氟石膏中硫酸鈣的測定

2016-04-12 06:41:16賈淑琴白銀中天化工有限責任公司甘肅靖遠730621

甘肅科技 2016年3期

賈淑琴，曹　艷（白銀中天化工有限責任公司，甘肅靖遠　730621）

氟石膏中硫酸鈣的測定

賈淑琴，曹艷
（白銀中天化工有限責任公司，甘肅靖遠730621）

摘要：對氟石膏中硫酸鈣的分析采用先用堿滴定其中的硫酸并計算含量，再用碳酸鈉標準溶液將微溶的硫酸鈣在加熱的情況下完全轉化為難溶的碳酸鈣，然后過濾后滴定濾液中剩余的碳酸鈉，計算氟石膏中硫酸鈣的含量。

關鍵詞：氟石膏；硫酸鈣；濾液；碳酸鈉標準

1　概述

氟石膏是無水氫氟酸生產過程中排放的廢渣，是硫酸液體和螢石固體在反應爐中經加熱翻轉反應后發生的，可以通過其含量高低判斷反應爐的效率。氟石膏也可供水泥企業用作緩凝劑或制成石膏磚用作民用建筑，它的主要成分為硫酸鈣，除此之外還含有未反應的硫酸和氟化鈣。很多資料對氟石膏中硫酸鈣的檢驗采取的是EDTA容量法，或硫酸鋇重量法。兩種方法都要用過量的鹽酸溶解硫酸鈣沉淀，這樣會造成少量的氟化鈣溶解，必須同時分析氟化鈣才能算出硫酸鈣的含量，分析程序較多，引入的誤差較大。

本法基于硫酸鈣能與碳酸鈉溶液反應，生成碳酸鈣沉淀，消耗了碳酸鈉溶液，然后過濾沉淀后濾液以甲基橙為指示劑，用鹽酸回滴剩余的碳酸鈉，然后計算硫酸鈣的含量。

2　試驗部分

2.1需要的試劑及儀器

Na2CO3標準溶液：0.5mL；

HCL標準溶液：0.5mL；

NaOH標準溶液：0.1mL；

酚酞指示劑：1%乙醇溶液；

甲基橙指示劑：0.1%；

BS201型電子天平（北京賽多利斯天平有限公司）；

數顯恒溫水浴鍋HH-6型（國華電器有限公司）。

2.2樣品處理

因氟石膏是硫酸和螢石在反應爐內經高溫反應后從爐尾排出的，具有結塊，硬度較大的特點，因此，在取樣后不能直接用于檢驗，須先將其研磨成易于稱量的細顆粒。采用研缽研磨，先將取回的石膏渣大塊粒的擊碎，然后再整體混合后分取1/4進行細研，能通過100目篩就可以用于各種組分的檢驗了。

2.3試驗方法

準確稱取1g左右（精至0.0001g）試樣于500mL的高型燒杯中，加水50mL，在電爐加執至沸后取下，加1～3d酚酞指示劑，用NaOH標準溶液滴定至出現微紅色（計算其中的游離硫酸含量），加入50mL的碳酸鈉標準溶液，在電爐上加熱煮沸后，在水浴鍋中保持30min，取下。用慢速定量濾紙過濾，將全部沉淀物洗入濾紙中，用熱水洗滌沉淀至中性為止，用HCL標準溶液滴定濾液至無色，再向其中加入甲基橙指示劑2～3d，繼續滴定至溶液由黃色轉微紅色為終點。

3　結果與討論

3.1硫酸鈣、碳酸鈣和氟化鈣、氟化鋇、硫酸鋇的溶度積常數（見表1）

溶度積常數反映了該物質常溫常用壓下在水中的溶解度大小，溶度積常用數越大，其溶解度越小，從以上數據可以看出，硫酸鈣和氟化鋇是微溶的，他們在酸性溶液中的溶解度也跟溶度常數有一定關系，在考慮同離子效應的情況下溶解度不同。

3.2幾種方法的操作過程及其特點分析

3.2.1傳統方法可以用EDTA法

它通過測定硫酸含量后加入過量的鹽酸，加熱溶解其中的硫酸鈣，冷卻過濾，加入掩蔽劑后再調節pH至12，用EDTA滴定其中的鈣含量，從而計算其中的硫酸鈣。該方法在加入過量鹽酸加熱后，由于存在的鹽效應，導致部分的氟化鈣溶解，測定結果會導致硫酸鈣含量偏高。

3.2.2硫酸鋇沉淀法

它通過測定硫酸含量后加入過量的鹽酸，加熱溶解其中的硫酸鈣，冷卻過濾，再加入過量的氯化鋇溶液，靜置沉淀一段時間后過濾洗滌干燥后稱重，計算其中的硫酸根含量從而計算硫酸鈣含量。該方法在加入過量鹽酸加熱后，由于存在的鹽效應，導致部分的氟化鈣溶解，由于硫酸鋇的晶形受溶液酸度的影響（即存在酸效應），會導致形成無定形沉淀，不易過濾和洗滌，且存在沉淀不完全的現象；測定結果導致偏低。

3.2.3碳酸鈣沉淀法

它通過測定硫酸含量后加入過量的碳酸鈉溶液，加熱促進其反應，所有的鈣離子形成沉淀后被過濾洗滌，然后測定剩余的碳酸鈉含量，從而計算其中的硫酸鈣含量。

3.3方法的精密度實驗

選擇一個氟石膏樣品按2.2處理后分成12個待分析樣品，按照2.3的方法分別對其測定，以檢驗分析的精密度。