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高铝质耐火材料化学分析方法 硅、铝、钛氧化物测定

辽宁丰华实业有限公司企业标准
高铝质耐火材料化学分析方法
硅、铝、钛氧化物量的测定
1 范围
本规程规定了高铝质耐火材料中硅、铝、钛氧化物量测定的方法提要、试剂、试样、分析步骤、分析结果的计算与允许差。

本规程适用于高铝质耐火材料中硅、铝、钛氧化物量的测定。

2 方法提要
试样分解后,用钼蓝光度法测定硅;铁、铝离子与EDTA络合的不稳定常数相差较大,调节溶液的PH=2,用EDTA滴定铁离子,调节溶液的PH=5.5,加过量EDTA用锌盐逆滴定氧化铝量。

钛的干扰以苦杏仁酸消除。

0.5-3.0mol/L的盐酸酸性溶液中,加入二安替吡啉甲烷与钛离子形成黄色配合物,借此进行吸光度测定。

铁、铬、钒等高价离子的干扰,以抗坏血酸还原而消除。

3 试剂
3.1 混合熔剂:取两份无水碳酸钠,一份硼酸研细,混匀并过 0.9mm 分析筛,保存于磨口瓶中。

3.2 盐酸(1+1)。

3.3 硝酸(ρ1.42g/ml)。

3.4 氨水(1+1)。

3.5 磺基水杨酸(20%)。

3.6 二甲酚橙指示剂(0.5%)。

3.7 甲基红指示剂(0.1%乙醇溶液)。

3.8 缓冲溶液(PH=5.5):取200g醋酸钠(结晶)溶于水中,加9ml 醋酸,用水稀释至1000ml,混匀。

3.9 EDTA标准溶液:C(EDTA)=0.005mol/L。

3.10 EDTA标准溶液:C(EDTA)=0.05mol/L。

3.11 醋酸锌标准溶液:C【Zn(AC)2】=0.025mol/L。

3.12 苦杏仁酸溶液(5%)。

3.13 盐酸(ρ1.19g/ml)。

3.14盐酸(2+98)。

3.15 硫酸(5+95)。

3.16 抗坏血酸溶液(5%)。

3.17 二安替吡啉甲烷溶液(2.5%):称 2.5g二安替吡啉甲烷溶于100ml的盐酸(2mol/L)中,如不溶解,可加温助溶。

此溶液不宜长时间贮存。

3.18 二氧化钛标准溶液(10.0μg/ml):取0.0100g光谱纯二氧化钛,臵于铂坩埚中,加5g混合熔剂盖好坩埚盖,臵于高温炉中,初以低温,逐渐升温至650-700℃下熔融至二氧化钛完全分解,取出稍冷,将坩埚移入250ml烧杯中,用硫酸(3.15)浸出,洗净坩埚及盖,冷却后移入1000ml容量瓶中,以硫酸(3.15)稀至刻度,混匀。

3.19三氯化铁溶液(6%)。

3.20 钼酸铵溶液(5%)。

3.21 草酸-硫酸混合酸:取15g草酸,溶于250ml硫酸(1+8)中,
用水稀释至1000ml,混匀。

3.22 硫酸亚铁铵溶液(4%):取4g硫酸亚铁铵溶于水中,加5ml硫酸(1+1),用水稀释至100ml,混匀,过滤后使用。

4 试样
4.1 试样应通过180目筛。

4.2 试样应于105-110℃烘1h,臵于干燥器中冷至室温。

5 分析步骤
5.1 试样量
称取0.1000g精确值0.0001g。

5.2 空白试验
随同试样做空白试验。

5.3 测定
5.3.1 将试样(5.3.1)臵于盛有2g混合熔剂(3.1)的铂金坩埚中混合,在覆盖1g混合熔剂(3.1)。

臵于850-900℃高温炉中熔融20min,取出使熔球冷凝。

趁热将熔球放入盛有100ml水,30ml盐酸(3.2)的250ml烧杯中,加热使熔球溶解,冷至室温,过滤于250ml容量瓶中,用水洗烧杯及滤物各4次,用水稀释至刻度,混匀。

此试液供测硅、铝、钛用。

5.3.2 二氧化硅的测定:移取5.0ml试液(5.3.1),臵于100ml容量瓶中,加15ml水、5ml钼酸铵溶液(3.20),静臵5min,加30ml水、30ml草酸-硫酸混合酸(3.21),立即在不断振荡下加入5ml硫酸亚铁铵溶液(3.22),用水稀释至刻度,混匀,用2cm比色皿,于分光
光度计波长690nm处,以随同试样的空白为参比测量其吸光度,从工作曲线上查得二氧化硅含量。

