一種鋁土礦中三氧化二鋁的分析測定方法
【專利摘要】本發明提供一種鋁土礦中三氧化二鋁的分析測定方法，采用電位滴定法測定鋁土礦中三氧化二鋁含量：先將預處理后的鋁土礦試樣經氫氧化鈉熔融分解，熱水提取，鹽酸酸化，然后用乳酸掩蔽鈦，采用電位滴定儀進行滴定。本發明方法擴展了的檢測范圍，國家標準方法檢測范圍為40％～80％；本發明電位滴定方法檢測范圍為10％～80％，大大擴展了檢測范圍。而且本發明方法提高了檢測結果的正確度和精密度。
【專利說明】一種鋁土礦中三氧化二鋁的分析測定方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及巖石礦物分析【技術領域】，具體地說，是一種采用電位滴定儀測試鋁土礦中三氧化二鋁的分析方法。
【背景技術】
[0002]現有測定鋁土礦中三氧化二鋁含量的分析方法，采用的都是國標法，即EDTA返滴定法，方法如下:試樣經碳酸鈉-硼酸或氫氧化鈉熔融分解，熱水提取，鹽酸酸化，用乳酸掩蔽鈦或在EDTA存在下用氫氧化鈉分離去除鐵和鈦等雜質元素，然后在弱酸性溶液中使鋁與過量的EDTA絡合，以二甲酚橙為指示劑，用鉛標準溶液滴定過量的EDTA，再用氟鹽取代與鋁絡合的EDTA，最后用鉛標準溶液滴定被取代出來的EDTA。EDTA返滴定法是將樣品溶解后，在溶液中加入指示劑，通過目視指示劑顏色的變化，來判定滴定終點。這種方法由于鋁土礦中三氧化二鐵的含量多數比較高，而三價鐵的黃色對滴定鋁時判定滴定終點的顏色變化有干擾，導致終點不易確定，容易引入誤差，準確度不高。并且這種方法受分析人員的經驗影響比較嚴重。
[0003]鋁的電位滴定方法主要有EDTA電位滴定法、氟化物配合電位滴定法、氟化物配合一沉淀電位滴定法、銅離子選擇電極法，上述方法用于合金中鋁的測定。由于巖石礦物結構比較復雜，上述方法需要進行改進才能適用于分析巖石礦物樣品。目前還沒有更準確的分析測試鋁土礦中三氧化二鋁的方法。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是為了克服國家標準方法中滴定終點顏色不好判定的不足，提供一種采用電位滴定法測定鋁土礦中三氧化二鋁含量的分析方法，以得到更準確的分析數據。
[0005]為解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案來實現的:一種鋁土礦中三氧化二鋁的分析測定方法，先將預處理后的鋁土礦試樣經氫氧化鈉熔融分解，熱水提取，鹽酸酸化，然后用乳酸掩蔽鈦，采用電位滴定儀進行滴定。具體步驟如下:
[0006](I)試樣預處理:鋁土礦試樣經研磨粉碎后，過0.080mm篩孔，105°C可控溫烘箱烘干。
[0007](2)試料分解:準確稱取0.2000g±0.0002預處理的鋁土礦試樣于鎳坩堝中，加入5g氫氧化鈉，在700?750°C馬弗爐內熔融lOmin。冷卻后，用去離子水10mL和2mL鹽酸溶液(1+1)提取至250mL燒杯中，補加50mL鹽酸溶液(1+1)酸化，加熱煮沸2?3min，冷卻后，移入250mL容量瓶中，用去離子水定容。
[0008](3)乳酸掩蔽:分取溶液25ml，放入250ml燒杯中，向待測溶液中加入2mL乳酸溶液(1+4)，搖勻，再加入8mLEDTA溶液，搖勻，放入一小片剛果紅試紙，加熱至70°C，用NH4OH溶液(1+1)調至剛果紅試紙變紅色，蓋上表面皿，取下。
[0009](4)滴定:加入1mL六次甲基四胺緩沖溶液，煮沸2?3min，取下，冷卻。以硝酸鉛為標準溶液，鉛離子選擇電極為指示電極，銀電極為參比電極，在電位滴定儀上滴定過量的EDTA，不必計數。立即加入10%氟化鉀(KF)溶液10mL，煮沸8?lOmin，冷卻后，用電位滴定儀繼續滴定至終點。
[0010](5)結果計算:滴定結束后按照如下公式計算三氧化二鋁的質量分數)
Γ: χ Γ χ I,
[0011 ] ^ ( AI2O3 )=」-X 100%
—' m χ K,
[0012]式中:T一硝酸鉛標準溶液對三氧化二鋁的滴定度；
[0013]V1 +滴定試樣溶液消耗硝酸鉛標準溶液的體積；
[0014]V—試樣溶液總體積；
[0015]V2 -分取試樣溶液體積。
