鎂鉻質耐火材料化學分析

鎂鉻質耐火材料化學分析程亮1、菱鎂礦主要化學組成：MgCO3（MgO47.62%，CO252.38%）雜質：SiO2、CaO、Fe2O3、Al2O3MgCO3MgO＋CO2加熱2鉻鐵礦1）定義：由含鉻的顆粒和脈石礦物組成。2）主要組成：(Fe·Mg)O·(Cr·Al)2O3雜質：鎂的硅酸鹽，如蛇紋石（3MgO·2SiO2·2H2O）、葉狀蛇紋石、橄欖石和鎂橄欖石等。一般M/S摩爾比＜2，主要以蛇紋石為主。3）鉻礦在加熱過程中的氧化—還原穩(wěn)定性氧化—還原取決于鐵氧，多半是FeO,在200-300℃開始氧化，700-1000℃氧化激烈，會使鉻礦分家。Fe2+Fe3+發(fā)生“爆脹現(xiàn)象”例如：鉻鐵礦FeCrO4+1/2O2→Fe2O3+Cr2O3

倍半氧化物鉻礦分化成倍半氧化物固溶體和尖晶石固溶體，高溫下加熱后成倍半氧化物固溶體，溫度下降，又回到原來的形態(tài)，這個過程就發(fā)生體積效應。3、鎂鉻砂方鎂石＋鉻尖晶石（鎂鉻尖晶石、鎂鉻鐵礦、鉻鐵礦）燒結或電熔鎂鉻砂的制備：鎂質原料＋鉻鐵礦鎂鉻砂的理化性能名稱含鉻量化學成分/%體積密度/g/cm3Cr2O3MgOFe2O3SiO2Al2O3CaO燒結鎂鉻砂燒結鎂鉻砂電熔鎂鉻砂電熔鎂鉻砂電熔鎂鉻砂－－中鉻砂中鉻砂高鉻砂7.3116.4017.2120.9936.7083.9863.4073.9659.1238.973.8010.874.1911.6018.501.401.640.960.850.961.806.772.867.204.261.580.890.800.460.773.323.40－4.184.14二氧化硅的測定三氧化二鐵的測定三氧化二鋁的測定二氧化鈦的測定氧化鈣及氧化鎂的測定三氧化二鉻的測定二氧化硅的測定（亞鐵鉬藍光度法）一、方法提要試樣用混合熔劑熔融，稀鹽酸浸取，以乙醇作穩(wěn)定劑，在約C（HCl）=0.2mol/L介質中加入鉬酸銨使與單硅酸形成硅鉬雜多酸，加入草酸一硫酸混合酸，消除磷、砷的干擾。然后用硫酸亞鐵銨還原為硅鉬藍，于690nm處測量吸光度。二、主要試劑1.鹽酸：1：1；2.鉬酸銨溶液：5％；3.混合熔劑：2份無水碳酸鈉與1份硼酸研細混勻；4.草一硫混酸：取15g草酸溶于250ml硫酸（1：8）中，用水稀至1000ml，混勻；5.硫酸亞鐵銨溶液（4％）：取4g硫酸亞鐵銨溶于水中，加5ml硫酸（1：1），用水稀至100m1；6.二氧化硅標準溶液：100μgSiO2/ml。三、分析操作稱取0.10g試樣于預先盛有約2g混合熔劑的鉑坩堝中，混勻，再覆蓋1g，置于900℃的高溫爐中熔融5—20min，熔解完全后，取出旋轉坩堝，使熔物均勻地附于坩堝內壁。放冷后，放于有4Oml鹽酸（1：5）和2Oml水的250ml燒杯中，加熱浸出熔塊并至溶液清亮，洗出坩堝，冷至室溫，移于100ml容量瓶中，用水稀至刻度并混勻，與試樣操作同時，帶一空白試驗。移取10.00ml試液（當SiO2>1％時，吸取5.00ml，并加5ml空白溶液）于100ml容量瓶中，加10ml乙醇，5ml鉬酸銨溶液（5％），搖勻。于室溫下，放置20min，（如室溫低于15℃，則應在約30℃的熱水浴中進行），加50ml草—硫混酸，搖勻，立即加5ml硫酸亞鐵銨溶液（4％），加水至刻度，搖勻。于分光光度計690nm波長處測量其吸光度，以隨同的試樣空白為參比。從工作曲線上查得二氧化硅的量。工作曲線的繪制：吸取0.00，2.00，4.00，8.00ml二氧化硅標準溶液（100μgSiO2/ml）分別置于一組100ml容量瓶中，加2.5ml鹽酸（1：5），用水稀至10ml，以下按分析步驟操作，據測量吸光度與二氧化硅的量的關系，繪制工作曲線。返回三氧化二鐵的測定（鄰菲羅啉光度法）一、方法提要試樣用混合熔劑熔融，稀硫酸浸取，而后用717強堿性陰離子交換除鉻后，用鹽酸羥胺將Fe3+還原為Fe2+。在弱酸性溶液中，加入鄰菲羅啉使與Fe2+形成橙紅色配合物。于波長510nm處測量吸光度。二、主要試劑1.鹽酸羥胺溶液：10％；2.乙酸銨溶液：20％；3.混合熔劑：2份無水碳酸鈉與1份硼酸研細混勻；4.717強堿性陰離子交換樹脂：先將干樹脂用水浸泡半天，再用鹽酸（0.5~~~1.0mol/L）反復浸泡2—3次，每次1—2h，最后洗至無氯離子；5.鄰菲羅啉溶液（1％）：用乙醇（1：1）配制；6.三氧化二鐵標準溶液：100μgFe203/ml。三、分析操作稱取0.25g試樣于盛有4g混合熔劑的鉑坩堝中，混勻，表面再覆蓋約1g混合熔劑，于1000℃高溫爐中熔融30—40min，取出，稍冷。放于盛有10ml硫酸（1：1）和100ml水的燒杯中，加熱浸出熔塊并至溶液清亮，洗出坩堝，冷至室溫，加水至體積約為20Oml，加入約10—15g經處理過的717強堿性陰離子交換樹脂，攪拌3—5min。以中速濾紙過濾于250ml容量瓶中，用硫酸（1：9）洗燒杯3次，洗樹脂8—10次，然后，用水稀至刻度，搖勻。分取上述母液20.00ml（視三氧化二鐵含量而定）于100ml容量瓶中，用水稀至50ml，加5ml鹽酸羥胺溶液（10％），5ml鄰菲羅啉溶液（1％），15ml乙酸銨溶液（20％），加水稀至刻度，搖勻，放置30min。用0.5cm比色皿，于波長510nm處，以隨同試樣的空白為參比測量吸光度。三氧化二鐵的含量由工作曲線上查得。

