油性湿平整液中氯离子含量测试研究

吴根生，宋晶晶

(上海宝钢工业技术服务有限公司，上海 201900)

油性湿平整液中氯离子含量测试研究

吴根生，宋晶晶

(上海宝钢工业技术服务有限公司，上海 201900)

文章阐述了油性平整液的组分，分析了利用几种通用方法，对油性平整液中氯离子含量测定存在的利弊。掌握了用电位滴定法测定油性平整液中氯离子含量时有机物的干扰因素。通过对消除油性平整液中氯离子含量测定干扰的处理研究，把束缚氯离子的有机胺类物质干扰因素除去，形成可溶性的无机物，使氯离子能够游离出来，再利用电位滴定分析，并结合加标回收测试，验证了方法的可行性。从而断定，在油性平整液中氯离子含量的测定过程中，先对样品合理灰化处理，再用电位滴定法测定是一种较好的测试方法。

油性湿平整液；氯离子；灰化；回收率

0 引言

轧钢工艺中都使用油性平整液作为润滑剂和清洗钢板上残油的液体材料。由于在配制中，配方纯度不够，以及包装、运输等过程氯离子混入，使得平整液中含有氯离子。如氯离子含量超过控制指标会造成钢板容易生锈，故必须对使用前油性平整液中的氯离子加以检测控制。

目前，国内外对氯离子的测定方法形式多样，例如利用K4CrO4做指示剂，用硝酸银标准溶液滴定，在等当点附近时形成红色的铬酸银沉淀，同时溶液由黄变红，从而来判断滴定终点的指示剂法；利用离子色谱进行微量分析的离子色谱法；还有现在最为常用的环保经济的电位滴定法。这些方法各有利弊，指示剂法颜色突变不是很明显，因而用肉眼判断可能会造成很大的人为误差，并且此法不能适用于浑浊或有色样品的测定。离子色谱法对于常规浓度的样品，则需要经过逐级稀释，并且仪器价格昂贵，成本较高，很难推广普及应用。电位滴定法对于痕量分析有一定难度。但无论哪种方法都是直接针对无机物而言的，像油性湿平整液这类含有的有机物，对氯离子测定有干扰的样品，用直接测定是无法应用的，国内外还没有相关的资料报道。

1 直接测试干扰因素分析

轧钢用油性湿平整液一般呈碱性，pH在9～10之间。如用无机化工产品中氯化物含量测定的通用方法(电位滴定法)测试，从酸碱性角度分析，是无法直接准确滴定，需在测氯离子时将配制好的溶液调至pH在5～6的酸性范围内，消除一些离子把Cl-氧化成Cl2，所引起的干扰，但湿平整液中含有一定的有机胺类物质，该类物质可以缚酸，即(NH2)nR+HCl=(NH2)nR·HCl,(NH2)nR·HCl，是有机类的大分子团，使得该物质中的氯离子在水中不能游离，从而影响到氯离子的正常测量。通过采用加入基准NaCl的方式进行验证，发现常用有机溶剂是无法打破此种现象。从测试结果证实了此项结论，实验结果如下表1所示。

表1 两种湿平整液处理前后对比试验数据

注：pH=5.5。

从表1中可以看出，用油性湿平整液直接溶解是无法测得氯离子含量的，为此与专业生产油性平整液的多家公司进行了探讨，也使用了相同的实验，证实了用一般的无机化工产品中氯化物含量测定的通用方法(电位滴定法)测定是无法测得氯离子含量的结论。

2 消除干扰测试的研究

2.1 油性湿平整液组成分析

油性湿平整液主要是由金属水基清洗剂、乳化液及防锈切削液配制，并以水溶性和油溶性的防锈剂为基础，另由表面活性剂、防锈剂、消泡剂、润滑剂及软化水等组成。常态下油性湿平整液呈碱性，pH在9～10之间，其中的防锈剂、乳化液、切削液、消泡剂等都属油性物质。由于油性的存在，干扰了氯离子含量的测定。

2.2 有机物处理研究

油性平整液中的油是有机物，属矿物型润滑油产品。在油品分析中，要去除油品中的有机物，从润滑油分析的角度判断，在高温煅烧的情况下是去除有机物最有效的方法。通过高温煅烧，把有机物去除，也使得束缚氯离子的有机胺类物质灰化，形成可溶性的无机物，致使氯离子能够游离出来，从而再尝试利用电位滴定法测定氯离子。

2.3 处理步骤和测试过程

2.3.1 灰化的可行性分析

对油性平整液样品灰化的前处理方式是方法研究的重点，也是难点，所以是最关键的步骤。

灰化是指在一定温度下，于空气或惰性气流中进行热处理，称为灰化或焙烧。灰化过程主要发生的物理和化学变化有(1)热分解。除去化学结合水、CO2，NOx等挥发性物质，在较高温度下氧化物还可能发生固相反应，形成有活性的化合状态；(2)再结晶，可得到一定的晶形、晶体大小、孔结构和比表面积；(3)微晶适当烧结，提高机械强度。