[0016]m—試料的質量
[0017](6)重復試驗:在重復性條件下對同一試樣獨立進行至少兩次測定，取其平均值。
[0018]本發明具有如下有益效果:
[0019]1、本發明方法擴展了的檢測范圍，國家標準方法檢測范圍為40%?80% ;本發明電位滴定方法檢測范圍為10%?80%，大大擴展了檢測范圍。而且本發明方法提高了檢測結果的的正確度和精密度，取得了意想不到的優異效果，見表I。
[0020]表I兩種方法正確度和精密度比對
[0021]
%?化if:■ ify質m分數丨1:_度CRE%) 祜密度r (%>
(%)
10-40//
、''.、40?600.70OAO
60 ?80 0.80 0.60
10-400,700.50
木發明電位滴.............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................40-600.500.30
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".、 60-80OJO0.20
[0022]
[0023]2、本發明采用鎳坩堝，降低檢測成本。國家標準方法中采用鉬坩堝或銀坩堝，為防止在氫氧化鈉熔融時腐蝕坩堝，引入其他金屬元素，待測溶液中金屬元素的顏色會影響滴定終點顏色的判定。由于本發明采用電位滴定法，待測溶液中金屬元素的顏色對終點沒有影響。并且鎳坩堝比鉬金坩堝和銀坩堝的成本低，因此本發明采用鎳坩堝。
[0024]3、本發明用六次甲基四胺緩沖溶液代替國家標準方法里的乙酸-乙酸鈉緩沖液，所測定的數據比采用乙酸-乙酸鈉緩沖液測定的數據精密度好。
【具體實施方式】
[0025]—、儀器與試劑
[0026]1、瑞士萬通Metrohm 848型自動電位滴定儀(使用方法參考儀器操作說明)
[0027]2、指示電極:鉛離子選擇電極
[0028]3、參比電極:銀-氯化銀電極
[0029]4、三氧化二鋁標準溶液:稱取預先用鹽酸(1+1)洗凈表面、然后用水和無水乙醇洗滌、風干后的純鋁片0.5319g(99.99% )，置于燒杯中，用20ml鹽酸溶液(1+1)溶解，冷卻后移至100ml容量瓶，冷卻至室溫，用水補充至刻度，搖勻。此溶液密度:P (Al2O3)=
1.00mg/ml。
[0030]5、硝酸鉛標準溶液:稱取Pb (NO3) 233.1g,用適量去離子水溶解，移入100ml容量瓶中，稀釋至刻度。
[0031]硝酸鉛標準溶液的標定:分取25ml [ P (Al2O3) = 1.00mg/mL]的Al2O3標準溶液五份置250ml燒杯中，加入過量EDTA，再加入10 mL六次甲基四胺緩沖溶液，加熱煮沸5min，用硝酸鉛標準溶液滴定過量EDTA，再加入10%氟化鉀(KF)溶液10mL，煮沸8?lOmin，冷卻后再用硝酸鉛溶液滴定，記錄消耗的體積V。即可根據公式
[0032]T(A1應華輝X10^
[0033]求得Al2O3對Pb (NO3) 2溶液的滴定度。
[0034]6、六次甲基四胺緩沖溶液:稱取40g六次甲基四胺加10ml水和1ml濃鹽酸使之溶解并搖勻。
[0035]7、EDTA 溶液(25g/L)。
[0036]8、氟化鉀(KF)溶液(300g/L)。
[0037]9、氫氧化鈉(分析純)。
[0038]10、鹽酸溶液(1+1)。
[0039]二、分析方法
[0040](I)試樣預處理:鋁土礦試樣經研磨粉碎后，過0.080mm篩孔，105°C可控溫烘箱烘干。
[0041](2)試料分解:準確稱取0.2000g±0.0002預處理的鋁土礦試樣于鎳坩堝中，加入5g氫氧化鈉，在700?750°C馬弗爐內熔融lOmin。冷卻后，用去離子水10mL和2mL鹽酸溶液(1+1)提取至250mL燒杯中，補加50mL鹽酸溶液(1+1)酸化，加熱煮沸2?3min，冷卻后，移入250mL容量瓶中，用去離子水定容。
[0042](3)乳酸掩蔽:分取溶液25ml，放入250ml燒杯中，向待測溶液中加入2mL乳酸溶液(1+4)，搖勻，再加入8mLEDTA溶液，搖勻，放入一小片剛果紅試紙，加熱至70°C，用NH40H溶液(1+1)調至剛果紅試紙變紅色，蓋上表面皿，取下。
