CN104122366B - 一种用络合滴定法测定压块球化剂中金属镁含量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用络合滴定法测定压块球化剂中金属镁含量的方法，其中用稀乙酸溶解试样中金属镁，其他不溶物经过滤洗涤除去，滤液定容于容量瓶中；移取一定体积的滤液，用氨水调节pH值至6～7，以铜试剂分离干扰元素，于pH10以EGTA络合钙，铬黑T为指示剂，EDTA络合滴定镁。本发明可以检测压块球化剂试样中金属镁的含量范围在5～15％，几乎涵盖了生产过程中所有球化剂的金属镁分布梯度，能长期应用于实验室压块球化剂中金属镁的定量检测。本发明具有简单快速，准确度和精密度高等优点。

Description

一种用络合滴定法测定压块球化剂中金属镁含量的方法

技术领域

本发明涉及一种对冶金原料进行化学分析的方法，具体涉及一种低硅压块球化剂中金属镁含量的测定方法。

背景技术

低硅压块球化剂由镁粉和铁粉及所设计的硅含量经混合后在高压下直接压制成型，其中含5％～15％Mg，≤5％C，≤20％Si，还可根据需要配入对石墨球化有利的成分如稀土，增碳剂等。球化剂中的金属镁进入铁液后，首先起脱硫去氧作用，当铁液中的硫降至一定值时，金属镁开始对石墨起球化作用，促使石墨长成球状。因此，充分了解低硅压块球化剂中金属镁含量保证低硅压块球化剂的质量，对于冶炼过程中有效控制低硅压块球化剂的加入量，使其能充分发挥球化作用具有重大意义；而化学分析方法是客观反映低硅压块球化剂中镁含量的必要手段。因低硅压块球化剂含有大颗粒且延展性很强的镁粉和铁粉，其均匀性较差，且金属镁粉活性高，因此不适合按照合金制样方法直接破碎或研磨制取试样可通过大量取样来消除均匀性差带来的误差。若将大量试样全部溶解时，需要大量的强酸才能溶解完全，但试样中大量的碳很难被破坏，漂浮在试液中，需要过滤，而溶液中存在大量的铁离子，会影响金属镁的络合滴定，因此造成分析时间长，分析步骤复杂，重复性限普遍水平在3％左右，为了满足现场对试样分析快速准确的要求，需要发明一种测定低硅压块球化剂中金属镁含量的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以简便、快捷地测定低硅压块球化剂中镁含量的测定方法。该方法具有简单快速，准确度和精密度高等优点，完全满足炉前化验分析的要求。

为解决上述技术问题，本发明提供一种低硅压块球化剂中金属镁含量的快速测定方法，该方法通过如下技术方案实现的：

(1)准确称取10.0000～25.0000g球化剂试样m₀于500mL烧杯中，加入100～500mL稀乙酸(1+10～1+1)，室温下充分摇动至金属镁完全溶解；用慢速滤纸过滤于500～1000mL容量瓶中，将全部残渣转移至滤纸上，并用纯水冲洗烧杯及滤纸上的残渣3～5次，以水稀释至刻度，混匀；

(2)准确移取10.00～50.00mL的滤液于200～500mL烧杯中，用氨水调节至pH6～7，加约80mL水，加入10～20mL铜试剂(100g/L～500g/L)，混匀。移入250mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀，放置5～10min，干过滤；

(3)移取10.00～50.00mL干过滤的滤液置于250mL锥形瓶中，加入5mL三乙醇胺(1+9～1+1)、10mL氢氧化钠溶液(100g/L～300g/L)、加0.05～0.1g钙羧酸指示剂，用0.005mol/L～0.010mol/L浓度的EGTA溶液滴定至溶液由紫色变为纯蓝色；

(4)移取10.00～50.00mL步骤(2)中干过滤的滤液，置于250mL锥形瓶中，加入5～10mL酒石酸盐溶液(10％)、5mL三乙醇胺(1+9～1+1)、10～20mL氨-氯化铵缓冲溶液(pH10)，加入与(3)操作所消耗相同体积的EGTA溶液，并过量0.5mL，放置5～10min，加入0.05～0.1g铬黑T指示剂，用0.005mol/L～0.020mol/L浓度的EDTA标准溶液络合滴定至溶液由紫红色变为纯蓝色为终点，记滴定体积为V₂；

