一种硫酸法钛白浓缩液中镁离子的测定方法
【专利摘要】本发明公开一种硫酸法钛白浓缩钛液中镁离子的测定方法，包括试样制备、滴定、镁离子浓度计算的步骤，在pH＝5—6时，采用氨水、过硫酸铵、铜铁试剂在六次甲基四胺的缓冲体系中进行浓缩钛液中大量重金属离子的掩蔽和消除，在滴定过程中，采用一定浓度的三乙醇胺溶液对微量铁、钛、锰等杂质进行二次掩蔽。其所建立的掩蔽体系能够对浓缩钛液中镁的含量进行准确测定，方法简捷、快速、准确度高、重现性好。
【专利说明】一种硫酸法钛白浓缩液中镁离子的测定方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及金属元素定性和定量测定领域，具体涉及一种硫酸法钛白浓缩液中镁 离子的测定方法。
【背景技术】
[0002] 钛精矿采选自钛铁矿或钛磁铁矿中，是生产钛白粉的重要原料，钛精矿中含有 45%-50%左右的二氧化钛（TiO2)、大量三氧化二铁（Fe2O3),氧化铁（FeO)，其中还有少量 的磷、硫、镁、I丐元素。高钛渣也是生产四氯化钛、钛白粉和海绵钛产品的优质原料，其是由 钛精矿经过物理生产过程而形成的，通过电炉加热熔化钛精矿，使钛精矿中的二氧化钛和 铁熔化分离后得到的高含量二氧化钛的富集物。
[0003] 在硫酸法钛白生产工艺中，钛精矿品位、高钛渣的组成和其它元素含量影响过程 产品质量，最终影响产品的应用性能，目前，国内一些钛精矿钙镁含量都比较高，它不仅对 硫酸法钛白生产过程中水解质量造成一定的影响，而且在冶炼高钛渣时，很难消除，严重影 响高钛渣的质量和实用性。因此在生产过程中要严格控制和检测其杂质元素的含量，如通 过检测浓缩钛液中镁的含量，可以进一步掌握在酸解、沉降及结晶抽滤等岗位中对镁离子 的掩蔽消除情况，掌握残留镁离子对水解质量的影响，最终控制产品的质量。目前，国标中 测定镁通常用络合滴定法，但浓缩钛液中铁、钛、锰及一些重金属元素严重干扰测定，影响 测定的准确性与重现性。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，本申请提供一种硫酸法钛白浓缩钛液中镁离子的测定方法，其所建立 的掩蔽体系能够对浓缩钛液中镁的含量进行准确测定，方法简捷、快速、准确度高、重现性 好。
[0005] 为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是一种硫酸法钛白浓缩钛液中镁离 子的测定方法，包括试样制备、滴定、镁离子浓度计算的步骤：
[0006] 其中试样制备步骤为：准确吸取25mL浓缩钛液于烧杯中，加入50mL去离子水、 25mL硫盐混酸，摇勻后加入5mL浓氨水，通过滴加氢氧化钾溶液调节pH至5-6,加入2g过 硫酸铵，搅拌后加热至沸腾，保持沸腾5 - IOmin后冷却，将烧杯中溶液全部转移至200mL容 量瓶中，稀释至刻度，用快速滤纸干过滤于烧杯中，吸取50mL滤液至IOOmL容量瓶中，加入 六次甲基四胺溶液IOmU铜铁试剂5mL，放置IOmin后稀释至刻度，干过滤于烧杯中，调节pH 值至酸性后形成制备液；
[0007] 其中滴定步骤为：取两个滴定用三角瓶A、B，分别加入上述制备液25mL，其中A三 角瓶中加入IOmL三乙醇胺溶液、20mL氢氧化钾溶液、5滴钙指示剂；B三角瓶中加入IOmL三 乙醇胺溶液、20mL氨性缓冲液，ImL铬黑T ;将A、B三角瓶中溶液分别用EDTA标准溶液进行 滴定，溶液颜色由酒红色突变为蓝色即为终点；
[0008] 其中镁离子浓度计算步骤为：
[0009] 镁离子浓度由下式计算：
[0010] XMg2+ = (V2 - V1 - V0) X C 标 X MMg X 稀释倍数 /V
