铁质原料标准讲课

实验结论

由图1和图2中的滴定曲线比较可以看出： 两条滴定曲线是有显著差异的。中和残余 酸时，曲线的突跃范围为pH5～9，等当 点为7，属强碱滴定强酸型；滴定水解HF 时，曲线突跃范围很不明显，等当点约为 7.5，属强碱滴定弱酸型。根据表2中各指 示剂变色点数据，应选择甲基红做滴定残 余酸的指示剂；选择酚酞做滴定水解HF 的指示剂。
氟硅酸钾沉淀生成条件实验
列号 1 沉淀时间 （分钟） 1 2 3 4 5 6 7 8
K1水平1指标和 K2水平2指标和
2 氯化钾 （克） 5 5 10 10 5 5 10 10 0.59 0.72
3 硝酸 （mL） 10 15 15 10 15 10 10 15 0.43 0.88
4 沉淀体积 （mL） 100 100 100 100 50 50 50 50 0.09
0.03
0.59
烧失量测定条件试验结论


实验结果表明：温度对烧失量的影响最明显，950℃下的 烧失量明显高于800℃下的烧失量；高温炉的发热介质对 烧失量结果也有较大的影响，这是因为发热介质为电炉丝 的炉膛内气氛为氧化气氛，可使低价元素氧化而使样品增 重，而硅碳棒炉为还原性气氛，硫化物等组份难以氧化而 挥发使烧失量增加；对于硫含量较高的样品，用瓷坩埚盛 样品时，由于局部氧化气氛较差，故烧失量结果较采用通 风良好的瓷灰皿为高；灼烧时间对烧失量较高的样品有一 定的影响；升温制度对结果的影响较小。 由于铁矿石在高温下灼烧时，存在着较明显的氧化和分解 化学反应，故其烧失量与灼烧条件有着密切的关系，因而 固定烧失量测定的条件是十分必要的。实验表明：用瓷灰 皿盛放样品，放入已恒温到950℃的电阻丝高温炉中，易 得到较稳定的结果。
烧失量测定条件实验（JS81－02）
因素 试验号 1 2 3 4 5 6 7 8 K1 K2 800 800 800 800 950 950 950 950 17.07 17.52 瓷坩埚 瓷坩埚 瓷灰皿 瓷灰皿 瓷坩埚 瓷坩埚 瓷灰皿 瓷灰皿 17.29 17.3 30 30 60 60 60 60 30 30 17.11 17.48 室温升起 恒温置入 室温升起 恒温置入 室温升起 恒温置入 室温升起 恒温置入 17.37 17.22 电炉丝 硅碳棒 电炉丝 硅碳棒 硅碳棒 电炉丝 硅碳棒 电炉丝 16.81 17.68 4.05 4.39 4.28 4.35 4.46 4.39 4.58 4.09 灼烧温度 盛样器皿 灼烧时间 升温制度 发热介质 测定值 二次灼烧变化 量 -0.02 0.05 -0.02 -0.02 -0.03 0.03 -0.05 0
滴定曲线测定及指示剂选择实验
指示剂变色点PH值
指示剂
甲基红
介质
颜色变化
变色点PH值
6.5
室 温 ， （ 50g/L ） 红®黄 KCl－50％乙醇
酚酞
室 温 ， （ 50g/L ） 无®红 KCl－50％乙醇
9
甲基红
室温水
红®黄
5.7
酚酞
甲基红 酚酞
室温水
沸水 沸水
无®红
红®黄 无®红
9.3
5.5 7.6

式中： XLOI──烧失量的质量分数，％； m3──试料的质量，单位为克(g)； m4──灼烧后试料的质量，单位为克(g)。
试样的分解
待测元素 试样量 熔 （ 溶 ） 剂 及 熔融温度℃ 用量
硼 砂 - 碳 酸 钠 750 (1+2); 4-5g 氢氧化钠; 10g 氢氧化钠; 5g 氢氧化钾; 4-5g 氢氧化钾; 4-5 氢氟酸10mL,硫 酸1mL 950－1000 750 600－700 普通电炉


样品及试液的预处理 待测化学成分的测定
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样品及试液的预处理


样品的熔解与溶解 共存元素的分离与掩蔽
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水泥及其原材料相关元素分析方法分类


重量法 容量法 仪器分析法

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重量法


氯化铵促凝-重量法测定二氧化硅 动物胶促凝-重量法测定二氧化硅 盐酸二次蒸干-重量法测定二氧化硅 硫酸钡重量法测定三氧化硫
烧失量的测定

试样的烧失量是指试样在高温下灼烧时的损失 量，一般用于综合表示试样中无效成份，主要 是试样中的水和二氧化碳含量，但是在试样灼 烧使水和二氧化碳排出的同时，试样中的其它 组份可能在高温下挥发或发生有挥发物生成或 有大气物质参加的化学反应，因而烧失量实际 上是在高温下各种化学反应所引起质量增加和 减少和代数和。烧失量的数值主要与灼烧温度、 灼烧时间、灼烧气氛、升温制度等灼烧条件有 关，而影响灼烧气氛的因素主要是盛放试样的 器皿和电炉的发热介质。
水泥用铁质原料化学分析方法
JC/T850-200*
中国建筑材料科学研究总院 检验认证中心
刘玉兵 教授
目 录


