鼓風爐渣中氧化鈣的測定方法改進

符永際

(湖南東港銻品有限公司,湖南永州 425900)

鼓風爐渣中氧化鈣的測定方法改進

符永際

(湖南東港銻品有限公司,湖南永州 425900)

在參照DHF83-B多元素快速分析儀法測定爐渣中氧化鈣的基礎上,對鼓風爐渣中氧化鈣的測定方法進行了改進。用鹽酸(1+1)溶樣,三乙醇胺掩蔽殘留的鐵、鋁、錳等元素,以鈣指示劑作指示劑,于p H值大于12時用EDTA標準溶液滴定氧化鈣。EDTA滴定法分析結果的相對標準偏差RSD為2.82%,與DHF83-B多元素快速分析儀法比較,其結果基本一致。該方法具有準確度好、快速簡便等優點,適合用于冶煉爐渣中氧化鈣含量的測定。

鼓風爐渣;氧化鈣;EDTA滴定法

1 引言

鼓風爐渣是各種脈石和焦炭灰分氧化物與少量的金屬硫化物和金屬等物質組成的熔融體。而爐渣中主要化學成分是SiO2、FeO、CaO三種氧化物,一般占爐渣量的90%,同時還含有1%～2%的銻以及少量的A l2O3、MgO等其它氧化物。銻鼓風爐渣要求產出的渣量少,且渣含銻低,這樣才能保證有較低的燃料消耗和較高的回收率,降低渣含銻就等于提高回收率[1]。硅、鐵、鈣量的測定對于提高回收尤其重要。

大部分化驗室對鼓風爐渣中硅、鐵、鈣量的測定一直采用高溫灼燒成氧化鈣,以鹽酸溶解,再測定。該方法有操作繁瑣、分析時間長、使用試劑多,分析成本高等缺點。將溶樣方法進行改進,用三乙醇胺掩蔽殘留的鐵、鋁、錳等干擾元素,用EDTA標準溶液在p H值大于12時滴定試樣中氧化鈣含量,其測定結果與DHF83-B多元素快速分析儀法基本吻合,且操作快速、簡便,適合于爐渣中氧化鈣的快速測定。

2 實驗部分

2.1 主要試劑

鹽酸(1+1),三乙醇胺溶液(1+1);氫氧化鈉溶液(20%)。

鈣指示劑:將0.5 g鈣指示劑與25 g氯化鈉混勻,儲存于磨口棕色瓶中。

氧化鈣標準溶液:稱取碳酸鈣基準試劑3.5696 g于200 mL燒杯中,加入30 mL鹽酸(1+1)和35 mL水,煮沸溶解冷卻后,移入1 L容量瓶中,用水稀釋至刻度,混勻。

EDTA標準溶液 (0.01 mol/L)[2-3]:(稱取3.7400 gEDTA(乙二胺四乙酸二鈉)置于燒杯中,加水溶解后,用水稀釋至1 L。

所有實驗用水均為二次去離子水。

2.2 EDTA標準滴定溶液對氧化鈣滴定度的標定

吸取25.00 mL氧化鈣標準溶液三份,分別置于250 mL錐形瓶中,加50 mL水、5 mL三乙醇胺、10 mL氫氧化鈉(20%),0.1 g鈣指示劑,用ED TA標準滴定溶液滴定至純藍色,即為終點。

按式(1)計算EDTA標準滴定溶液對氧化鈣的滴定系數:

式中:TCaO——與1.00 mLEDTA標準滴定溶液相當的氧化鈣的質量,mg/mL;

C——氧化鈣標準溶液的濃度,mg/mL;

V——所取氧化鈣標準溶液的體積,mL;

V1——滴定所消耗EDTA標準滴定溶液體積的平均值,mL。

2.3 實驗方法

準確稱取0.2 g(精確到0.0001 g)鼓風爐渣于300 mL燒杯中,加入30 mL鹽酸(1+1),加入35 mL水,于電爐上煮沸4～5 min,取下冷卻后,移入250 mL容量瓶中,用水定容,搖勻。

用移液管移取25 mL溶液于250 mL錐形瓶中,加入2 mL三乙醇胺,加水至150 mL,用20%氫氧化鈉調節至p H=12,并過量2 mL,加入約0.1 g鈣指示劑,用0.01 mol/LEDTA標準溶液滴定,溶液顏色由紫紅變成純藍色,并放置30 s不褪色為終點。

