CN106093019A - 一种分析铝酸钠溶液中有机物含量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分析铝酸钠中的有机物含量的试剂及其分析方法，试剂包括有：硫酸1+3、硫酸‑硫酸银、草酸钠标准溶液C g/L、高锰酸钾标准溶液；用高锰酸钾对草酸钠标准溶液进行滴定，计算高锰酸钾标准溶液浓度和高锰酸钾标准溶液对草酸钠的滴定度。其分析方法是先用高锰酸钾对待测液进行滴定，然后煮沸，再用高锰酸钾进行滴定，即可利用公式计算得到草酸钠的含量，然后再加入高锰酸钾和硫酸‑硫酸银以及草酸钠标准溶液，接着再煮沸并加入高锰酸钾进行滴定，最后根据公式计算得到总有机碳的含量。本发明具有检测成本低、检测设备简单、检测工序少，且检测效果好、误差小的特点。

Description

一种分析铝酸钠溶液中有机物含量的方法

技术背景

本发明涉及一种有机物含量的分析方法，特别是一种分析铝酸钠溶液中的有机物含量的方法。

背景技术

工业上应用的氧化铝生产方法主要有拜耳法、烧结法、拜耳烧结联合法，由于我国铝土矿资源以高铝、高硅、低铁的一水硬铝石为主，因此我国的氧化铝生产主要是拜耳烧结联合法。联合法溶出温度高、所用一水硬铝石有机物含量低、流程中烧结法占比重较大，生产过程中的有机物基本可以直接去除，因此工艺流程中的有机物累积问题并不突出。

拜耳法生产氧化铝具有流程短、能耗低、成本低、质量高等优点，我国氧化铝工业正逐渐从传统的拜耳烧结联合法转向拜耳法。但相比于联合法，拜耳法面临的一个重要要问题是有机物的累积和危害。

拜耳法生产氧化铝流程中，矿石、添加剂等带入的有机物会在工艺循环过程中不断累积影响氧化铝的正常生产，如降低种分分解率、减小产品氢氧化铝的粒度，降低产品质量等，因此必须对拜耳法铝酸钠溶液当中的有机物进行研究，从理论上寻求去除有机物的有效方法，以减少有机物带来的危害。

由于原料和工艺上的差别，铝酸钠溶液中的有机物种类较多，据C.Sato等人研究报道，铝酸钠溶液中的碳，约有96％来源于铝土矿，其余4％来源于其他物料。其中约有26％是碳酸钠，18％是草酸钠，56％是有机钠盐。而这些有机钠盐中相对分子质量较低的脂肪酸盐类，主要包括草酸盐、甲酸盐和乙酸盐，占总有机碳的44％左右；相对分子质量大于500的腐殖酸盐，占总有机碳的25％左右；中间分解产物对苯二甲酸钠和苯酚等，占总有机碳的22％左右。

草酸钠是有机物在铝酸钠溶液中不断累积分解形成的一个具有代表性质的重要形态，能在很大程度上反应有机物的存在情况以及对生产的影响。由此可知草酸钠、有机物总碳含量是研究有机物的一个重要参数值，使其测定方法标准化、规范化具有重要意义。

目前对于草酸钠、总有机碳的测定还没有统一的完善的方法，很多都是借助离子色谱仪，TOC总有机碳分析仪，或高锰酸钾直接氧化等方法，前者存在检测设备复杂、成本高、工序复杂的缺点，而后者则存在检测效果差、误差大的缺点，都不能同时在降低检测成本、减少检测工序和提高检测效果以及减小检测误差方面较好的突破。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种分析铝酸钠溶液中的有机物含量的方法。本发明具有检测成本低、检测设备简单、检测工序少，且检测效果好、误差小的特点。

