EDTA滴定法測鋯制耐火材料中鋯含量的改進*

王李鑫， 陳 博， 潘金偉

(中天鋼鐵集團有限公司， 江蘇 常州 213011)

引 言

氧化鋯制耐火材料具有良好性能及熱穩定性。在鋼鐵行業發展迅速和對煉鋼要求日益提高的環境下，氧化鋯制耐火材料在煉鋼過程中得到越來越多的應用。EDTA絡合滴定法檢測含鋯耐火材料中二氧化鋯含量是較為簡便且較為經典的方法。

文獻[1]中熔樣過程為：試樣與無水碳酸鈉和硼酸的混合溶劑混合均勻后置于鉑坩堝中熔融。試樣中含較高的碳或碳化硅時有利于鋯制耐火材料的穩定[2]，但混合溶劑難以完全將試樣熔融從而影響檢測結果，且試樣中較高的碳含量會腐蝕鉑坩堝[3-4]。文章通過預先對高碳含量的試樣進行灼燒，揮發掉試樣中大部分碳含量，用灼燒后的試樣進行熔樣檢測，解決了高碳含量試樣熔融困難的問題。

1 試驗方法及原理

1.1 試驗方法

準確稱取1-2 g試樣m1于恒重的瓷坩堝m2中，放入馬弗爐從常溫升至950 ℃，稍開爐門并保溫1 h，取出置于干燥缸中冷卻至室溫，稱取重量m3。按下式計算灼燒減量

(1)

灼燒剩余試樣按GB/T4984-2007《氧化鋯含量的測定EDTA絡合滴定法》進行檢測。最終氧化鋯含量按下式計算

(2)

1.2 試驗原理

二氧化鋯具有極高的熱穩定性，熔點高達2700 ℃，而950 ℃灼燒1 h能揮發掉試樣中絕大部分的碳含量且不會損失二氧化鋯含量。通過對高碳含量試樣預先進行灼燒處理可以較好地解決高碳含量試樣的熔樣問題。

2 試驗結果驗證

2.1 高純二氧化鋯灼燒試驗驗證

分別稱取6份高純二氧化鋯進行同試樣條件的灼燒處理試驗；稱取約2 g高純二氧化鋯，從常溫升至950 ℃保溫1 h后灼燒減量結果如表1所示。

表1 常溫升至950 ℃保溫1 h后灼燒減量結果

因稱取試樣使用的是萬分之一天平，綜合考慮天平線性及誤差，從表1中數據可得出結論，高純二氧化鋯在預處理過程中無損失。因此二氧化鋯制耐火材料在預處理過程中二氧化鋯含量并不會因為灼燒而損失，該處理步驟不會對二氧化鋯含量有影響。

2.2 高碳含量試樣灼燒試驗驗證

選取了目前實驗室存有的高碳含量二氧化鋯制耐火材料進行灼燒處理試驗，把灼燒減量試驗數據與試樣中碳含量作對比，最終結果如表2所示。

表2 高碳含量二氧化鋯制耐火材料灼燒處理試驗結果/%

從表2數據可分析得出：試樣灼燒損失的質量約等于試樣中碳含量，且灼燒后試樣中理論存在的碳含量大幅度降低。因此，經過預處理灼燒后的試樣可用鉑金坩堝熔融，試樣中碳含量大幅度降低并不會腐蝕鉑金坩堝。

2.3 標準樣品準確度的灼燒試驗驗證

對3個二氧化鋯制耐火材料標準樣品同等灼燒預處理后按標準進行EDTA絡合滴定試驗，試驗結果如表3所示。

根據GB/T4984-2007《含鋯耐火材料化學分析方法 二氧化鋯含量的測定EDTA絡合滴定法》，二氧化鋯含量在20%-50%之間允許誤差0.30%，50%-70%之間允許誤差0.50%，大于70%允許誤差0.60%。從表3數據可分析得出：3個耐火材料標準樣品準確度實驗均取得了滿意結果，試樣預處理后再熔樣不會對二氧化鋯含量的檢測產生影響。

表3 EDTA絡合滴定試驗

3 結束語

對EDTA絡合滴定法測定二氧化鋯制耐火材料中鋯含量展開了實踐研究。針對日常煉鋼過程中使用到的高碳含量鋯制耐火材料[5]中二氧化鋯含量測定的熔樣不完全問題提出了解決方法，并較為系統的對該改進方法進行了驗證實驗。實驗結果滿意，表明高碳含量鋯制耐火材料中二氧化鋯的測定可先進行灼燒預處理后再熔樣檢測；且對其他高碳含量的耐火材料、礦石等產品的化學分析提供了一定的參考。