2.4 氧化鈣含量計算

根據公式(2)計算鼓風爐渣中氧化鈣的含量:

式中

TCaO——與1.00 mLEDTA標準滴定溶液相當的氧化鈣的質量,mg/mL;

V——滴定氧化鈣所消耗EDTA標準溶液的體積,mL;

m——稱樣量,g。

3 結果與討論

3.1 溶樣方法選擇

稱取一定量的爐渣按EDTA滴定法和DHF83-B多元素快速分析儀法進行實驗。其分析結果如表1所示。

表1 溶樣方法選擇Table 1 The choice of methods for dissolving sample ω/%

由表1可見,兩種溶樣方法的分析結果均滿足分析要求,但改進溶樣方法分析時間短、成本低、準確度高、操作簡便,故實驗時選用改進溶樣方法。

3.2 酸度對滴定結果的影響

實驗過程中滴定酸度p H值應大于12,若p H值小于12時,滴定終點不穩定,無法指示終點。滴定時加入10 mL氫氧化鈉(20%),p H值大于12,終點穩定。

3.3 共存元素的影響

鼓風爐渣中主要共存元素為鐵、錳、鋁等,它們的存在對分析結果有影響,采用鹽酸(1+1)溶樣,加入5 mL三乙醇胺掩蔽即可消除鐵、錳、鋁等元素對氧化鈣測定的影響。

3.4 精密度與準確度

用EDTA滴定法與DHF83-B多元素快速分析儀法(簡稱分析儀法)對管理樣進行分析測定,方法相對標準偏差分別為2.82%和1.73%,兩種分析方法測定結果基本一致,如表2所示。

3.5 樣品分析

采用DHF83-B多元素快速分析儀法及EDTA滴定法對鼓風爐渣進行測定,結果見表3所示。

表2 精密度與準確度(n=4)Table 2 Precision and accuracy ω/%

表3 EDTA滴定法與分析儀法測定氧化鈣的結果對照Table 3 Com parison of the EDTA titrimetric method with the DHF83-Bmethod for determ ination of calcium oxide in blast furnace slag ω/%

4 結語

從實驗中可以看出ED TA滴定法測定鼓風爐渣中的氧化鈣具有準確度好,精密度高等特點,完全能取代DHF83-B多元素快速分析儀法,且分析一批樣品只需要10 min,節約時間,節省電能,操作簡便,適合于冶煉爐渣及實驗室中推廣應用。

[1]賈箐華.降低鼓風爐渣含銻的生產實踐[J].江西有色金屬,2009(2):31-33.

[2]廖靜波,李文梅.銻鼓風爐渣中硅酸鹽與銻的快速測定[J].湖南有色金屬,2007(5):52-55.

[3]張杰,田秀梅,戚淑芳,等.鋼渣中游離氧化鎂含量的測定[J].中國無機分析化學,2011,1(2):54-57.

Improving the Analytical Method for Determ ination of Calcium Oxide in Blast Furnace Slag

FU Yongji
(Antimony Products Co.,Ltd.Hunan East,Yongzhou,Hunan425900,China)

Based on the methodology of DHF83-B high speed multi-element analysis instrument,we imp roved the analyticalmethod for determination of calcium oxide in blast furnace slag.We used(1+1)hydrochlo ric acid to dissolve samp le,and use triethanolam ine as the masking agents for the residual elements including iron,aluminum,manganese and so on.Atp Hbigger than 12,EDTA standard solution was used to titrate calcium oxide using calcium indicator as the titration indicato r and the content of calcium oxide was determined.Relative standard deviation(RSD)of the EDTA titrimetric method is 2.82%,and the analytical results are basically consistent with those obtained according to the DHF83-B methodology.It concluded that ourmethod is accurate,fast and simp le and is suitable for app lication in determination of calcium oxide in melt furnace slag.

blast furnace slag;calcium oxide;EDTA titrimetric method

O655.2

A

2095-1035(2011)03-0055-03

10.3969/j.issn.2095-1035.2011.03.0013

2011-05-26

2011-06-28

符永際,男,工程師,主要從事對有色金屬的分析及技術管理工作。E-mail:Fuyongji1314@sina.com