[0011] 式中：
[0012] XMg2+--镁离子浓度，单位为g/L ;
[0013] V2--B三角瓶中溶液的滴定体积，单位为mL ;
[0014] V1--A三角瓶中溶液的滴定体积，单位为mL ;
[0015] V0-空白体积，即滴定未加试样的溶液的滴定体积，单位为mL ;
[0016] Cfe--EDTA标准溶液的浓度，单位为mol/L ;
[0017] M Mg-镁兀素的相对分子质量；
[0018] 稀释倍数--浓缩钛液与滴定用的制备液之间的稀释倍数；
[0019] V--A、B三角瓶中原制备液的体积，单位为mL。
[0020] 优选的，所述测定方法中稀释倍数根据实际测定需要确定。
[0021] 更为优选的，所述测定方法中稀释倍数为16,即吸取浓缩钛液25ml稀释到16倍后 测定分析，吸取浓缩钛液25ml定容至200ml容量瓶中，过滤并吸取50ml稀释液，此时是稀 释4倍关系，定容至IOOml容量瓶中，再吸取25ml滴定分析，此时稀释倍数为16倍。
[0022] 优选的，所述硫盐混酸为硫酸和盐酸的混合酸，所述硫盐混酸的制备方法为：将配 制好的质量百分比为20%的硫酸和配制好的质量百分比为50%的盐酸按体积比1 :1混合 即得。
[0023] 优选的，所述EDTA标准溶液的浓度为0. lmol/L。
[0024] 优选的，所述氨性缓冲液的pH值为10。
[0025] 优选的，所述试样制备步骤中通过滴加氢氧化钾溶液调节pH值时需采用精密pH 试纸检验。
[0026] 优选的，所述试样制备步骤中，调节干过滤于烧杯中溶液的pH时，需加入适量酸， 所述酸选自硫酸、盐酸中的一种。
[0027] 其中，干过滤就是用干滤纸，干漏斗，将溶液过滤，滤液收集于干燥容器中，在干过 滤的过程中应弃去初滤液，原因在于滤液在经过滤纸时，滤纸会吸收部分水分，以致初滤液 的实际浓度要高于其原浓度，且滤纸本身加工不精细，表面有一些可溶性的杂质，除去初滤 液也就是为了防止这些杂质进入溶液当中，保证溶液的纯度。
[0028] 其中本申请技术方案中各试剂均来自于市售，其中以下试剂的规格为：
[0029] 浓氨水为AR500ml分析纯试剂；
[0030] 过硫酸铵为AR500g分析纯试剂；
[0031] 三乙醇胺为AR500ml分析纯试剂，体积比1:4 ;
[0032] 六次甲基四胺为AR500g分析纯试剂，质量百分比40% ;
[0033] 氢氧化钾为AR500g分析纯试剂，质量百分比40% ;
[0034] 铬黑T为AR50g分析纯试剂；
[0035] 钙指示剂为AR50g分析纯试剂，质量百分比5% ;
[0036] 铜铁试剂为ARlOOg分析纯试剂，质量百分比10%。
[0037] 本申请与现有技术相比，其详细说明如下：本申请通过各试剂的选择，建立掩蔽体 系，将浓缩钛液中的各杂质金属离子掩蔽或消除，使其对镁离子进行准确测定，其具体说明 如下：
[0038] I、在试样制备步骤中，在pH = 5-6时，采用氨水、过硫酸铵、铜铁试剂在六次甲基 四胺的缓冲体系中进行钛的完全沉淀和铁的沉淀，同时锰和其它重金属元素也能够部分沉 淀。其原理在于氨水是弱碱，有碱的共性，能够沉淀一些重金属离子，同时有较强的络合作 用；而过硫酸铵有较强的氧化作用和络合作用，能够使低价的金属离子氧化成稳定的高价 而沉淀和络合，达到掩蔽的目的；六次甲基四胺是一种良好的弱碱性缓冲液，在这种缓冲体 系中，铜铁试剂的选择性掩蔽会更加灵敏和专一，使得大量的高价铁和锰进行沉淀。将上述 大量金属沉淀进行干过滤，达到大部分杂质的消除。