本发明技术方案：一种分析氧化铝溶液中的有机物含量的方法，包括如下步骤：

A、试剂配制：

配制硫酸1+3溶液、硫酸-硫酸银溶液、草酸钠标准溶液、高锰酸钾标准溶液；

B、计算所述高锰酸钾标准液浓度以及高锰酸钾标准溶液对草酸钠的滴定度：

移取5mL所述草酸钠标准溶液，加入10mL所述硫酸1+3溶液，煮沸后趁热用所述高锰酸钾标准溶液滴定至稳定微红色直至60s内不变色，记录高锰酸钾标准溶液滴定体积V_K，计算高锰酸钾标准溶液浓度、同时计算高锰酸钾标准溶液对草酸钠的滴定度；

C、氧化铝溶液中有机物的分析：

(1)将氧化铝待测溶液稀释，稀释倍数为N，移取稀释后的氧化铝待测溶液V_m mL，加水稀释，然后加入10mL所述硫酸1+3，用所述高锰酸钾标准溶液滴定至微红色且30s内稳定不变色，记录体积V_a；

(2)将步骤(1)中滴定后的溶液煮沸，然后趁热用所述高锰酸钾标准溶液滴定至微红色直至30s内稳定不变色，记录高锰酸钾标准溶液体积V_b，计算氧化铝待测溶液中草酸钠的浓度；

(3)将步骤(2)中滴定后的溶液冷却至室温，加入10mL所述高锰酸钾标准溶液，加入5mL所述硫酸-硫酸银，然后加水稀释，煮沸10-15min，加入10mL所述草酸钠标准溶液，继续煮沸后趁热用所述高锰酸钾标准溶液滴定至微红色直至30s内稳定不变色，记录高锰酸钾标准溶液体积V_c，计算待测溶液中总有机碳浓度，即得。

前述分析氧化铝溶液中的有机物含量的方法，所述计算高锰酸钾标准溶液浓度的公式为：

$C_{{\mathrm{KMnO}}_4}=\frac{5\×C_{{\mathrm{Na}}_2{C}_2{O}_4}\×316.8}{V_K\×670}=\frac{C_{{\mathrm{Na}}_2{C}_2{O}_4}\×2.3588}{V_K}(g/L).$

前述分析氧化铝溶液中的有机物含量的方法，所述计算高锰酸钾标准溶液对草酸钠的滴定度公式为：

$T_{{\mathrm{Na}}_2{C}_2{O}_4}=0.005\×\frac{C_{{\mathrm{Na}}_2{C}_2{O}_4}}{V_K}(g/ml)$

式中：C_Na2C2O4为草酸钠标准溶液的浓度。

前述分析氧化铝溶液中的有机物含量的方法，所述计算氧化铝待测溶液中草酸钠的浓度的公式为：

$C_{Na}=\frac{V_b\×T_{{\mathrm{Na}}_2{C}_2{O}_4}\×N}{V_m}\×1000(g/L).$

前述分析氧化铝溶液中的有机物含量的方法，所述计算待测溶液中总有机碳浓度的公式为：

$T_C=\[\frac{T_{{\mathrm{Na}}_2{C}_2{O}_4}(10+V_b+V_C)-0.01\×C_{{\mathrm{Na}}_2{C}_2{O}_4}}{V_m}\]\×N\×\frac{24}{134}\×1000(g/L).$

前述的分析氧化铝溶液中的有机物含量的方法，所述硫酸1+3是将1体积浓硫酸和3体积的蒸馏水或纯水混合，然后用高锰酸钾标液滴定至微红色，即得。

前述的分析氧化铝溶液中的有机物含量的方法，所述硫酸-硫酸银是称取5g硫酸银加入500mL浓硫酸中，摇匀静置过夜，棕色瓶存放，即得。

前述的分析氧化铝溶液中的有机物含量的方法，所述草酸钠标准溶液Cg/L是称取Cg预先在130℃烘干2h的基准草酸钠，沸水溶解，冷却后移入1L容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀，即得。

前述的分析氧化铝溶液中的有机物含量的方法，所述高锰酸钾标准溶液是称取0.4g高锰酸钾溶于200mL水中，移入1L容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀，静置过滤后即得。