有机胺类物质在焙烧的过程中会分解，以化学结合水、CO2，NOx等挥发性物质的形式挥发，从而能消除有机胺对湿平整液氯离子含量测定的干扰，从理论上进一步说明灰化方法的可行性。

2.3.2 灰化处理步骤

(1)先用100 mL坩锅准确称取样品约50 g(一般按预计氯离子含量多少确定称取量)，精确至0.01 g。(2)由于油性平整液中含一定的润滑油，从安全性考虑，应先将坩锅放在封闭式电炉上加热，待样品变成黑色固体物后再放置在明电炉上，并在坩埚中点上明火，尽量使可燃性物质燃烧干净。(3)然后转移至温度在800 ℃以上(注：润滑油灰化温度一般在600 ℃以上)的马弗炉中，大约灰化80 min后移出，观察是否有未烧尽的黑色物存在，如有则继续灰化。(4)冷却后放入烧杯中，加蒸馏水至没过坩锅，在超声波内超30 min左右后，溶液则作为测试样品。

2.3.3 电位法滴定测试分析

由于经过处理的样品已完全成为水溶液，此时就可以依据GB/T 3050无机化工产品中氯化物含量测定的通用方法(电位滴定法)，先用HNO3溶液清洗坩锅，最终用硝酸调节测试样品溶液的pH，至5～6之间。将处理好的样品放在电位滴定仪的搅拌器上，用配制好的AgNO3标准溶液滴定至终点，最终测得湿平整液中氯离子的含量，测试精度以方法规定的执行。

2.4 方法验证

选择了两种来自不同厂家平整液，虽然在配方上略有不同，但都存在有机胺类物质干扰氯离子含量的因素。根据上述研究的前处理方法，可以除掉湿平整液中干扰氯离子含量测量的有机胺类物质，得到清澈的测定溶液。为了进一步证实方法的可靠性，又采用加标的方式进行相同的实验。称量0.3000 g基准氯化钠溶于1 L蒸馏水中，用10 mL移液管移入烧杯中，加入80 mL蒸馏水，10 mL基准氯化钠溶液中含有0.0030 g NaCl。用电位滴定方法进行测试，测试结果见下表2。

表2 两种湿平整液处理前后对比试验数据

注：灰化时间80min；灰化温度800℃；溶解时间30min；pH=5.5～6.0。

从表2的数据分析，对两种湿平整液的氯离子含量进行了处理前后对比，通过试验数据的分析，可以看出，如果不采用灰化的前处理方法就无法测得湿平整液中的氯离子含量，说明油性湿平整液中存在的干扰物质作用很大，即使是在加入基准氯化钠物质以后仍然有屏蔽作用。采用灰化处理方法后就可以解决用直接溶解法无法检测氯离子含量的实际问题，从表中数据又可以分析出，两种湿平整液在处理后测得的测试数据可以获得相对较高的基准NaCl回收率。因此可以充分判定采用灰化的方法是可行的。

3 结束语

油性湿平整液组分复杂，在对该类样品的氯离子含量测定中，几种方法都存在弊端，如直接采用氯离子含量测定方法测试，则无法确保数据的准确性。通过对油性湿平整液的灰化处理研究，使得束缚氯离子的有机胺类物质形成可溶性的无机物，致使氯离子能够游离出来，再利用电位滴定法测定氯离子含量，既避免了用指示剂法测定时颜色突变不是很明显的弊端，又解决了用离子色谱法测定的复杂过程和仪器价格昂贵问题。

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[2] 祁庆琚，陈红星，胡凡. 平整液对冷轧钢板表面耐蚀性能的影响[J].表面技术,2006(2):28-30.

[3] 张晓明，邸洪双，刘相华，等.平整液综合评价实验研究[J].轧钢, 1999(6):20-24.

[4] GB/T 3050-2000.无机化工产品中氯化物含量测定的通用方法(电位滴定法)[S].

Study on the Content of Chloride Ion in Oily Wet Liquid

WU Gen-sheng, SONG Jing-jing

(Shanghai Baosteel Industry Technology Co. Ltd., Shanghai 201900, China)

This paper expounded the component of oily wet liquid. It analyzed the advantage and disadvantage of several universal methods which are used for the determination of chloride ion content in oily wet liquid. The interference factor of organics was found out by measuring the chloride ion content through potentiometric titration method. The elimination interference in chloride ion content measurement was investigated, organic amine substance that can bound the chloride ion became ash and formed soluble inorganic matter, then the chloride ion was free. The chloride ion was measured through the method of potentiometric titration. And the standard addition was combined to do recovery test. The results indicate that this method is feasible. Consequently, it is better to ash the sample first in the measurement of chloride ion content.

oily wet liquid; chloride ion; ashing; recovery rate

10.19532/j.cnki.cn21-1265/tq.2017.02.012

1002-3119(2017)02-0055-03

TE622.5

A

2016-10-31。

吴根生，高级工程师，2007年毕业于东北大学机电一体化专业，第二专业为环境与化学分析,现从事设备监测诊断及机械设备用油脂分析等工作，编制了"宝钢机械设备企业用油标准、宝钢在线设备用油管理标准和工业用清洗剂质量标准的"等，曾公开发表论文多篇。E-mail: 038122@baosteel.com