工作曲線的繪制：吸取0.00,1.00,5.00,7.00,10.00ml三氧化二鐵標準溶液（100μgFe203/ml）；分別置于一組100ml容量瓶中，用水稀至約50ml，以下同分析步驟顯色并測量吸光度，依吸光度與三氧化二鐵之對應關系繪制工作曲線。返回三氧化二鋁的測定（氟鹽取代EDTA滴定法）一、方法提要于經717強堿性離子交換樹脂分離鉻后，測定三氧化二鐵時，所制備的母液中，加過量的EDTA標準溶液，于PH4.5時，使鋁與EDTA配位，以PAN為指示劑，用硫酸銅標準溶液滴定過量的EDTA。續(xù)而加氟鹽取代與鋁配位的EDTA。最后再用硫酸銅標準溶液滴定被取代出的EDTA，從而計算三氧化二鋁的量。鈦的干擾，加苦杏仁酸掩蔽。二、主要試劑1.鹽酸：1：1；2.苦杏仁酸溶液：10％；3.氫氧化鉀溶液：40％；4.乙酸一乙酸銨緩沖溶液（PH＝4.5）：取77g乙酸銨溶于200ml水中，加58.9ml冰乙酸，加水稀至1000ml，混勻；5.PAN指示劑：0.1％乙醇溶液；6.酚酞指示劑：0.1％的乙醇（1：1）溶液；7.EDTA標準溶液：C（EDTA）＝0.02mol/L；8.硫酸銅標準溶液：C（CuS04）＝0.02mol/L。三、分析操作吸取100.00ml分析三氧化二鐵時所制備的母液，置于400ml燒杯中，加lOml苦杏仁酸溶液（10％），攪勻后，視鋁含量而定加過量EDTA標準溶液（一般過量約5ml）加1—2滴酚酞指示劑，以氫氧化鉀溶液（40％）中和至紅色出現(xiàn)，立即滴加鹽酸（1：1）至紅色褪去，再過加2—3滴，加2Oml乙酸銨緩沖溶液，加熱煮沸5min，取下，待溶液的溫度約80℃，加8—10滴PAN指示劑，用硫酸銅標準溶液滴定至溶液由黃色變穩(wěn)定的紫紅色（不計體積）。向溶液中加1g氟化銨（或鈉），攪勻，煮沸約2min，取下，再補加2—4滴PAN指示劑，用硫酸銅標準溶液滴定至紫紅色為終點，記下體積為V。三氧化二鋁的質量百分數按下式計算：W（Al2O3）／％＝式中：c—硫酸銅標準溶液的濃度，mol/L；V—滴定消耗硫酸銅標準溶液的體積，ml；