前述的分析氧化铝溶液中的有机物含量的方法，所述方法中使用的水均为电阻率为18.3MΩ.cm的超纯水。

本发明的有益效果：

1、本方法的一大重要创新点为在一次的连续测定过程当中同时获得溶液中的草酸钠和有机物总碳含量，减少了检测工序。

2、所需试剂、仪器设备简单，利于常规实验室使用，检测成本低。

3、在氧化过程中加入银离子催化剂，使有机物氧化充分，减少误差。

为进一步说明本发明的有益效果，发明人做了如下实验：

取氢氧化铝洗液、种分母液、蒸发母液各10份，分为两组，每组含氢氧化铝洗液、种分母液、蒸发母液各5份，将其中一组溶液分别用TOC总碳分析仪进行测试，另一组用本发明所述方法进行测试，测试结果取平均值后记录在表1中。

表1有机物含量测试结果

从表1可以看出，实验室分析的结果和平果铝(TOC总碳分析仪)分析的结果相近，最大误差范围不超过5％，说明本发明的方法分析的结果可靠、准确。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

实施例：一种分析氧化铝溶液中的有机物含量的方法，包括如下步骤：

A、试剂配制：

将1体积浓硫酸和3体积的蒸馏水或纯水混合，然后用高锰酸钾标液滴定至微红色，得硫酸1+3溶液；

称取5g硫酸银加入500mL浓硫酸中，摇匀静置过夜，棕色瓶存放，得硫酸-硫酸银溶液；

称取Cg预先在130℃烘干2h的基准草酸钠，沸水溶解，冷却后移入1L容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀，得草酸钠标准溶液；

称取0.4g高锰酸钾溶于200mL水中，移入1L容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀，静置过滤后得高锰酸钾标准溶液；

B、计算所述高锰酸钾标准液浓度以及高锰酸钾标准溶液对草酸钠的滴定度：

移取5mL所述草酸钠标准溶液，加入10mL所述硫酸1+3溶液，煮沸后趁热用所述高锰酸钾标准溶液滴定至稳定微红色直至60s内不变色，记录高锰酸钾标准溶液滴定体积V_K，用公式计算高锰酸钾标准溶液浓度，用公式计算高锰酸钾标准溶液对草酸钠的滴定度；式中：C_Na2C2O4为草酸钠标准溶液的浓度；

C、氧化铝溶液中有机物的分析：

(1)将氧化铝待测溶液稀释，稀释倍数为N，移取稀释后的氧化铝待测溶液V_m mL，加水稀释，然后加入10mL所述硫酸1+3，用所述高锰酸钾标准溶液滴定至微红色且30s内稳定不变色，记录体积V_a；

(2)将步骤(1)中滴定后的溶液煮沸，然后趁热用所述高锰酸钾标准溶液滴定至微红色直至30s内稳定不变色，记录高锰酸钾标准溶液体积V_b，用公式计算氧化铝待测溶液中草酸钠的浓度；

(3)将步骤(2)中滴定后的溶液冷却至室温，加入10mL所述高锰酸钾标准溶液，加入5mL所述硫酸-硫酸银，然后加水稀释，煮沸10-15min，加入10mL所述草酸钠标准溶液，继续煮沸后趁热用所述高锰酸钾标准溶液滴定至微红色直至30s内稳定不变色，记录高锰酸钾标准溶液体积V_c，用公式计算待测溶液中总有机碳浓度，即得。

Claims (10)

1.一种分析氧化铝溶液中的有机物含量的方法，其特征在于，包括如下步骤：

A、试剂配制：

配制硫酸1+3溶液、硫酸-硫酸银溶液、草酸钠标准溶液、高锰酸钾标准溶液；

B、计算所述高锰酸钾标准液浓度以及高锰酸钾标准溶液对草酸钠的滴定度：

移取5mL所述草酸钠标准溶液，加入10mL所述硫酸1+3溶液，煮沸后趁热用所述高锰酸钾标准溶液滴定至稳定微红色直至60s内不变色，记录高锰酸钾标准溶液滴定体积V_K，计算高锰酸钾标准溶液浓度、同时计算高锰酸钾标准溶液对草酸钠的滴定度；

