二氧化鈦標(biāo)準(zhǔn)溶液（10.00μgTiO2／ml）分別置于一組50ml容量瓶中，加5ml抗壞血酸溶液，以下同分析步驟，測(cè)量吸光度，依吸光度和二氧化鈦的含量對(duì)應(yīng)關(guān)系繪制工作曲線。返回氧化鈣及氧化鎂的測(cè)定（EGTA及CyDTA滴定法）一、方法提要試樣用混合熔劑熔融，稀鹽酸浸取，加乙醇還原高價(jià)鉻。以六次甲基四胺分離鐵、鋁、鈦等。取部分濾液，在PH>13時(shí)，加鈣指示劑，用EGTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至純藍(lán)色，計(jì)算氧化鈣的量。另取部分濾液，于PH＝10時(shí)，加入相當(dāng)于鈣量的EGTA標(biāo)準(zhǔn)溶液，以酸性鉻藍(lán)K—萘酚綠B為指示劑，用CyDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，計(jì)算氧化鎂的量。二、主要試劑1.混合熔劑：兩份碳酸鈉與一份硼酸研細(xì)混勻；2.氫氧化鉀溶液：30％；3.六次甲基四胺溶液：30％，1％；4.三乙醇胺溶液：1：1；5.氨性緩沖溶液（PH＝10）：取67.5g氯化銨溶于200ml水中，加570ml氨水，加水稀至1000ml；6.鈣指示劑：稱取1g鈣試劑于100g硫酸鉀研細(xì)混勻；7.萘酚綠B指示劑（0.5％）：溶于三乙醇胺（1：1）；8.酸性鉻藍(lán)K指示劑（0.5％）：溶于三乙醇胺（1：1）；9.EGTA（乙二醇二乙醚二胺四乙酸）標(biāo)準(zhǔn)溶液：c（EGTA）＝0.01mol/L；10.CyDTA（環(huán)己二胺四乙酸）標(biāo)準(zhǔn)溶液：c（CyDTA）＝0.05mol/L。三、分析操作稱取0.5g試樣于盛有約4g混合熔劑的鉑坩堝中，攪勻，再覆蓋1—2g混合熔劑，置于1000℃高溫爐中熔融至完全分解（約5—30min）,取出冷至室溫，置于盛有40ml熱鹽酸（1：1）溶液和50ml水的燒杯中，及熱浸取熔物并至清亮，用水洗出坩堝，加20ml乙醇，煮沸5min，冷至室溫。向溶液中投入一小塊剛果紅試紙，滴加氫氧化鉀溶液（30％）中和至試紙變?yōu)樗{(lán)紫色，加六次甲基四胺溶液（30％），至沉淀剛出現(xiàn)（試紙呈紅色）并過量20ml。在約70℃保溫5—10min。用中速濾紙過濾于500ml容量瓶中，用熱六次甲基四胺溶液（1％）洗燒杯2—3次，洗沉淀5—6次。將濾液冷卻至室溫，以水稀至刻度，搖勻。式中：c—EGTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol/L；

V—滴定消耗EGTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，ml；

m—稱取試樣的質(zhì)量，g；

f—分液率；

56.08—氧化鈣的摩爾質(zhì)量，g/mol。氧化鈣的測(cè)定：分取100.00ml上述濾液，置于400ml燒杯中，加50ml水，5ml三乙醇胺溶液（1+1）及相當(dāng)于約80％氧化鈣量的EGTA標(biāo)準(zhǔn)溶液。加12ml氫氧化鉀溶液（30％）及鈣指示劑少許，繼用EGTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至純藍(lán)色為終點(diǎn)。氧化鈣的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)按下式計(jì)算：W（CaO）／％＝氧化鎂的測(cè)定：另取100.00ml上述試液，置于400ml燒杯中，加約100ml沸水，5ml三乙醇胺溶液（1+1），10ml氨性緩沖溶液。然后準(zhǔn)確加入滴定氧化鈣時(shí)所需的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液，再過加0.5ml加2滴酸性鉻藍(lán)K指示劑溶液，6滴萘酚綠B指示劑溶液，用CyDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至藍(lán)綠色為終點(diǎn)。氧化鎂質(zhì)量百分?jǐn)?shù)按下式計(jì)算：W（MgO）／％＝式中：C—CyDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol/L；V—滴定消耗的CyDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，ml；

m—稱取試樣質(zhì)量，g；

f—分液率；

40.32—MgO的摩爾質(zhì)量，g/mol。返回三氧化二鉻的測(cè)定（硫酸亞鐵滴定法）一、方法提要試樣用混合熔劑熔融，稀硫酸浸取，以硝酸銀為催化劑，加入過硫酸銨將低價(jià)鉻氧化為高價(jià)鉻。然后，加過量硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液，將高價(jià)鉻還原，以二苯胺磺酸鈉為指示劑，以重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過量的硫酸亞鐵銨溶液。二、主要試劑1.硝酸銀溶液：1％；2.硫酸錳溶液：0.1％；3.過硫酸銨溶液：25％；4.氯化鈉溶液：10％；5.混合熔劑：兩份碳酸鈉與一份硼酸混勻研細(xì)；6.硫—磷混酸：將150ml硫酸，在不斷攪拌下緩緩倒入700ml水中，再加入150ml磷酸；7.二苯胺磺酸鈉指示劑：0.1％；8.硫酸：1+1；9.硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液：C［（NH4）2Fe（SO