V0—滴定空白消耗硫酸銅標準溶液的體積，ml；

m—稱取試樣質量，g；

f—分液率；

50.98—Al2O3／2DE摩爾質量，g/mol。返回二氧化鈦的測定（二安替吡啉甲烷光度法）一、方法提要在強酸性介質中，鈦與二安替吡啉甲烷形成黃色配合物。三價鐵的干擾，加抗壞血酸消除，然后于波長420nm處測量吸光度。二、主要試劑1.鹽酸：1：1；2.抗壞血酸：2％；3.二安替吡啉甲烷溶液（5％）：用鹽酸（0.5mol/L）配制；4.二氧化鈦標準溶液：10.00μgTiO2/ml。三、分析操作吸取20.00ml分析三氧化二鐵時所制備的母液，置于50ml容量瓶中，加5ml抗壞血酸溶液（2％），搖勻，再加入1ml二安替吡啉甲烷溶液（5％），14ml鹽酸(1+1),用水稀至刻度,搖勻。于分光光度計420nm或385nm波長處，以隨同試樣的空白為參比測量吸光度。由工作曲線上求得二氧化鈦的含量。工作曲線的繪制：吸取0.00，2.00，4.00，6.00ml二氧化鈦標準溶液（10.00μgTiO2／ml）分別置于一組50ml容量瓶中，加5ml抗壞血酸溶液，以下同分析步驟，測量吸光度，依吸光度和二氧化鈦的含量對應關系繪制工作曲線。返回氧化鈣及氧化鎂的測定（EGTA及CyDTA滴定法）一、方法提要試樣用混合熔劑熔融，稀鹽酸浸取，加乙醇還原高價鉻。以六次甲基四胺分離鐵、鋁、鈦等。取部分濾液，在PH>13時，加鈣指示劑，用EGTA標準溶液滴定至純藍色，計算氧化鈣的量。另取部分濾液，于PH＝10時，加入相當于鈣量的EGTA標準溶液，以酸性鉻藍K—萘酚綠B為指示劑，用CyDTA標準溶液滴定，計算氧化鎂的量。二、主要試劑1.混合熔劑：兩份碳酸鈉與一份硼酸研細混勻；2.氫氧化鉀溶液：30％；3.六次甲基四胺溶液：30％，1％；4.三乙醇胺溶液：1：1；5.氨性緩沖溶液（PH＝10）：取67.5g氯化銨溶于200ml水中，加570ml氨水，加水稀至1000ml；6.鈣指示劑：稱取1g鈣試劑于100g硫酸鉀研細混勻；7.萘酚綠B指示劑（0.5％）：溶于三乙醇胺（1：1）；8.酸性鉻藍K指示劑（0.5％）：溶于三乙醇胺（1：1）；9.EGTA（乙二醇二乙醚二胺四乙酸）標準溶液：c（EGTA）＝0.01mol/L；10.CyDTA（環(huán)己二胺四乙酸）標準溶液：c（CyDTA）＝0.05mol/L。三、分析操作稱取0.5g試樣于盛有約4g混合熔劑的鉑坩堝中，攪勻，再覆蓋1—2g混合熔劑，置于1000℃高溫爐中熔融至完全分解（約5—30min）,取出冷至室溫，置于盛有40ml熱鹽酸（1：1）溶液和50ml水的燒杯中，及熱浸取熔物并至清亮，用水洗出坩堝，加20ml乙醇，煮沸5min，冷至室溫。向溶液中投入一小塊剛果紅試紙，滴加氫氧化鉀溶液（30％）中和至試紙變?yōu)樗{紫色，加六次甲基四胺溶液（30％），至沉淀剛出現(xiàn)（試紙呈紅色）并過量20ml。在約70℃保溫5—10min。用中速濾紙過濾于500ml容量瓶中，用熱六次甲基四胺溶液（1％）洗燒杯2—3次，洗沉淀5—6次。將濾液冷卻至室溫，以水稀至刻度，搖勻。式中：c—EGTA標準溶液的濃度，mol/L；

