EDTA滴定法测锆制耐火材料中锆含量的改进*

王李鑫， 陈 博， 潘金伟

(中天钢铁集团有限公司， 江苏 常州 213011)

引 言

氧化锆制耐火材料具有良好性能及热稳定性。在钢铁行业发展迅速和对炼钢要求日益提高的环境下，氧化锆制耐火材料在炼钢过程中得到越来越多的应用。EDTA络合滴定法检测含锆耐火材料中二氧化锆含量是较为简便且较为经典的方法。

文献[1]中熔样过程为：试样与无水碳酸钠和硼酸的混合溶剂混合均匀后置于铂坩埚中熔融。试样中含较高的碳或碳化硅时有利于锆制耐火材料的稳定[2]，但混合溶剂难以完全将试样熔融从而影响检测结果，且试样中较高的碳含量会腐蚀铂坩埚[3-4]。文章通过预先对高碳含量的试样进行灼烧，挥发掉试样中大部分碳含量，用灼烧后的试样进行熔样检测，解决了高碳含量试样熔融困难的问题。

1 试验方法及原理

1.1 试验方法

准确称取1-2 g试样m1于恒重的瓷坩埚m2中，放入马弗炉从常温升至950 ℃，稍开炉门并保温1 h，取出置于干燥缸中冷却至室温，称取重量m3。按下式计算灼烧减量

(1)

灼烧剩余试样按GB/T4984-2007《氧化锆含量的测定EDTA络合滴定法》进行检测。最终氧化锆含量按下式计算

(2)

1.2 试验原理

二氧化锆具有极高的热稳定性，熔点高达2700 ℃，而950 ℃灼烧1 h能挥发掉试样中绝大部分的碳含量且不会损失二氧化锆含量。通过对高碳含量试样预先进行灼烧处理可以较好地解决高碳含量试样的熔样问题。

2 试验结果验证

2.1 高纯二氧化锆灼烧试验验证

分别称取6份高纯二氧化锆进行同试样条件的灼烧处理试验；称取约2 g高纯二氧化锆，从常温升至950 ℃保温1 h后灼烧减量结果如表1所示。

表1 常温升至950 ℃保温1 h后灼烧减量结果

因称取试样使用的是万分之一天平，综合考虑天平线性及误差，从表1中数据可得出结论，高纯二氧化锆在预处理过程中无损失。因此二氧化锆制耐火材料在预处理过程中二氧化锆含量并不会因为灼烧而损失，该处理步骤不会对二氧化锆含量有影响。

2.2 高碳含量试样灼烧试验验证

选取了目前实验室存有的高碳含量二氧化锆制耐火材料进行灼烧处理试验，把灼烧减量试验数据与试样中碳含量作对比，最终结果如表2所示。

表2 高碳含量二氧化锆制耐火材料灼烧处理试验结果/%

从表2数据可分析得出：试样灼烧损失的质量约等于试样中碳含量，且灼烧后试样中理论存在的碳含量大幅度降低。因此，经过预处理灼烧后的试样可用铂金坩埚熔融，试样中碳含量大幅度降低并不会腐蚀铂金坩埚。

2.3 标准样品准确度的灼烧试验验证

对3个二氧化锆制耐火材料标准样品同等灼烧预处理后按标准进行EDTA络合滴定试验，试验结果如表3所示。

根据GB/T4984-2007《含锆耐火材料化学分析方法 二氧化锆含量的测定EDTA络合滴定法》，二氧化锆含量在20%-50%之间允许误差0.30%，50%-70%之间允许误差0.50%，大于70%允许误差0.60%。从表3数据可分析得出：3个耐火材料标准样品准确度实验均取得了满意结果，试样预处理后再熔样不会对二氧化锆含量的检测产生影响。

表3 EDTA络合滴定试验

3 结束语

对EDTA络合滴定法测定二氧化锆制耐火材料中锆含量展开了实践研究。针对日常炼钢过程中使用到的高碳含量锆制耐火材料[5]中二氧化锆含量测定的熔样不完全问题提出了解决方法，并较为系统的对该改进方法进行了验证实验。实验结果满意，表明高碳含量锆制耐火材料中二氧化锆的测定可先进行灼烧预处理后再熔样检测；且对其他高碳含量的耐火材料、矿石等产品的化学分析提供了一定的参考。