水泥化学检验的分类 化学成份分析的两个环节 标准的主要内容 主要技术难点 创新点 特点
水泥化学检验的分类


质量检验 生产控制分析 验证性检验
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化学成份分析的两个步骤
0.11
0.0015
熔样条件正交试验计算表
列号
试验号 1 冷却水温度℃ 20 熔样时间(mim) 10 熔样电压(V) 200 结果误差 0.18
2
3 4 K1 K2 差方和 自由度 均方根
20
30 30 0.19 -0.18 0.0342 1 0.18
15
10 15 0.06 -0.05 0.003 1 0.06
两个滴定过程选择不同指示剂的理论分析

中和残余酸的过程实际上是用氢氧化钠标准溶液滴定有少 量氟共存的硝酸；其等当点为强碱滴定氢氟酸的等当点， 与共存氟离子的浓度有关，一般略大于7；在中和完残余酸 的沉淀中，加入沸水，，则沉淀会溶解，并水解产生氢氟 酸，因此，此时的洋定仍然是强碱对氢氟酸的滴定，但其 等当点不同于对单纯氢氟酸的滴定，因为此时氢离子的浓 度不仅受氢氟酸解离常数的限制，而且还要受 SiF6= 水解 常数的影响，总的解离常数为SiF6= 水解常数与氢氟酸解 离常数之积，即此时的滴定体系等价于强碱对一种较HF弱 的酸的滴定，因而其滴定曲线突跃减小，等当点PH增高。 因此中和残余酸和滴定水解生成的HF，虽然都是用氢氧化 钠滴定氢氟酸，但由于滴定体系中共存物质的不同及介质 与介质温度的不同，其滴定曲线及等当点是不同的，指示 其终点的最佳指示剂也不尽相同。
5 滤纸
指标
试验号
误差
5 15 5 15 5 15 5 15 0.5 0.81
中 快 中 快 快 中 快 中 0.6 0.71
0.05 0.13 0.09 0.11 0.25 0.16 0.11 0.41
R＝K1－K2
差方和
0.31
0.012
0. 13
0.0021
0.45
0.0253
0.55
0.0378
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容量法


酸碱滴定法 氧化还原滴定法 配位滴定法 沉淀滴定法

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仪器分析法


分光光度法(比色法) 火焰光度法 原子吸收分光光度法 X射线荧光分析法

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项目主要内容
• 二氧化硅，三氧化二铁，三氧化二铝，氧化钙四种主要配料成份的测
定方法； • 氧化镁，三氧化硫，氧化钾，氧化钠四种配料限制成份及烧失量共五 种成份的测定方法； • 各成份分析结果的验收方法，即确认结果有效的方法和最终结果的确 定方法
R
0.45
0.01
0.37
0.15
0.87
烧失量测定条件实验（JBW12－1－4）
因素 试验号 1 2 3 4 5 6 7 8 K1 K2 800 800 800 800 950 950 950 950 58.26 62.53 瓷坩埚 瓷坩埚 瓷灰皿 瓷灰皿 瓷坩埚 瓷坩埚 瓷灰皿 瓷灰皿 61.59 59.2 30 30 60 60 60 60 30 30 59.36 61.43 室温升起 恒温置入 室温升起 恒温置入 室温升起 恒温置入 室温升起 恒温置入 60.74 60.05 电炉丝 硅碳棒 电炉丝 硅碳棒 硅碳棒 电炉丝 硅碳棒 电炉丝 59.53 61.26 14.41 14.8 14.46 14.59 16.42 15.96 15.45 14.7 灼烧温度 盛样器皿 灼烧时间 升温制度 发热介质 测定值 二次灼烧变化 量 1.43 0.98 -0.02 0.02 0.01 -0.02 0.06 0.06
180
180 200 0.12 -0.11 0.0132 1 0.12
0.01
-0.12 -0.06
洗涤与中和过程中氟硅酸钾的溶解


在一定的酸度下，增加钾离子的浓度和适量增加氟离子的浓度有 利于氟硅酸钾沉淀的生成完全；在对沉淀的洗涤过程中，由于氟 离子浓度的降低，沉淀的水解和溶解是不可避免的，水解平衡时， 沉淀的水解量可达到21％，因而，缩短洗涤时间，使水解反应来 不及进行，是减小沉淀水解的有效方法。在中和残余酸的过程中， 由于氢离子浓度的减小，使 SiF6= 水解的趋热势更大。在中和液 中加入乙醇可以从三个方面抑制沉淀的溶解： 1、降低氟硅酸钾沉淀的溶解度，实验表明：50％乙醇溶液枯使 氟硅酸钾沉淀的溶度积减小1000倍； 2、减小水解常数，有效水浓度的降低，能使 SiF6= 的水解常数 减小； 3、降低水解速度，实验表明，氟硅酸钾在50％乙醇溶液中也能 逐渐水解，但速度要比在水中慢的多。
烧失量测定步骤


称取约1g (m3) 试样，精确至0.0001g，置于已灼烧恒重的 灰皿（4.2)中，放入已升温至950C～1000C的高温炉中， 灼烧60min，取出灰皿（4.2)置于干燥器中冷却至室温，称 量。 6.3 结果的计算与表示 烧失量的质量分数XLOI按式计算：