[0039] 2、在滴定步骤中，采用一定浓度的三乙醇胺溶液对微量铁、钛、锰等杂质进行二次 掩蔽。三乙醇胺能够在弱碱性的环境中，对Fe3+、Ti4+和少量的Mn2+进行掩蔽，在加入三乙 醇胺之前，必须要求体系显酸性，作用在于防止高价金属离子水解而影响掩蔽效果，加入三 乙醇胺后，再调节PH值至碱性，进行镁的分析，以达到准确测定镁离子含量的目的。
【具体实施方式】
[0040] 为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对 本发明作进一步的详细说明。
[0041] 实施例一
[0042] 样品中镁离子含量的测定
[0043] 分别取2批钛精矿制作的浓缩钛液和2批用高钛渣制作的浓缩钛液，分别编号为 I、II、III、IV，通过以下方法进行镁离子含量测定：
[0044] (1)试样制备：准确吸取25mL浓缩钛液于烧杯中，加入50mL去离子水、25mL硫盐 混酸，摇匀后加入5mL浓氨水，通过滴加氢氧化钾溶液调节pH至5- 6,调节时，采用精密 pH试纸检验，再加入2g过硫酸铵，搅拌后加热至沸腾，保持沸腾5min后冷却，将烧杯中溶 液全部转移至200mL容量瓶中，稀释至刻度，用快速滤纸干过滤于烧杯中，吸取50mL滤液至 IOOmL容量瓶中，加入六次甲基四胺溶液IOmU铜铁试剂5mL，放置IOmin后稀释至刻度，干 过滤于烧杯中，加硫酸溶液调节PH值至酸性后备用；
[0045] (2)滴定：取两个滴定用三角瓶A、B，分别加入上述制备液25mL，其中A三角瓶中 加入IOmL三乙醇胺溶液、20mL氢氧化钾溶液、5滴钙指示剂；B三角瓶中加入IOmL三乙醇 胺溶液、20mL氨性缓冲液，ImL铬黑T ;将A、B三角瓶中溶液分别用浓度为0. lmol/L的EDTA 标准溶液进行滴定，溶液颜色由酒红色突变为蓝色即为终点；
[0046] (3)镁离子浓度计算：
[0047] 镁离子浓度由下式计算：
[0048] XMg2+ = (V2 - V1 - V0) XC标 XM ^lgX 稀释倍数 /V
[0049] 式中：
[0050] XMg2+--镁离子浓度，单位为g/L ;
[0051] V2--B三角瓶中溶液的滴定体积，单位为mL ;
[0052] V1--A三角瓶中溶液的滴定体积，单位为mL ;
[0053] V0-空白体积，即滴定未加试样的溶液的滴定体积，单位为mL ;
[0054] C标--EDTA标准溶液的浓度，单位为mol/L ;
[0055] Mltlg-镁元素的相对分子质量；
[0056] 稀释倍数--本实施例中稀释倍数为16 ;
[0057] V--A、B三角瓶中原制备液的体积，单位为mL。
[0058] 其中，硫盐混酸为硫酸和盐酸的混合酸，硫酸与盐酸的体积比为1 :1，其中硫酸的 规格为：硫酸20%+50%，浓氨水和过硫酸铵为分析纯试剂，三乙醇胺的规格为（1:4)，六次 甲基四胺的规格为（40%)，氢氧化钾的规格为（40%)，铬黑T的规格为，钙指示剂的规格 为（5% )，铜铁试剂的规格为（10% )，以上各试剂均来自于市售。
[0059] 该I、II、III、IV浓缩钛液均按上述方法测定，同时将上述同一浓缩钛液稀释至一 定程度后，采用原子吸收光谱进行测定，将测定出的镁离子的含量列于下表1。
[0060] 其中，原子吸收光谱（AAS)，即原子吸收光谱法，是基于气态的基态原子外层电子 对紫外光和可见光范围的相对应原子共振辐射线的吸收强度来定量被测元素含量为基础 的分析方法，具有检出限低、准确度高、选择性好（即干扰少）、分析速度快的特点。本实施 例将其采用原子吸收光谱法测定的镁离子浓度与本申请方法测定的镁离子浓度进行对比， 可直观看出本申请测定方法的准确度。
