氧化铝球中二氧化钛含量检验的研究

李月华

摘 要 介绍了用碳酸钠-硼酸混合熔剂熔融试样，稀盐酸浸取。在盐酸介质中钛与二安替比林甲烷形成黄色络合物，加入抗坏血酸消除三价铁的干扰。合适波长处测量其吸光度从而测量氧化铝球中二氧化钛含量的方法。结果准确度和精密度均较高，解决了精确测定氧化铝球中二氧化钛含量的问题，为冶炼高级别轴承钢钛含量的控制提供了技术支持。

关键词 氧化铝球 二氧化钛 二安替比林甲烷 分光光度法

中图分类号：O657.32文献标识码：A

钢中钛含量过高，会导致氮化钛夹杂增加。氮化钛是一种硬而脆的夹杂物，它对钢的疲劳寿命特别有害，因此为了提高轴承钢的疲劳寿命，获得更佳的机械性能，一般要求轴承钢钛含量越低越好。尤其是高级别轴承钢，对钛的要求就更加严格。轴承钢中钛含量的高低，主要取决于原材料钛含量的高低，合金及各种辅料中钛含量的高低都会直接影响到轴承钢的钛含量。

氧化铝球是一种常用的耐火材料，可以调整三元渣系处于低熔点位置，降低炉渣的熔点和黏度，成渣时形成铝酸盐，提高脱硫效率，是冶炼轴承钢的重要原料。钛含量的控制和精确检验尤为重要，氧化铝球中钛元素主要以二氧化钛的形式存在，本文研究了试样用碳酸钠-硼酸混合熔剂熔融，稀盐酸浸取。在盐酸介质中钛与二安替比林甲烷形成黄色络合物，加入抗坏血酸消除三价铁的干扰。合适波长处测量其吸光度从而测量二氧化钛含量的方法。

1实验部分

1.1主要试剂

（1）混合熔剂，将2份无水碳酸钠与1份硼酸研细（质量比），混匀。

（2）抗坏血酸溶液，10g/L。现用现配。

（3）二安替比林甲烷溶液，50g/L。用盐酸（1+23）配制。

（4）盐酸，1+1。

（5）盐酸，1+5。

（6）钛标准溶液（含Ti0.2mg/mL）。

称取0.1668g预先在950℃灼烧至恒量的二氧化钛（99.99%），于100mL烧杯中，加入10g硫酸铵，25mL浓硫酸，加热至二氧化钛全部溶解，冷却。溶液移入盛有100mL水的500mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。

（7）钛标准溶液（含Ti20 g/mL）：移取10.00mL钛标准溶液（3.6）于100mL容量瓶中，用硫酸（1+19）稀釋至刻度，摇匀。

（8）钛标准溶液（含Ti4 g/mL）：移取20.00mL钛标准溶液（3.7）于100mL容量瓶中，用硫酸（1+19）稀释至刻度，摇匀。

1.2实验方法

（1）随同试样做空白试验，所用试剂需取自同一试剂瓶。

（2）试样量：称取0.2g试样，精确至0.0001g。

（3）测定。将试样置于盛有4g混合熔剂（1.1.1）的铂坩埚中，混匀，再覆盖1g混合熔剂（1.1.1），盖上坩埚盖并稍留缝隙，置于800℃-900℃高温炉中，升温至1050℃-1100℃熔融，使其完全熔融，取出，旋转坩埚，使熔融物均匀附于坩埚内壁，冷却。放入盛有煮沸的60mL盐酸（1.1.5）的200mL烧杯中，低温加热浸取熔融物至溶液清亮，用水洗出坩埚及盖，冷至室温，移入100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。

移取25.00mL试样溶液于50mL容量瓶中。

加入5mL抗坏血酸溶液（1.1.2）、6mL二安替比林甲烷溶液（1.1.3）、12mL盐酸（1.1.4），用水稀释至刻度，摇匀，放置40min。

于分光光度计波长390nm处，以空白试验溶液为参比测量其吸光度。

（4）标准曲线绘制。

①（TiO2≤0.1%）移取0mL、1.00mL、2.00mL、4.00mL、6.00mL、8.00mL钛标准溶液（1.1.8），分别置于一组50mL容量瓶中，加5mL抗坏血酸溶液（1.1.2）、6mL二安替比林甲烷溶液（1.1.3）、12mL盐酸（1.1.4），用水稀释至刻度，摇匀，于室温下放置40min。于分光光度计波长390nm处，以试剂空白为参比测量其吸光度，绘制标准曲线。

②（TiO2：0.1%-0.5%）移取0mL、1.00mL、2.00mL、4.00mL、6.00mL、8.00mL钛标准溶液（1.1.7），分别置于一组50mL容量瓶中，加5mL抗坏血酸溶液（1.1.2）、6mL二安替比林甲烷溶液（1.1.3）、12mL盐酸（1.1.4），用水稀释至刻度，摇匀，于室温下放置40min。于分光光度计波长390nm处，以试剂空白为参比测量其吸光度，绘制标准曲线。

2结果与讨论

2.1结果的计算

TiO2（%）=1.668？00譵1/m

式中：m1：由标准曲线查得的钛量，g;

m：分取试样的质量，g;

1.668：钛元素换算成二氧化钛的系数。

2.2光吸收曲线试验

取1#氧化铝球样品，按照1.2方法进行操作，于不同波长处进行比色，结果如图1。由图1结果可以看出，在波长390nm处出现了最高峰，所以本试验选择390nm为测定波长。

2.3显色剂用量试验

取1#氧化铝球样品，按照1.2方法进行操作，分别加入不同量的二安替比林甲烷溶液，结果如图2。由图2结果可以看出，当二安替比林甲烷溶液的量从2ml-6ml逐渐增加时，吸光度逐渐增大，在6ml以后，吸光度值基本趋于稳定，所以本实验显色剂二安替比林甲烷用量选择6ml。

2.4酸度试验

分光光度法试验中，酸度的控制对结果影响是较大的，取1#氧化铝球样品，按照1.2方法进行操作，分别加入不同量的盐酸，结果如图3。由图3结果可以看出，随着盐酸量的不断增加，开始时吸光度值不断增大，当盐酸加入量为12ml时吸光度值最大，然后吸光度值有减小趋势，所以本实验盐酸的加入量选择12ml。

2.5显色时间试验

取1#氧化铝球样品，按照1.2方法进行操作，改变显色时间，不同的显色时间吸光度结果如图4。

由图4结果可以看出，开始显色时间较短时，显色不完全，随着显色时间的加长，吸光度逐渐增大，后来随着时间的不断增加，显色溶液慢慢褪色，吸光度逐渐减小，显色时间在30-60min时，吸光度值基本达到稳定，本实验选择显色时间为40min。

2.6精密度和准确度试验

选择2个不同含量的标样和一个试样，每个样品平行分析9次，分析结果及精密度如表1。借鉴合金类钛检验的标准，钛含量为0.01%-0.05%，允差基本为0.005%，由表1可以看出，该方法分析的精密度和准确度均能达到同类标准的要求，能够满足生产需要。

3结论

本文研究了用碳酸钠-硼酸混合熔剂熔融试样，稀盐酸浸取。在盐酸介质中钛与二安替比林甲烷形成黄色络合物，加入抗坏血酸消除三价铁的干扰。合适波长处测量其吸光度从而测量氧化铝求中二氧化钛含量的方法。结果准确度和精密度均较高，解决了精确测定氧化铝球中二氧化钛含量的问题，为冶炼高级别轴承钢钛含量的控制提供了技术支持。