镁铬质耐火材料化学分析

关于镁铬质耐火材料化学分析1、菱镁矿主要化学组成：MgCO3（MgO47.62%，CO252.38%）杂质：SiO2、CaO、Fe2O3、Al2O3MgCO3MgO＋CO2加热第2页,共34页，星期六，2024年，5月2铬铁矿1）定义：由含铬的颗粒和脉石矿物组成。2）主要组成：(Fe·Mg)O·(Cr·Al)2O3杂质：镁的硅酸盐，如蛇纹石（3MgO·2SiO2·2H2O）、叶状蛇纹石、橄榄石和镁橄榄石等。一般M/S摩尔比＜2，主要以蛇纹石为主。3）铬矿在加热过程中的氧化—还原稳定性氧化—还原取决于铁氧，多半是FeO,在200-300℃开始氧化，700-1000℃氧化激烈，会使铬矿分家。Fe2+Fe3+发生“爆胀现象”例如：铬铁矿FeCrO4+1/2O2→Fe2O3+Cr2O3

倍半氧化物铬矿分化成倍半氧化物固溶体和尖晶石固溶体，高温下加热后成倍半氧化物固溶体，温度下降，又回到原来的形态，这个过程就发生体积效应。第3页,共34页，星期六，2024年，5月3、镁铬砂方镁石＋铬尖晶石（镁铬尖晶石、镁铬铁矿、铬铁矿）烧结或电熔镁铬砂的制备：镁质原料＋铬铁矿镁铬砂的理化性能名称含铬量化学成分/%体积密度/g/cm3Cr2O3MgOFe2O3SiO2Al2O3CaO烧结镁铬砂烧结镁铬砂电熔镁铬砂电熔镁铬砂电熔镁铬砂－－中铬砂中铬砂高铬砂7.3116.4017.2120.9936.7083.9863.4073.9659.1238.973.8010.874.1911.6018.501.401.640.960.850.961.806.772.867.204.261.580.890.800.460.773.323.40－4.184.14第4页,共34页，星期六，2024年，5月二氧化硅的测定三氧化二铁的测定三氧化二铝的测定二氧化钛的测定氧化钙及氧化镁的测定三氧化二铬的测定第5页,共34页，星期六，2024年，5月二氧化硅的测定（亚铁钼蓝光度法）一、方法提要试样用混合熔剂熔融，稀盐酸浸取，以乙醇作稳定剂，在约C（HCl）=0.2mol/L介质中加入钼酸铵使与单硅酸形成硅钼杂多酸，加入草酸一硫酸混合酸，消除磷、砷的干扰。然后用硫酸亚铁铵还原为硅钼蓝，于690nm处测量吸光度。第6页,共34页，星期六，2024年，5月二、主要试剂1.盐酸：1：1；2.钼酸铵溶液：5％；3.混合熔剂：2份无水碳酸钠与1份硼酸研细混匀；4.草一硫混酸：取15g草酸溶于250ml硫酸（1：8）中，用水稀至1000ml，混匀；5.硫酸亚铁铵溶液（4％）：取4g硫酸亚铁铵溶于水中，加5ml硫酸（1：1），用水稀至100m1；6.二氧化硅标准溶液：100μgSiO2/ml。第7页,共34页，星期六，2024年，5月三、分析操作称取0.10g试样于预先盛有约2g混合熔剂的铂坩埚中，混匀，再覆盖1g，置于900℃的高温炉中熔融5—20min，熔解完全后，取出旋转坩埚，使熔物均匀地附于坩埚内壁。放冷后，放于有4Oml盐酸（1：5）和2Oml水的250ml烧杯中，加热浸出熔块并至溶液清亮，洗出坩埚，冷至室温，移于100ml容量瓶中，用水稀至刻度并混匀，与试样操作同时，带一空白试验。第8页,共34页，星期六，2024年，5月移取10.00ml试液（当SiO2>1％时，吸取5.00ml，并加5ml空白溶液）于100ml容量瓶中，加10ml乙醇，5ml钼酸铵溶液（5％），摇匀。于室温下，放置20min，（如室温低于15℃，则应在约30℃的热水浴中进行），加50ml草—硫混酸，摇匀，立即加5ml硫酸亚铁铵溶液（4％），加水至刻度，摇匀。于分光光度计690nm波长处测量其吸光度，以随同的试样空白为参比。从工作曲线上查得二氧化硅的量。第9页,共34页，星期六，2024年，5月工作曲线的绘制：吸取0.00，2.00，4.00，8.00ml二氧化硅标准溶液（100μgSiO2/ml）分别置于一组100ml容量瓶中，加2.5ml盐酸（1：5），用水稀至10ml，以下按分析步骤操作，据测量吸光度与二氧化硅的量的关系，绘制工作曲线。返回第10页,共34页，星期六，2024年，5月三氧化二铁的测定（邻菲罗啉光度法）一、方法提要试样用混合熔剂熔融，稀硫酸浸取，而后用717强碱性阴离子交换除铬后，用盐酸羟胺将Fe3+还原为Fe2+。在弱酸性溶液中，加入邻菲罗啉使与Fe2+形成橙红色配合物。于波长510nm处测量吸光度。第11页,共34页，星期六，2024年，5月二、主要试剂1.盐酸羟胺溶液：10％；2.乙酸铵溶液：20％；3.混合熔剂：2份无水碳酸钠与1份硼酸研细混匀；4.717强碱性阴离子交换树脂：先将干树脂用水浸泡半天，再用盐酸（0.5~~~1.0mol/L）反复浸泡2—3次，每次1—2h，最后洗至无氯离子；5.邻菲罗啉溶液（1％）：用乙醇（1：1）配制；6.三氧化二铁标准溶液：100μgFe203/ml。第12页,共34页，星期六，2024年，5月三、分析操作称取0.25g试样于盛有4g混合熔剂的铂坩埚中，混匀，表面再覆盖约1g混合熔剂，于1000℃高温炉中熔融30—40min，取出，稍冷。放于盛有10ml硫酸（1：1）和100ml水的烧杯中，加热浸出熔块并至溶液清亮，洗出坩埚，冷至室温，加水至体积约为20Oml，加入约10—15g经处理过的717强碱性阴离子交换树脂，搅拌3—5min。以中速滤纸过滤于250ml容量瓶中，用硫酸（1：9）洗烧杯3次，洗树脂8—10次，然后，用水稀至刻度，摇匀。第13页,共34页，星期六，2024年，5月分取上述母液20.00ml（视三氧化二铁含量而定）于100ml容量瓶中，用水稀至50ml，加5ml盐酸羟胺溶液（10％），5ml邻菲罗啉溶液（1％），15ml乙酸铵溶液（20％），加水稀至刻度，摇匀，放置30min。用0.5cm比色皿，于波长510nm处，以随同试样的空白为参比测量吸光度。三氧化二铁的含量由工作曲线上查得。