(5)根据公式(一)计算试样中金属镁的质量百分含量w(Mg)(％)

$w\left(Mg\right)\left(\%\right)=\frac{0.02432\×c_1\×V_2\×V_0}{m_0\×V_3}\×100$ (一)

式中：

m₀—为称样量，g。

c₁—为EDTA标准滴定溶液浓度，mol/L；

V₂—滴定镁时消耗EDTA标准溶液的体积，mL；

V₀—步骤(1)得到的滤液的总体积，mL；

V₃—分取试液的体积，mL；

0.02432—1mmol镁的质量。

进一步地，所述步骤(1)中，室温下充分摇动10～40min即可将金属镁完全溶解，反应过程中由于有氢气释放，放在通风器中进行，所有操作过程严禁明火。

再进一步地，所述步骤(2)中，对于滤液中铁、铝杂质元素含量较少时，不进行铜试剂分离。

再进一步地，所述步骤(3)中，钙羧酸指示剂是由0.5g钙羧酸与100g氯化钠研磨混匀而成。

再进一步地，所述步骤(4)中，铬黑T指示剂由0.5g铬黑T与100g氯化钠研磨混匀而成。

本发明的有益效果在于：

本发明可以检测压块球化剂试样中金属镁的含量范围在5～15％。在室温下，稀乙酸能快速的溶解金属镁，而对金属铁溶解较少，因此在用稀乙酸溶解低硅压块球化剂时，10～40min即可把金属镁粉溶解完；络合滴定法时，溶液中少量的铁离子可通过形成沉淀或加掩蔽剂掩蔽而分离。络合滴定法大大缩短了分析周期，简化了分析步骤，分析一个批试样的时间约60min，适用于大批量化检验工作的现状。此外，仅使用稀乙酸溶解试样，避免了使用大批量强腐蚀性化学试剂，在降低化验费用的同时，也减少了对环境的污染。本发明的检测方法的测量精密度在2.0％左右，小于国内同类行业标准精度要求。

具体实施方式

下面通过实施例进一步说明本发明的技术方案：压块球化剂中金属镁含量的测定方法，但本发明的内容不仅仅局限于以下实施例：

(1)准确称取10g球化剂试样于500mL烧杯中，加入(1+9)稀乙酸200mL，室温下充分摇动20min至金属镁完全溶解。用慢速滤纸过滤于500mL容量瓶中，将全部残渣转移至滤纸上，并用纯水冲洗烧杯及滤纸上的残渣3～5次。以水稀释至刻度，混匀。

(2)准确移取20.00mL的滤液于250mL烧杯中，用氨水调节至pH6～7，加约80mL水，加入10mL铜试剂，混匀。移入250mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀，放置10min，干过滤。

(3)移取20.00mL滤液，置于250mL锥形瓶中，加入5mL三乙醇胺(1+6)、10mL氢氧化钠溶液(20％)、适量钙羧酸指示剂，用EGTA溶液(0.005mol/L)滴定至溶液由紫色变为纯蓝色。

(4)移取20.00mL步骤(2)中干过滤的滤液，置于250mL锥形瓶中，加入5mL酒石酸钠溶液(10％)、5mL三乙醇胺(1+6)、10mL氨-氯化铵缓冲溶液(pH10)，加入与(3)操作所消耗相同体积的EGTA溶液，并过量0.5mL，放置5min，加入适量铬黑T指示剂，用EDTA标准溶液(0.0100mol/L)络合滴定至溶液由紫红色变为纯蓝色为终点。

(5)根据公式(一)计算压块球化剂试样中金属镁的质量百分含量w(Mg)(％)

$w\left(Mg\right)\left(\%\right)=\frac{0.02432\×c_1\×V_2\×V_0}{m_0\×V_3}\×100$ (一)

式中：

m₀—为称样量，g。

c₁—为EDTA标准滴定溶液浓度，mol/L；

V₂—滴定镁时消耗EDTA标准溶液的体积，mL；

V₀—步骤(1)得到的滤液的总体积，mL；

V₃—分取试液的体积，mL；

0.02432—1mmol镁的质量。

准确度试验：

按照与实施例的操作，用本发明的方法与JB/T4394-1999稀土镁合金(即球化剂)铜试剂分离EDTA络合滴定法测定镁量进行比较，以验证本发明方法的准确度。其中对JB/T4394-1999的称样量及溶解试剂相应增加，然后稀释到测量的范围内，其他测定条件不变。