C、氧化铝溶液中有机物的分析：

(1)将氧化铝待测溶液稀释，稀释倍数为N，移取稀释后的氧化铝待测溶液V_mmL，加水稀释，然后加入10mL所述硫酸1+3，用所述高锰酸钾标准溶液滴定至微红色且30s内稳定不变色，记录体积V_a；

(2)将步骤(1)中滴定后的溶液煮沸，然后趁热用所述高锰酸钾标准溶液滴定至微红色直至30s内稳定不变色，记录高锰酸钾标准溶液体积V_b，计算氧化铝待测溶液中草酸钠的浓度；

(3)将步骤(2)中滴定后的溶液冷却至室温，加入10mL所述高锰酸钾标准溶液，加入5mL所述硫酸-硫酸银，然后加水稀释，煮沸10-15min，加入10mL所述草酸钠标准溶液，继续煮沸后趁热用所述高锰酸钾标准溶液滴定至微红色直至30s内稳定不变色，记录高锰酸钾标准溶液体积V_c，计算待测溶液中总有机碳浓度，即得。

2.如权利要求1所述分析氧化铝溶液中的有机物含量的方法，其特征在于：所述计算高锰酸钾标准溶液浓度的公式为：

$C_{{\mathrm{KMnO}}_4}=\frac{5\×C_{{\mathrm{Na}}_2{C}_2{O}_4}\×316.8}{V_K\×670}=\frac{C_{{\mathrm{Na}}_2{C}_2{O}_4}\×2.3588}{V_K}(g/L).$

3.如权利要求1所述分析氧化铝溶液中的有机物含量的方法，其特征在于：所述计算高锰酸钾标准溶液对草酸钠的滴定度公式为：

$T_{{\mathrm{Na}}_2{C}_2{O}_4}=0.005\×\frac{C_{{\mathrm{Na}}_2{C}_2{O}_4}}{V_K}(g/ml)$

式中：C_Na2C2O4为草酸钠标准溶液的浓度。

4.如权利要求1所述分析氧化铝溶液中的有机物含量的方法，其特征在于：所述计算氧化铝待测溶液中草酸钠的浓度的公式为：

$C_{Na}=\frac{V_b\×T_{{\mathrm{Na}}_2{C}_2{O}_4}\×N}{V_m}\×1000(g/L).$

5.如权利要求1所述分析氧化铝溶液中的有机物含量的方法，其特征在于：所述计算待测溶液中总有机碳浓度的公式为：

$T_C=\[\frac{T_{{\mathrm{Na}}_2{C}_2{O}_4}(10+V_b+V_C)-0.01\×C_{{\mathrm{Na}}_2{C}_2{O}_4}}{V_m}\]\×N\×\frac{24}{134}\×1000(g/L).$

6.如权利要求1所述的分析氧化铝溶液中的有机物含量的方法，其特征在于：所述硫酸1+3是将1体积浓硫酸和3体积的蒸馏水或纯水混合，然后用高锰酸钾标液滴定至微红色，即得。

7.如权利要求1所述的分析氧化铝溶液中的有机物含量的方法，其特征在于：所述硫酸-硫酸银是称取5g硫酸银加入500mL浓硫酸中，摇匀静置过夜，棕色瓶存放，即得。

8.如权利要求1所述的分析氧化铝溶液中的有机物含量的方法，其特征在于：所述草酸钠标准溶液是称取Cg预先在130℃烘干2h的基准草酸钠，沸水溶解，冷却后移入1L容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀，即得。

9.如权利要求1所述的分析氧化铝溶液中的有机物含量的方法，其特征在于：所述高锰酸钾标准溶液是称取0.4g高锰酸钾溶于200mL水中，移入1L容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀，静置过滤后即得。

10.如权利要求1所述的分析氧化铝溶液中的有机物含量的方法，其特征在于：所述方法中使用的水均为电阻率为18.3MΩ.cm的超纯水。