第14页,共34页，星期六，2024年，5月工作曲线的绘制：吸取0.00,1.00,5.00,7.00,10.00ml三氧化二铁标准溶液（100μgFe203/ml）；分别置于一组100ml容量瓶中，用水稀至约50ml，以下同分析步骤显色并测量吸光度，依吸光度与三氧化二铁之对应关系绘制工作曲线。返回第15页,共34页，星期六，2024年，5月三氧化二铝的测定（氟盐取代EDTA滴定法）一、方法提要于经717强碱性离子交换树脂分离铬后，测定三氧化二铁时，所制备的母液中，加过量的EDTA标准溶液，于PH4.5时，使铝与EDTA配位，以PAN为指示剂，用硫酸铜标准溶液滴定过量的EDTA。续而加氟盐取代与铝配位的EDTA。最后再用硫酸铜标准溶液滴定被取代出的EDTA，从而计算三氧化二铝的量。钛的干扰，加苦杏仁酸掩蔽。第16页,共34页，星期六，2024年，5月二、主要试剂1.盐酸：1：1；2.苦杏仁酸溶液：10％；3.氢氧化钾溶液：40％；4.乙酸一乙酸铵缓冲溶液（PH＝4.5）：取77g乙酸铵溶于200ml水中，加58.9ml冰乙酸，加水稀至1000ml，混匀；5.PAN指示剂：0.1％乙醇溶液；6.酚酞指示剂：0.1％的乙醇（1：1）溶液；7.EDTA标准溶液：C（EDTA）＝0.02mol/L；8.硫酸铜标准溶液：C（CuS04）＝0.02mol/L。第17页,共34页，星期六，2024年，5月三、分析操作吸取100.00ml分析三氧化二铁时所制备的母液，置于400ml烧杯中，加lOml苦杏仁酸溶液（10％），搅匀后，视铝含量而定加过量EDTA标准溶液（一般过量约5ml）加1—2滴酚酞指示剂，以氢氧化钾溶液（40％）中和至红色出现，立即滴加盐酸（1：1）至红色褪去，再过加2—3滴，加2Oml乙酸铵缓冲溶液，加热煮沸5min，取下，待溶液的温度约80℃，加8—10滴PAN指示剂，用硫酸铜标准溶液滴定至溶液由黄色变稳定的紫红色（不计体积）。第18页,共34页，星期六，2024年，5月向溶液中加1g氟化铵（或钠），搅匀，煮沸约2min，取下，再补加2—4滴PAN指示剂，用硫酸铜标准溶液滴定至紫红色为终点，记下体积为V。三氧化二铝的质量百分数按下式计算：W（Al2O3）／％＝式中：c—硫酸铜标准溶液的浓度，mol/L；V—滴定消耗硫酸铜标准溶液的体积，ml；

