EDTA络合滴定法测定冶金辅料中游离氧化钙含量

EDTA络合滴定法测定冶金辅料中游离氧化钙含量郭士光;刘文【摘要】常温下选用蔗糖溶液浸取覆盖剂等冶金辅料中的游离氧化钙(f-cao),将溶液过滤,使得钙与其余干扰元素分离,用EDTA络合滴定法测定游离氧化钙(f-cao)含量.分别考察了蔗糖使用量、加水量、浸取时间、铜试剂(DDTC)的使用量等对分析结果的影响.实验结果表明,蔗糖溶液浸取冶金辅料中的游离氧化钙干扰较小,流程简便、易于操作.方法已被运用于覆盖剂、渣样、炉灰等冶金辅料中游离氧化钙分析测试,结果准确可靠,相对标准偏差在99.00％-103.00％之间,符合测定标准.【期刊名称】《安徽冶金科技职业学院学报》【年(卷),期】2017(027)004【总页数】4页(P23-26)【关键词】EDTA;蔗糖;游离氧化钙【作者】郭士光;刘文【作者单位】马钢股份公司技术中心安徽马鞍山243000;马钢股份公司技术中心安徽马鞍山243000【正文语种】中文【中图分类】TG115.3+14钢铁生产需要各种原材料,如石灰石、白云石、萤石以及造渣剂、脱硫剂等，这些原材料即被称作冶金辅料。冶金辅料成分复杂,加工处理非常困难，处理过程伴随着不必要的浪费且时常对环境造成一定污染。这些年,随着科技的发展进步和环保要求的日益严峻,冶金辅料的综合利用逐渐被人们所重视,例如很多企业开始将部分烟囱灰大量地添加到水泥熟料中去制造水泥或者以其为主要原料制造小型空心砖,将其变废为宝。但是烟囱灰中游离氧化钙(f-cao)结构致密晶粒大,晶格较紧密,水化反应极慢,在水泥中水化时仍在发生膨胀[1],使混凝土开裂，最后产生混凝土的崩溃。所以，必须控制游离氧化钙的含量，消除不利影响。目前游离氧化钙(f-cao)含量的测定主要有乙二醇浸取-EDTA络合滴定法[2]；电导法[3]；J值法[4]以及其他方法[5-8]。以上方法各有优缺点：比如对水泥熟料中游离氧化钙含量的测定，直接电导法有更高的准确度和稳定性[9]；在测定单矿中游离氧化钙含量时用乙二醇法测定的准确性较好[9]。但是乙二醇法每一步操作都应该避免引入水分，否则会使实验结果偏高，同时需要用到专用玻璃吸收器皿，操作步骤相对比较繁琐；直接电导法对温度要求比较苛刻，温度的改变会直接影响电导率的稳定性，从而影响结果的的稳定性。本法采用蔗糖溶液浸取、EDTA络合滴定法测定冶金辅料中游离氧化钙(f-cao)含量。本法中蔗糖溶液只需在室温下仪器搅拌一定时间即可将试样中f-cao浸取完全，操作简洁易行，极大地缩短了分析时间、提高了劳动效率。实验部分实验原理冶金辅料中的f-cao与蔗糖溶液作用生成溶解度更大的蔗糖钙，再用EDTA络合滴定法测定蔗糖钙中游离钙的含量。试剂1.2.1蔗糖(C12H22O11)固体氯化镁(10g/L)(DDTC)固体1.2.4三乙醇胺(1+1)氢氧化钾(200g/L)钙指示剂：0.1000g10gEDTA(CEDTA=0.01000mol/L)实验方法将试样放入干燥的带盖的锥形瓶中，加入蔗糖(1.2.1)，覆盖于试样表面，加入煮沸并已冷却的水，加入搅拌子，盖紧瓶塞，放置于搅拌器上搅拌30分钟，试样于室温下浸取。将浸取液用双层快速定量滤纸过滤，加入氯化镁溶液(1.2.2)，DDTC(1.2.3)，三乙醇胺(1.2.4)，氢氧化钾溶液(1.2.5)，加入适量钙指示剂(1.2.6)，摇匀，立即用EDTA标准溶液(1.2.7)滴定，至溶液由酒红色呈现纯蓝色为终点。EDTA移取3份氧化钙标准溶液20ml于250ml锥形瓶中，加入80ml去离子水，分别加入5ml三乙醇胺(1.2.4)和20ml氢氧化钾溶液(1.2.5)，加入少许钙指示剂(1.2.6)，用EDTA标准溶液(1.2.7)滴定至溶液由玫红色变为纯蓝色为滴定终点，分别记录消耗EDTA标准溶液的体积，计算平均值。