表1球化剂中金属镁含量比对结果

试样编号	络合滴定法(％)	JB/T4394-1999(％)	偏差(％)
				1#	5.53	5.69	-0.16
2#	7.58	7.48	0.10
				3#	8.91	9.03	-0.12
4#	10.44	10.32	0.12
				5#	11.56	11.47	0.09

精密度试验

按照实施例的操作，用本发明的方法对球化剂试样平行测定6次(n＝6)，将测得数据做数理统计处理，得出相对标准偏差。

表2精密度试验结果(n＝6)

由表1～表2可知，利用本发明的方法具有良好的准确度和精密度高，利于推广应用。

Claims (5)

1.一种用络合滴定法测定压块球化剂中金属镁含量的方法，其特征在于：

(1)准确称取10.0000～25.0000g球化剂试样m₀于500mL烧杯中，加入100～500mL1+10～1+1的稀乙酸，室温下充分摇动至金属镁完全溶解；用慢速滤纸过滤于500～1000mL容量瓶中，将全部残渣转移至滤纸上，并用纯水冲洗烧杯及滤纸上的残渣3～5次，以水稀释至刻度，混匀；

(2)准确移取10.00～50.00mL的滤液于200～500mL烧杯中，用氨水调节至pH6～7，加约80mL水，加入10～20mL100g/L～500g/L的铜试剂，混匀，移入250mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀，放置5～10min，干过滤；

(3)移取10.00～50.00mL干过滤的滤液置于250mL锥形瓶中，加入5mL1+9～1+1的三乙醇胺、10mL100g/L～300g/L的氢氧化钠溶液、加0.05～0.1g钙羧酸指示剂，用0.005mol/L～0.010mol/L浓度的EGTA溶液滴定至溶液由紫色变为纯蓝色；

(4)移取10.00～50.00mL步骤(2)中干过滤的滤液，置于250mL锥形瓶中，加入5～10mL10％的酒石酸盐溶液、5mL1+9～1+1的三乙醇胺、10～20mLpH10的氨-氯化铵缓冲溶液，加入与(3)操作所消耗相同体积的EGTA溶液，并过量0.5mL，放置5～10min，加入0.05～0.1g铬黑T指示剂，用0.005mol/L～0.020mol/L浓度的EDTA标准溶液络合滴定至溶液由紫红色变为纯蓝色为终点，记滴定体积为V₂；

(5)根据公式(一)计算试样中金属镁的质量百分含量w(Mg)(％)

$w\left(Mg\right)\left(\%\right)=\frac{0.02432\×c_1\×V_2\×V_0}{m_0\×V_3}\×100$ (一)

式中：

m₀—为称样量，g；

c₁—为EDTA标准滴定溶液浓度，mol/L；

V₂—滴定镁时消耗EDTA标准溶液的体积，mL；

V₀—步骤(1)得到的滤液的总体积，mL；

V₃—分取试液的体积，mL；

0.02432—1mmol镁的质量。

2.如权利要求1所述的一种用络合滴定法测定压块球化剂中金属镁含量的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，室温下充分摇动10～40min即可将金属镁完全溶解，反应过程中由于有氢气释放，放在通风器中进行，所有操作过程严禁明火。

3.如权利要求1所述的一种用络合滴定法测定压块球化剂中金属镁含量的方法，其特征在于：所述步骤(2)中，对于滤液中铁、铝杂质元素含量较少时，不进行铜试剂分离。

4.如权利要求1所述的一种用络合滴定法测定压块球化剂中金属镁含量的方法，其特征在于：所述步骤(3)中，钙羧酸指示剂是由0.5g钙羧酸与100g氯化钠研磨混匀而成。

5.如权利要求1所述的一种用络合滴定法测定压块球化剂中金属镁含量的方法，其特征在于：所述步骤(4)中，铬黑T指示剂由0.5g铬黑T与100g氯化钠研磨混匀而成。