离子色谱法测定萤石中氟化钙的含量

2014-12-16郭中宝汤跃庆中国建材检验认证集团股份有限公司北京100024

中国建材科技 2014年3期

王潇郭中宝汤跃庆（中国建材检验认证集团股份有限公司，北京 100024）

萤石（Fluorite）又称为氟石，为卤族元素矿物。主要由氟化钙、二氧化硅组成，还有少量钾、钠、铁等。由于萤石中含有卤族元素氟，在化学工业上它是制取含氟化合物的主要原料，如人造冰晶石、氢氟酸等；又由于熔点低在冶金工业上用作熔剂，广泛用于炼钢、有色金属冶炼、水泥、玻璃、陶瓷。

萤石矿的利用主要与其品位有关。冶炼用萤石矿石一般要求氟化钙含量大于65%，并对主要杂质二氧化硅也有一定的要求，对硫和磷有严格的限制。化学工业对萤石产品的质量要求很高，一般要求氟化钙含量在93%～98%，二氧化硅和碳酸钙是有害杂质，要严格限制。玻璃工业对萤石的质量要求也较为严格，要求氟化钙含量大于80%，三氧化二铁含量小于0.2%。水泥工业对萤石质量要求不严，一般氟化钙含量在40%以上即可，对杂质含量要求也不作具体规定。因此，萤石中氟化钙含量的检测有着重要的意义。

对于氟化钙含量的测定，传统的化学分析方法[1-5]有EDTA滴定法、蒸馏-电位滴定法等。但是这两种方法步骤都较为繁琐，其中EDTA滴定法需要扣除碳酸钙带来的干扰，蒸馏-电位滴定法更是对前处理过程有较高的要求。随着生产力的发展，现代化的设备得到了广泛的应用，使得生产加快，而前述分析方法过程复杂，周期长，显然已跟不上生产的节奏。近年来有部分研究针对X射线荧光光谱法以及电感耦合等离子体发射光谱法测定氟化钙[6-9]，但分析方法易受粒度效应以及基体的影响。本法采用离子色谱测定氟离子，具有分析速度快，稳定性好，分析范围宽，基体影响小的优点，本工作旨在对离子色谱应用于萤石中氟化钙含量的测定进行具体研究。

1 实验部分

1.1 主要仪器

DionexICS-1000型离子色谱仪，配有RFC-30淋洗液自动发生器；Chromeleon6.7中文版色谱工作站；氢氧化钾淋洗液系统；电阻率为18.3MΩcm的超纯水。

1.2 离子色谱条件

Dionex IonPacAs18型分离柱(250 mm×4 mm)，IonPacA G 18 型保护柱(50 mm×4 mm)，ASRS-UL TRAⅡ4mm阴离子抑制器；30mmol·L-1KOH等度淋洗，流速1.0mL·L-1，定量环10μL；分析时间为8min。

1.3 主要试剂

氢氧化钾（分析纯，天津光复精细化工有限公司）；氟标液（1mg/mL，钢研纳克检测技术有限公司）。

1.4 氟标准溶液的配制

准确移取 5 mL、7.5 mL、10 mL、12.5 mL和15mL浓度为1mg/mL的氟离子的标准溶液至100mL容量瓶中，稀释至刻度。此标准工作溶液系列浓度分别为：50μg/mL、75μg/mL、100μg/mL、125μg/mL 和150μg/mL。

1.5 试样处理

加入约1g氢氧化钾于镍坩埚中，置于电炉上熔融至液态，待冷却后称取约0.05g（精确至0.1mg）试样于镍坩埚中，再加入约1g氢氧化钾，轻轻摇动坩埚使氢氧化钾均匀地铺于试样上，于电炉上熔融至液态，旋转坩埚使熔体均匀地附着于坩埚内壁。冷却，用热水浸取熔块于300mL塑料烧杯中，转移到250mL容量瓶中定容。