[0043](4)滴定:加入1mL六次甲基四胺緩沖溶液，煮沸2?3min，取下，冷卻。以硝酸鉛為標準溶液，鉛離子選擇電極為指示電極，銀電極為參比電極，在電位滴定儀上滴定過量的EDTA，不必計數。立即加入10% KF溶液10mL，煮沸8?lOmin，冷卻后，用電位滴定儀繼續滴定至終點。
[0044]三、儀器測試
[0045]打開電位滴定儀，選擇METHOD狀態欄，按下<0K>鍵，以三氧化二鋁命名建立新方法，選擇MENU狀態欄，設定儀器參數如表2，保存該方法，以硝酸鉛為標準溶液，鉛離子選擇電極為指示電極，銀電極為參比電極，選擇該方法進行測定。
[0046]表2電位滴定儀參數
【權利要求】
1.一種鋁土礦中三氧化二鋁的分析測定方法，先將預處理后的鋁土礦試樣經氫氧化鈉熔融分解，熱水提取，鹽酸酸化，然后用乳酸掩蔽鈦，其特征在于，采用電位滴定儀進行滴定。
2.如權利要求1所述的鋁土礦中三氧化二鋁的分析測定方法，其特征在于，具體步驟如下: (1)試樣預處理:鋁土礦試樣經研磨粉碎后，過0.080mm篩孔，105°C可控溫烘箱烘干； (2)試料分解:準確稱取0.2000g±0.0002預處理的鋁土礦試樣于鎳坩堝中，加入5g氫氧化鈉，在700?750°C馬弗爐內熔融1min ;冷卻后，用去離子水10mL和2mL鹽酸溶液(1+1)提取至250mL燒杯中，補加50mL鹽酸溶液(1+1)酸化，加熱煮沸2?3min，冷卻后，移入250mL容量瓶中，用去離子水定容； (3)乳酸掩蔽:分取溶液25ml，放入250ml燒杯中，向待測溶液中加入2mL乳酸溶液(1+4)，搖勻，再加入8mLEDTA溶液，搖勻，放入一小片剛果紅試紙，加熱至70°C，用NH4OH溶液(1+1)調至剛果紅試紙變紅色，蓋上表面皿，取下； (4)滴定:加入1mL六次甲基四胺緩沖溶液，煮沸2?3min，取下，冷卻；以硝酸鉛為標準溶液,鉛離子選擇電極為指示電極，銀電極為參比電極，在電位滴定儀上滴定過量的EDTA，不必計數；立即加入10% KF溶液10mL，煮沸8?lOmin，冷卻后，用電位滴定儀繼續滴定至終點； (5)結果計算:滴定結束后按照如下公式計算三氧化二鋁的質量分數) ω (ΑΙ,Ο,)......Χ.....7......Χ.....^ X 100%
πι χ I2 式中:τ一硝酸鉛標準溶液對三氧化二鋁的滴定度； '一滴定試樣溶液消耗硝酸鉛標準溶液的體積； V—試樣溶液總體積； V2—分取試樣溶液體積； m—試料的質量。
3.如權利要求1所述的鋁土礦中三氧化二鋁的分析測定方法，其特征在于，所述三氧化二鋁標準溶液配制方法為:稱取預先用鹽酸(1+1)洗凈表面、然后用水和無水乙醇洗滌、風干后的純招片0.5319g,置于燒杯中，用20ml鹽酸溶液(1+1)溶解,冷卻后移至100ml容量瓶，冷卻至室溫，用水補充至刻度，搖勻。
4.如權利要求3所述的鋁土礦中三氧化二鋁的分析測定方法，其特征在于，所述純鋁片純度為99.99%。
5.如權利要求2所述的鋁土礦中三氧化二鋁的分析測定方法，其特征在于，所述硝酸鉛標準溶液對三氧化二鋁的滴定度的計算方法為:分取25ml [P (Al2O3) = 1.00mg/mL]的Al2O3標準溶液五份置250ml燒杯中，加入過量EDTA，再加入1mL六次甲基四胺緩沖溶液，加熱煮沸5min，用硝酸鉛標準溶液滴定過量EDTA，再加入10%氟化鉀溶液1mL，煮沸8?lOmin，冷卻后再用硝酸鉛溶液滴定，記錄消耗的體積V，即可根據公式 了_25mLX1.00mg/mL Λ η_3 I (ΑΙ203/ Pb(N03)2)=—~Χ M 求得Al2O3對Pb (NO3) 2溶液的滴定度。
【文檔編號】G01N31/16GK104133036SQ201410371006
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月31日 優先權日:2014年7月31日
【發明者】侯明蘭, 馬明, 李艷香, 張玉強, 欒日堅, 李增勝, 劉鑫, 李寶玉, 馬龍 申請人:中國冶金地質總局山東局測試中心
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