[0061] 表1实施例一镁离子含量测定结果
[0062]
【权利要求】
1. 一种硫酸法钛白浓缩钛液中镁离子的测定方法，包括试样制备、滴定、镁离子浓度计 算的步骤，其特征在于： 所述试样制备步骤为：准确吸取25mL浓缩钛液于烧杯中，加入50mL去离子水、25mL硫 盐混酸，摇匀后加入5mL浓氨水，通过滴加氢氧化钾溶液调节pH至5-6,加入2g过硫酸铵， 搅拌后加热至沸腾，保持沸腾5 - lOmin后冷却，将烧杯中溶液全部转移至200mL容量瓶中， 稀释至刻度，用快速滤纸干过滤于烧杯中，吸取50mL滤液至100mL容量瓶中，加入六次甲基 四胺溶液10mL、铜铁试剂5mL，放置lOmin后稀释至刻度，干过滤于烧杯中，调节pH值至酸 性后形成制备液； 所述滴定步骤为：取两个滴定用三角瓶A、B，分别加入上述制备液25mL，其中A三角瓶 中加入10mL三乙醇胺溶液、20mL氢氧化钾溶液、5滴钙指示剂；B三角瓶中加入10mL三乙 醇胺溶液、20mL氨性缓冲液，lmL铬黑T ;将A、B三角瓶中溶液分别用EDTA标准溶液进行滴 定，溶液颜色由酒红色突变为蓝色即为终点； 所述镁离子浓度计算步骤为： 镁离子浓度由下式计算： XMg2+ = (V2 - Vi - V0) XC标 XMMgX 稀释倍数 /V 式中： XMg2+--镁离子浓度，单位为g/L ; V2--B三角瓶中溶液的滴定体积，单位为mL ; \--A三角瓶中溶液的滴定体积，单位为mL ; V〇--空白体积，即滴定未加试样的溶液的滴定体积,单位为mL ; (?--EDTA标准溶液的浓度，单位为mol/L ; MMg-镁兀素的相对分子质量； 稀释倍数--浓缩钛液与滴定用的制备液之间的稀释倍数； V--A、B三角瓶中原制备液的体积，单位为mL。
2. 根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于：所述测定方法中稀释倍数根据实际 测定需要确定。
3. 根据权利要求2所述的测定方法，其特征在于：所述测定方法中稀释倍数为16。
4. 根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于：所述硫盐混酸为硫酸和盐酸的混合 酸，所述硫盐混酸的制备方法为：将配制好的质量百分比为20%的硫酸和配制好的质量百 分比为50%的盐酸按体积比1 :1混合即得。
5. 根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于：所述EDTA标准溶液的浓度为 0?lmol/L〇
6. 根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于：所述氨性缓冲液的pH值为10。
7. 根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于：所述试样制备步骤中通过滴加氢氧 化钾溶液调节pH值时需采用精密pH试纸检验。
8. 根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于：所述试样制备步骤中，调节干过滤于 烧杯中溶液的pH时，需加入适量酸，所述酸选自硫酸、盐酸中的一种。
【文档编号】G01N31/16GK104407095SQ201410833877
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年12月26日 优先权日:2014年12月26日
【发明者】刘伟, 王荣凯, 李顺泽, 张强, 王显云, 袁辉, 蒋贤均 申请人:攀枝花东方钛业有限公司