V—滴定消耗EGTA標準溶液的體積，ml；

m—稱取試樣的質量，g；

f—分液率；

56.08—氧化鈣的摩爾質量，g/mol。氧化鈣的測定：分取100.00ml上述濾液，置于400ml燒杯中，加50ml水，5ml三乙醇胺溶液（1+1）及相當于約80％氧化鈣量的EGTA標準溶液。加12ml氫氧化鉀溶液（30％）及鈣指示劑少許，繼用EGTA標準溶液滴定至純藍色為終點。氧化鈣的質量百分數按下式計算：W（CaO）／％＝氧化鎂的測定：另取100.00ml上述試液，置于400ml燒杯中，加約100ml沸水，5ml三乙醇胺溶液（1+1），10ml氨性緩沖溶液。然后準確加入滴定氧化鈣時所需的EDTA標準溶液，再過加0.5ml加2滴酸性鉻藍K指示劑溶液，6滴萘酚綠B指示劑溶液，用CyDTA標準溶液滴定至藍綠色為終點。氧化鎂質量百分數按下式計算：W（MgO）／％＝式中：C—CyDTA標準溶液的濃度，mol/L；V—滴定消耗的CyDTA標準溶液的體積，ml；

m—稱取試樣質量，g；

f—分液率；

40.32—MgO的摩爾質量，g/mol。返回三氧化二鉻的測定（硫酸亞鐵滴定法）一、方法提要試樣用混合熔劑熔融，稀硫酸浸取，以硝酸銀為催化劑，加入過硫酸銨將低價鉻氧化為高價鉻。然后，加過量硫酸亞鐵銨標準溶液，將高價鉻還原，以二苯胺磺酸鈉為指示劑，以重鉻酸鉀標準溶液滴定過量的硫酸亞鐵銨溶液。二、主要試劑1.硝酸銀溶液：1％；2.硫酸錳溶液：0.1％；3.過硫酸銨溶液：25％；4.氯化鈉溶液：10％；5.混合熔劑：兩份碳酸鈉與一份硼酸混勻研細；6.硫—磷混酸：將150ml硫酸，在不斷攪拌下緩緩倒入700ml水中，再加入150ml磷酸；7.二苯胺磺酸鈉指示劑：0.1％；8.硫酸：1+1；9.硫酸亞鐵銨標準溶液：C［（NH4）2Fe（SO