氟盐置换EDTA容量法测定硅铝系耐火材料中Al2O3

刘君丽

（山东省冶金科学研究院有限公司，山东 济南 250000）

1 前 言

耐火材料作为高温工业的基础性材料，被广泛用于冶金、化工、石油、机械制造、硅酸盐、动力等工业领域，其在冶金工业中用量最大，占总产量的50%～60%。其中，硅铝系耐火材料与其他耐火材料（特殊的碳耐火材料、氧化锆、熔铸耐火材料等）相比，成本较低，应用更为广泛。Al2O3是硅铝系耐火材料的一种重要成分，本文利用氟盐置换EDTA容量法对耐火材料产品中Al2O3进行化学分析，并进行了方法准确度、精密度实验证明此方法具有良好的适用性。

2 实验部分

2.1 仪器与试剂

主要分析仪器为分析天平（0.000 1 g）。所用试剂。混合熔剂，无水碳酸钠∶硼酸=2∶1，研细，混匀。苯羟乙酸（苦杏仁酸）溶液（10%）：微热溶解。六次甲基四胺缓冲溶液（pH=5.5）：称取200 g 六次甲基四胺于烧杯中，加水溶解，加80 ml盐酸（1+1），加水至1 000 mL 混匀。EDTA 溶液（2%）：此溶液1 mL约相当于2.6 mg Al2O3。氟化铵溶液（10%）；氨水；盐酸（1+1）；乙酸锌滴定溶液，0.020 0 mol/L；溴酚蓝指示剂；二甲基橙指示剂。

2.2 标准样品

实验过程所选用标准样品为国家一级标准物质和冶金行业标准样品，具体信息见表1。

表1 实验用标准样品信息%

2.3 实验方法

准确称取0.200 0 g试样，2.5 g混合熔剂于铂金坩埚中，混合均匀，并盖上坩埚盖。置于950 ℃高温炉中30 min，取出，冷却。

浸出。将坩埚放到盛有15 mL HCl 和150 m H2O 的烧杯中，加热浸取熔融物至溶液清亮，用水洗出坩埚及盖，冷却至室温。

转移并分取。移入250 ml 容量瓶中，稀释、定容、摇匀，分取50 mL至300 mL锥形瓶中进行滴定。

滴定。加入15 mL 苦杏仁酸，足量EDTA 并过量5 mL，加热70～80 ℃，加入2 滴溴酚蓝溶液，用氨水调至溶液刚呈蓝色，加热煮沸5～10 min取下，冷却后加入15 mL pH 为5.5 的六次甲基四胺缓冲溶液［1］，3滴二甲酚橙，先用乙酸锌滴定溶液滴定至溶液由黄色变为红色为终点（不记读数）。再加入10 mL 氟化铵，摇匀煮沸5～10 min 后冷却至室温，补加2滴二甲酚橙，用乙酸锌滴定溶液滴定至溶液变为红色为终点，记下读数。

2.4 分析结果计算

根据以下公式：

式中：V为滴定试液所消耗乙酸锌滴定液的体积，mL。根据滴定标准样品试液所消耗乙酸锌滴定液的体积得出所用标准样品的K值，并求出平均值，由此可计算出试样中Al2O3的含量。

3 结果与讨论

3.1 干扰元素

（1）参考GB/T 6900—2016《铝硅系耐火材料化学分析方法》，采用苯羟乙酸（苦杏仁酸）掩蔽Ti，Ti的量较高时应适当增加掩蔽剂的用量。

（2）加入EDTA 时一定要过量5～10 mL，以保证铝、铁等离子完全络合。

（3）加入置换剂氟化铵的量要适当［2］，量不足会使与铝络合的EDTA取代不完全，从而导致结果偏低。如果滴定褪色快，这表示氟化铵的量不足。

（4）碱金属与络合剂生成的络合物稳定常数较小，所以碱金属对测定Al2O3没有影响［3］。且Cu、Ni、Co、Sn 与EDTA 络合，但不能被氟盐所取代，不影响终点的观察。

3.2 方法准确度实验

对本工作中使用的标准样品进行Al2O3含量测定，可验证方法的准确度，结果如表2所示。

表2 测定结果及允许差 %

由表2可知，测定值与标准值的相对误差均在允许差范围内，满足测定要求。

3.3 方法精密度实验

选择两个耐火材料标准样品按照本方法测定Al2O3的含量，进行3 次平行测定，计算相对标准偏差，测定结果见表3。

表3 测定结果及相对标准偏差 %

由表3 可知，RSD为0.014%和0.012%，说明本方法的精密度较高，并可适用范围较广的Al2O3含量的测定，能够满足测定要求。

4 结 语

本方法适用于不含锆的硅铝系耐火材料中Al2O3含量的测定，滴定终点颜色易于观察，结果稳定，精密度和准确度高。并且具有分析速度快，操作简便等优点，符合实验室的规范要求，可以用于批量的样品分析。