V0—滴定空白消耗硫酸铜标准溶液的体积，ml；

m—称取试样质量，g；

f—分液率；

50.98—Al2O3／2DE摩尔质量，g/mol。返回第19页,共34页，星期六，2024年，5月二氧化钛的测定（二安替吡啉甲烷光度法）一、方法提要在强酸性介质中，钛与二安替吡啉甲烷形成黄色配合物。三价铁的干扰，加抗坏血酸消除，然后于波长420nm处测量吸光度。第20页,共34页，星期六，2024年，5月二、主要试剂1.盐酸：1：1；2.抗坏血酸：2％；3.二安替吡啉甲烷溶液（5％）：用盐酸（0.5mol/L）配制；4.二氧化钛标准溶液：10.00μgTiO2/ml。第21页,共34页，星期六，2024年，5月三、分析操作吸取20.00ml分析三氧化二铁时所制备的母液，置于50ml容量瓶中，加5ml抗坏血酸溶液（2％），摇匀，再加入1ml二安替吡啉甲烷溶液（5％），14ml盐酸(1+1),用水稀至刻度,摇匀。于分光光度计420nm或385nm波长处，以随同试样的空白为参比测量吸光度。由工作曲线上求得二氧化钛的含量。第22页,共34页，星期六，2024年，5月工作曲线的绘制：吸取0.00，2.00，4.00，6.00ml二氧化钛标准溶液（10.00μgTiO2／ml）分别置于一组50ml容量瓶中，加5ml抗坏血酸溶液，以下同分析步骤，测量吸光度，依吸光度和二氧化钛的含量对应关系绘制工作曲线。返回第23页,共34页，星期六，2024年，5月氧化钙及氧化镁的测定（EGTA及CyDTA滴定法）一、方法提要试样用混合熔剂熔融，稀盐酸浸取，加乙醇还原高价铬。以六次甲基四胺分离铁、铝、钛等。取部分滤液，在PH>13时，加钙指示剂，用EGTA标准溶液滴定至纯蓝色，计算氧化钙的量。另取部分滤液，于PH＝10时，加入相当于钙量的EGTA标准溶液，以酸性铬蓝K—萘酚绿B为指示剂，用CyDTA标准溶液滴定，计算氧化镁的量。第24页,共34页，星期六，2024年，5月二、主要试剂1.混合熔剂：两份碳酸钠与一份硼酸研细混匀；2.氢氧化钾溶液：30％；3.六次甲基四胺溶液：30％，1％；4.三乙醇胺溶液：1：1；5.氨性缓冲溶液（PH＝10）：取67.5g氯化铵溶于200ml水中，加570ml氨水，加水稀至1000ml；6.钙指示剂：称取1g钙试剂于100g硫酸钾研细混匀；7.萘酚绿B指示剂（0.5％）：溶于三乙醇胺（1：1）；8.酸性铬蓝K指示剂（0.5％）：溶于三乙醇胺（1：1）；9.EGTA（乙二醇二乙醚二胺四乙酸）标准溶液：c（EGTA）＝0.01mol/L；10.CyDTA（环己二胺四乙酸）标准溶液：c（CyDTA）＝0.05mol/L。第25页,共34页，星期六，2024年，5月三、分析操作称取0.5g试样于盛有约4g混合熔剂的铂坩埚中，搅匀，再覆盖1—2g混合熔剂，置于1000℃高温炉中熔融至完全分解（约5—30min）,取出冷至室温，置于盛有40ml热盐酸（1：1）溶液和50ml水的烧杯中，及热浸取熔物并至清亮，用水洗出坩埚，加20ml乙醇，煮沸5min，冷至室温。向溶液中投入一小块刚果红试纸，滴加氢氧化钾溶液（30％）中和至试纸变为蓝紫色，加六次甲基四胺溶液（30％），至沉淀刚出现（试纸呈红色）并过量20ml。在约70℃保温5—10min。用中速滤纸过滤于500ml容量瓶中，用热六次甲基四胺溶液（1％）洗烧杯2—3次，洗沉淀5—6次。将滤液冷却至室温，以水稀至刻度，摇匀。第26页,共34页，星期六，2024年，5月式中：c—EGTA标准溶液的浓度，mol/L；

