對(duì)鋁電解質(zhì)中氟化鋰監(jiān)控樣的定值實(shí)驗(yàn)研究

蔡正海 茍小海 趙成棟 辛連紅

摘 要 本文通過研制鋁電解質(zhì)中氟化鋰監(jiān)控樣，并對(duì)其進(jìn)行定值，確定其含量并運(yùn)用到日常分析中，確保了分析檢測(cè)工作準(zhǔn)確可靠，為鋁電解車間提供準(zhǔn)確的分析數(shù)據(jù)。

關(guān)鍵詞 鋁電解質(zhì);氟化鋰;控樣;定值

前言

鋁電解質(zhì)是電解鋁過程中的重要的中間產(chǎn)品，其含有的氟化鋰是隨著主要原料氧化鋁帶入電解槽而逐年富集下來的。一般3%左右的氟化鋰是有利于電解生產(chǎn)的，而含量再高，會(huì)不利于電解生產(chǎn)[1]。某公司投產(chǎn)至今隨著使用國內(nèi)氧化鋁比例增加，電解質(zhì)中鋰含量、鉀含量不斷升高，電解質(zhì)體系中氟化鋰含量由2.7%上升到6.6%～7.2%之間。隨著電解質(zhì)體系中鋰、鉀含量的不斷升高，電解質(zhì)體系由投產(chǎn)之初的簡(jiǎn)單體系逐步發(fā)展到現(xiàn)在高鋰高鉀復(fù)雜電解質(zhì)體系，電解質(zhì)體系的變化，造成電解工藝技術(shù)條件控制難度不斷增加，生產(chǎn)指標(biāo)出現(xiàn)波動(dòng)和下滑，因此準(zhǔn)確地化驗(yàn)分析出鋁電解質(zhì)中氟化鋰含量對(duì)鋁電解生產(chǎn)尤為重要。目前，用于分析鋁電解質(zhì)中氟化鋰的方法主要有原子吸收法、ICP光譜法等[2]。

目前，我室鋁電解質(zhì)中氟化鋰測(cè)定是原子吸收法測(cè)定。由于當(dāng)前沒有鋁電解質(zhì)標(biāo)樣中合適含量的氟化鋰標(biāo)樣作為監(jiān)控樣進(jìn)行日常分析監(jiān)控，這樣在分析結(jié)果的可靠性上可能出現(xiàn)問題。鑒于這種情況，我們研制了含量范圍符合目前生產(chǎn)實(shí)際的電解質(zhì)氟化鋰監(jiān)控樣，繼而應(yīng)用于日常分析，對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行監(jiān)控，從而保證分析結(jié)果的準(zhǔn)確性，切實(shí)起到指導(dǎo)生產(chǎn)的作用[3]。

1實(shí)驗(yàn)部分

（1）方法提要

試料用硫酸溶解后，加熱除氟，用鹽酸和水溶解沉淀;或用鹽酸及硼酸溶解，試液于原子吸收光譜儀波長670.8nm處，以空氣-乙炔火焰進(jìn)行了鋰含量的測(cè)定。

（2）試劑

1）硫酸（ρ1.84g/mL），優(yōu)級(jí)純。

2）鹽酸（ρ1.19g/mL），優(yōu)級(jí)純。

3）鹽酸（1+1）。

4）硼酸。

5）鋰標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液：采用以下任意一種方法進(jìn)行配置鋰標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液。 a.稱取6.1078g無水氯化鋰（光譜純）或7.9202g硫酸鋰（光譜純），溶于少量水中，移入1000ml容量瓶，用水稀釋至刻度，搖勻。此溶液1mL含有1mg鋰。b.稱取5.3228g碳酸鋰（光譜純），加水約150mL，緩慢加入鹽酸（1.2.3）至溶解完全，煮沸除去二氧化碳，冷卻后移入1000mL容量瓶，用水稀釋至刻度，搖勻。此溶液1mL含有1mg鋰。

6）鋰標(biāo)準(zhǔn)溶液：移取10.00mL鋰標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液（1.2.5）于250mL容量瓶中，以水稀釋至刻度，混勻，此溶液1ml含有0.04mg鋰。