工作曲线的绘制:取相适应的不同二氧化硅含量的标准样品4-5个,按本规程操作测得的吸光度为纵坐标,二氧化硅百分含量为横坐标绘制工作曲线。

每批操作应带标准样品校对工作曲线。

5.3.3 三氧化二铝的测定:取100ml试液加氨水(3.4)中和至出现氢氧化铝沉淀,再滴加盐酸(3.2)使沉淀刚溶解,再过加3-4滴(PH ≈2)。

加8-10滴磺基水杨酸指示剂(3.5),保持试液温度50-60℃,用EDTA标准溶液(3.9)滴定至紫红色消失为终点。

向滴定铁后的溶液中加入30ml苦杏仁酸(3.12),加20-30ml(视三氯化二铁含量而定,记为V1)EDTA标准溶液(3.10),加1-2滴甲基红指示剂(3.7),用氨水(3.4)中和至恰成黄色,加20ml缓冲溶液(3.8),煮沸5min,取下,冷至室温。

加4-5滴二甲酚橙指示剂(3.6),用醋酸锌标准溶液(3.11)滴定至由黄色变为玫瑰红色为终点,再加入5g氟化钠煮3min,冷却至室温,加3滴二甲酚橙指示剂,用醋酸锌标准溶液(3.11)滴定至由黄色变为玫瑰红色为终点(记为V2)。

5.3.4分光光度测定二氧化钛
吸取10.0-20.0ml试液二份(二氧化钛量不超过60μg),分别臵于50ml容量瓶中,一份作显色液一份作参比液。

显色液:向试液中加5ml抗坏血酸(3.16),摇匀,放臵5min至黄色退去,加4ml盐酸(3.13)(取20ml时加3.5ml)①,加10ml二
安替吡啉甲烷溶液②,用水稀至刻度,混匀,放臵40min ③④。

参比液:向试液中加5ml 抗坏血酸溶液(3.16)摇匀,放臵5min 至黄色退去,加4ml 盐酸(3.13)(取20ml 时加3.5ml ),再加10ml (2.0mol/L ),以水稀至刻度,摇匀。

于72型分光光度计上,用3cm 比色皿,波长420nm 处,显色液与参比液对照测定吸光度。

工作曲线的绘制:吸取二氧化钛标准溶液(3.7),0.00、0.50、1.00、2.00、4.00、6.00ml 分别臵于一系列50ml 容量瓶中,各加15ml 三氯化铁溶液(3.19),以下按(5.3.4)显色液的步骤显色,盐酸加入量改为4.5ml ,以零毫升者为参比测量吸光度。

以二氧化钛量为横坐标,以吸光度为纵坐标,绘制工作曲线。

6 分析结果的计算
(1)按下式计算三氧化二铝的百分含量:
()1001000m 250
10098.50%l 232⨯⨯⨯⨯⋅=C V O A 式中:C-EDTA 标准溶液的浓度,mol/L ;
V 2-回滴小号醋酸锌标准溶液的体积,ml ;
m-试样量,g ;
50.98-Al 2O 3/2的摩尔质量,g/mol 。

(2)二氧化钛含量分析结果计算:
依据试样的吸光度从工作曲线上求得二氧化钛含量,作为分析结果。

注:
①显色酸度在0.5-3.0mol/L 盐酸酸性溶液中吸光度恒定,高于3.0mol/L 时吸光度逐渐降低,低于0.5mol/L 钛离子产生聚合,本法采用的酸度为1.5mol/L ,所以加酸量要一致。

②显色剂在8.0ml 以上吸光度恒定,低于8.0ml 时吸光度降低。

③显色需40min 才能安全,超过40min ,吸光度变化不大。

所以显色时间应严格控制。

④显色时随温度生升高而速度加快,但吸光度也随之略有下降,本法采用室温下显色,当温度从20-40℃波动时,吸光度几乎不变。

⑤分析结果亦可用含量相近的同品种标准样品换算而得。

即按下式计算:
()()x
x 32m m %/i %/i
∙⨯=A A O T W O T W 式中: W (TiO 2)/%-标样含二氧化钛质量百分数;
Ax 、A-分别为试样和标样测得的吸光度值;
Mx 、m-分别为试样和标样所称取的质量,g 。

7 允许差
分析结果的差值不应大于下表所列的允许差:。

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