将该平均值带入式①，求得氧化钙的滴定度。Tcao=56.08×CEDTA(mg/ml)①结果与讨论蔗糖用量f-cao1、2、3、456、7、8g1。图1蔗糖用量对f-cao含量的影响f-cao蔗糖用量过高对分析结果的准确性没有助推作用，也会造成不必要的浪费。蔗糖的0.2g4g去离子水用量CO2f-caoCO220、30、40、50、60、7080ml[10]，结果表明：去离子水用量50ml50ml溶解、搅拌时间试样溶解于蔗糖溶液的过程中，充分的搅拌对f-cao的反应速率有较大的影响。充分的搅拌不仅能提高反应速率，也能使反应更加完全、彻底。本实验分别考察了10、15、20、25、30、35、40(min)搅拌时间对分析结果的影响，结果表明：搅拌时间在20min以上时，分析结果趋于稳定。所以本法选择30min作为最佳搅拌时间。铜试剂(DDTC)用量铜试剂(DDTC)作为一种沉淀掩蔽剂，在氧化钙的络合反应中，可以在区域性范围内掩蔽少量的Ca2+、Bi3+、Cd2+、Pb2+等金属离子[11]。本法对铜试剂的使用量进行了条件选择实验。为保证沉淀掩蔽反应完全，称取0.2000g试样，按实验方法操作，只改变铜试剂加入量，其余测定条件不变，考察铜试剂加入量与EDTA体积的关系，结果如图2。图2DDTC用量与消耗EDTA体积的关系0.1000gf-cao0.1000g量。加标回收率在最佳实验条件下，分别称取烟筒灰、覆盖剂、炉灰、钢渣、炉渣、保护渣5份试样，同时在另外一组样品中分别加入不同含量的基准氧化钙进行加标回收实验，情况如表1。1f-cao/gf-cao/g/0．03500．01000．0453103．000．01800．02000．037999．500．01500．01000．024999．00炉渣0．01000．01500．0252101．33保护渣0．01000．02000．0301100．50由表1可知：用本方法测定f-cao含量，加标回收率在99.00%-103.00%之间，表明本法有较高的准确度。精密度和对照实验为了考察方法的精密度，对3个外委检验的试样连续测定7次，计算平均值和相对标准偏差(RSD)，并与乙二醇浸取EDTA滴定法测定结果进行比较(如表2)。表2精密度和对照实验情况表样品蔗糖溶液浸取法乙二醇EDTA络合滴定法测定值/%平均值/%相对标准偏差RSD/%测定值/%平均值/%相对标准偏差RSD/%烟筒灰12．1012．1912．0312．1112．1512．1812．0912．120．4612．2012．2112．0912．1612．1012．0712．1112．130．46覆盖剂10．6510．6310．5910．6910．7110．5810．610．640．4610．6910．5910．6310．6710．7310．7210．5910．660．54炉渣6．706．596．666．676．756．716．636．670．806．746．696．786．706．816．737．686．730．72从表中可以看出：f-cao的相对标准偏差在0.46%～0.80%之间，两个方法之间结果的相对标准偏差不超过0.18%，表明该方法精密度较高，是一种测定冶金辅料中f-cao含量的可靠的分析方法。参考文献【相关文献】欧阳东,谢宁平,何俊元.转炉钢渣的组成、矿物形貌及胶凝特性[J]。硅酸盐学报,1991,19，(6)：488-494CSM08012005-2005EDTA滴定法[S〗.于京华,吴暇.游离氧化钙氧化镁连续测定的电导法研究[J].分析化学,1998,9(9):75J[J].钢铁研究，1989,5(2):77[J]1988,(1)：29-30-TG[J].北京化工大学学报(自然科学版)，2011,38(2):17-22。[J].冶金分析与测试：冶金分析分册，1985