7）無水乙醇，分析純。

（3）儀器和設(shè)備。①鉑皿：直徑80mm，高35mm。②原子吸收光譜儀，附鋰空心陰極燈。③磨樣機(jī)及磨樣鍋。

2準(zhǔn)備工作

（1）將所用容量瓶、鉑皿進(jìn)行編號(hào)并將所用試劑提前按要求配置。

（2）將所用器皿用去離子水洗凈烘干備用。

（3）將原子吸收光譜儀按要求進(jìn)行校準(zhǔn)。

3樣品制備

選取電解槽電解質(zhì)樣塊8kg，將樣品研磨成粉末狀，依“四分法”將樣品堆成錐形，分成四份;取其中一份約2kg研磨過篩，直至全部都通過63?m篩孔為止，充分混合。將此樣品編號(hào)為S1號(hào)監(jiān)控試樣。

4試樣均勻性檢驗(yàn)

將制備好的S1號(hào)試樣充分混勻，分裝成11個(gè)試樣袋，編號(hào)為1-11，將1-10號(hào)每個(gè)樣品用原子吸收法進(jìn)行1次 LiF含量測(cè)定，作為組間數(shù)據(jù)。將11號(hào)樣品用原子吸收法測(cè)定10次分析 LiF含量，作為組內(nèi)數(shù)據(jù)。對(duì)分析結(jié)果列入表1。

采用“方差法”對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)判斷，經(jīng)檢驗(yàn)，此次試驗(yàn)中，自由度f1=10 自由度f2=10? ?F =（Q1/f1）/（Q2/f2）=3.53， 查F檢驗(yàn)臨界表（ɑ=0.05），F(xiàn)（0.05，9，9）=4.03? 因?yàn)镕

5樣品定值及統(tǒng)計(jì)處理

因本實(shí)驗(yàn)研制的是內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)樣品，定制檢驗(yàn)時(shí)考慮實(shí)際情況，分別選取2名技術(shù)能力強(qiáng)的分析人員進(jìn)行定值檢驗(yàn)，每人檢驗(yàn)11次。檢驗(yàn)方法：原子吸收光譜法 11次分析結(jié)果收集匯總列入表2。

5.1 離群值檢驗(yàn)

本文采用Grubbs法，應(yīng)其引入標(biāo)準(zhǔn)偏差，準(zhǔn)確性較高。對(duì)于分析員A：分別檢驗(yàn)數(shù)據(jù)6.51%，6.20%是否為可疑值，因G6.51%=1.33，G6.20% = 1.589? G（10，0.05）=2.29，G6.51%? ?G6.20% 均小于 G（10，0.05）=2.29 故不是可疑值，均不可舍去。同理，對(duì)于分析員B：6.45%，6.27%均不是可疑值，不可舍去。

5.2 兩分析員精密度一直性檢驗(yàn)

用Cochran法對(duì)兩分析員11次分析結(jié)果精密度一致性進(jìn)行檢驗(yàn)判斷，從而計(jì)算定值結(jié)果。因GMAX=0.779G（2，95）=0.801? GMAX小于 G（2，95）? 故兩人測(cè)得的數(shù)據(jù)精密度認(rèn)為是一致。

5.3 計(jì)算總平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差

定值結(jié)果的表示：總平均值+標(biāo)準(zhǔn)偏差+參與監(jiān)控樣品的檢驗(yàn)數(shù)據(jù)組數(shù)（n），經(jīng)計(jì)算，總平均值為6.38%，標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.082，檢驗(yàn)數(shù)據(jù)組數(shù)11。

6實(shí)驗(yàn)結(jié)論

目前，我們對(duì)S1試樣實(shí)驗(yàn)定值的結(jié)果為6.38%，本次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)經(jīng)過了方差法、Grubbs法、 Cochran法的校驗(yàn)，確保本次定值準(zhǔn)確、可靠。

參考文獻(xiàn)

[1] 常發(fā)現(xiàn).輕金屬冶金分析[M].冶金工業(yè)出版社，1992，3.

[2] 邱竹賢.鋁電解原理與應(yīng)用[M].中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1998，7.

[3] 滕葳.檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2018，9.