V—滴定消耗EGTA标准溶液的体积，ml；

m—称取试样的质量，g；

f—分液率；

56.08—氧化钙的摩尔质量，g/mol。氧化钙的测定：分取100.00ml上述滤液，置于400ml烧杯中，加50ml水，5ml三乙醇胺溶液（1+1）及相当于约80％氧化钙量的EGTA标准溶液。加12ml氢氧化钾溶液（30％）及钙指示剂少许，继用EGTA标准溶液滴定至纯蓝色为终点。氧化钙的质量百分数按下式计算：W（CaO）／％＝第27页,共34页，星期六，2024年，5月氧化镁的测定：另取100.00ml上述试液，置于400ml烧杯中，加约100ml沸水，5ml三乙醇胺溶液（1+1），10ml氨性缓冲溶液。然后准确加入滴定氧化钙时所需的EDTA标准溶液，再过加0.5ml加2滴酸性铬蓝K指示剂溶液，6滴萘酚绿B指示剂溶液，用CyDTA标准溶液滴定至蓝绿色为终点。氧化镁质量百分数按下式计算：W（MgO）／％＝式中：C—CyDTA标准溶液的浓度，mol/L；V—滴定消耗的CyDTA标准溶液的体积，ml；

m—称取试样质量，g；

f—分液率；

40.32—MgO的摩尔质量，g/mol。返回第28页,共34页，星期六，2024年，5月三氧化二铬的测定（硫酸亚铁滴定法）一、方法提要试样用混合熔剂熔融，稀硫酸浸取，以硝酸银为催化剂，加入过硫酸铵将低价铬氧化为高价铬。然后，加过量硫酸亚铁铵标准溶液，将高价铬还原，以二苯胺磺酸钠为指示剂，以重铬酸钾标准溶液滴定过量的硫酸亚铁铵溶液。第29页,共34页，星期六，2024年，5月二、主要试剂1.硝酸银溶液：1％；2.硫酸锰溶液：0.1％；3.过硫酸铵溶液：25％；4.氯化钠溶液：10％；5.混合熔剂：两份碳酸钠与一份硼酸混匀研细；6.硫—磷混酸：将150ml硫酸，在不断搅拌下缓缓倒入700ml水中，再加入150ml磷酸；7.二苯胺磺酸钠指示剂：0.1％；8.硫酸：1+1；9.硫酸亚铁铵标准溶液：C［（NH4）2Fe（SO4）2］＝0.05mol/L；10.重铬酸钾标准溶液：C（1／6K2Cr2O7）＝0.05mol/