一种镁电解质中氯化钠的测定方法与流程

本发明属于电解质成分分析，具体涉及一种镁电解质中氯化钠的测定方法。

背景技术：

1、镁的工业生产方法，一般有热法和电解法两种。目前占据主导的是电解法，熔盐电解法生产镁成本低，原料来源广泛，是当今生产金属镁的主要方法，其生产的金属镁约占镁总产量的3/4。如在镁还原法生产海绵钛工艺过程中副产的氯化镁，大部分工厂都相应配置了氯化镁熔盐电解产出金属镁的镁冶炼工艺，以达到镁源的综合循环利用。镁电解生产过程中，电解质的分子比直接影响电流效率，因此电解质(氯化钠、氯化钙和氯化镁)的分子比是镁的电解法生产中需要及时分析和控制的参数。如参数变差较大将直接影响到镁电解槽电流效率，也就是产镁量。所以对电解质成分的分析尤为重要，分析的准确性将直接影响生产装置的产量。

2、常见电解体系为mgcl2-nacl-cacl2，镁电解质常见的测定方法有：

3、(1)化学滴定法，通过先测定钙、镁含量分别换算成氯化钙、氯化镁含量，用100减氯化钙、氯化镁得到氯化钠百分含量，若电解质中夹金属镁时测定结果(氯化钠)会偏低；

4、(2)icp-aes法，此方法存在的问题是，电解质被测组分为高含量，icp检出限较低更适合于测定微量级样品，通过大体积稀释后分析误差也较大；

5、(3)xrf法，理论上氟以后元素都可以测定，而na元素靠前，激发出特征荧光的概率比较小，在加上na激发出来的荧光能量低，在空气以及探测器b窗被阻隔了很大一部分，所以到达探测器的荧光很少，所以钠的测定也偏差较大，在测定时压好片必须即时测定，防止水解掉片影响设备运行。

6、如申请号cn201810558505.8提出的一种对电解法生产镁的电解质的成分进行分析的方法，省去了测定氯化钾的步骤，节约了成本；排除因部分成分含量较低造成的测量精度不足的缺陷；解决了镁电解质中电解质无系统分析方法的问题。其也是用化学滴定法对镁电解质成分分析，仍然会存在上述问题，若电解质中夹金属镁时，氯化钠测定结果会偏低。因此，需要设计一种特别针对电解镁电解质成分中氯化钠的测定方法，才能适应现代电解法生产镁提高产镁量的实际需要。

技术实现思路

1、本发明公开了一种镁电解质中氯化钠的测定方法，拟解决现有镁电解质中氯化钠使用化学滴定法，若电解质中夹金属镁时，氯化钠测定结果会偏低；使用icp-aes法，大体积稀释后分析误差较大；使用xrf法钠测定也偏差较大的技术问题。

2、表1.镁电解质中的典型成分

3、

4、如表1所示，因镁电解质在电解槽中长时间高温运行，电解质中氧化镁、单质镁、铁杂质均可检测到，但含量相对于氯化钠、氯化镁、氯化钙较少，其占比低于0.015％。其中金属镁可以溶解于乙醇中，产生镁乙醇酸盐，对分析结果无影响，故本技术检测方法不涉及对氧化镁、单质镁、铁杂质的考虑。

5、氯化钠是一种离子化合物，其晶格中的钠离子和氯离子相互作用形成了强烈的离子键。乙醇分子是极性分子，但它不具有足够的极性来完全破坏氯化钠的离子键。因此，氯化钠无法溶解于乙醇等非极性或弱极性溶剂中，氯化钠在无水乙醇中为难溶，在常温下(约25℃)，氯化钙在无水乙醇中的溶解度大约为74g/100ml；氯化镁在无水乙醇中的溶解度大约为61g/100ml；用饱和氯化钠乙醇溶液溶解电解质样品，可以将样品中，氯化镁及氯化钠充分溶解，剩余不溶部分即为氯化钠，不溶部分烘干称重即可计算氯化钠含量。

6、为解决上述存在的技术问题，基于以上设计原理，本发明采用的技术方案如下：

7、一种镁电解质中氯化钠的测定方法，包括如下步骤：

8、步骤1：浸提剂的配制，即配制饱和氯化钠醇溶液；

9、步骤2：称取预制样品，称取质量记为m样，加入步骤1得到浸提剂，使样品充分溶解得悬浊液；

10、步骤3：将步骤2制得悬浊液固液分离得到滤渣；

11、步骤4：将步骤3得到滤渣干燥称重，干燥后滤渣质量记为m1；

12、步骤5：根据以下公式计算得到氯化钠含量：

13、

14、其中，ω为氯化钠质量分数；

15、m样为称取样品质量；

16、m1为滤渣干燥质量。

17、采用本技术方案，浸提剂为饱和氯化钠的乙醇溶液，通过浸提剂对样品的溶解，充分溶解样品中的氯化镁及氯化钠，剩余不溶部分即为样品中的氯化钠，对其称重计算即可得到氯化钠的成分含量。

18、优选的，在所述步骤1中，取过饱和的分析纯氯化钠加入分析纯无水乙醇，摇匀后静置48h，取出上清液即为浸提剂，将浸提剂密封保存备用。

19、采用本技术方案，过饱和氯化钠加无水乙醇配制浸提剂，可以保证混合悬浊液是氯化钠的过饱和溶液，静置后上清液即为饱和氯化钠的乙醇溶液，且可以排除配制过程加入的过饱和氯化钠被带入检测过程，对最终氯化钠测试结果造成影响，使测定值大于实际值，将其密封可以保证存放过程，滴入水或其他杂质，对测试造成其他影响。

20、优选的，还包括样品预制，将电解槽中取出的样品于干燥器中冷却后研磨，快速制样并密封以备取用。

21、采用本技术方案，电解槽中取出的高温样品，需要干燥冷却，以保证称重质量无水分影响，且高温会影响称重准确性，冷却后称重，保证称重结果的准确性。

22、优选的，在所述步骤2中，称取适量药品，加入过量浸提剂后，室温下，超声充分溶解，得悬浊液。

23、采用本技术方案，超声溶解以保证浸提剂与样品的充分接触溶解，减小最终氯化钠的杂质影响，采用超声溶解而不是加热溶解是为了防止，加热改变氯化钠在乙醇中的溶解度，使得饱和氯化钠乙醇溶液亚饱和，进而溶解一部分样品中的氯化钠，使得最终氯化钠的测定结果偏小，影响测定方法准确性。

24、优选的，在所述步骤3中，所述固液分离方法采用抽滤的方法，抽滤过程始终保持液面高于不溶物，用浸提剂洗涤3-5次。

25、采用本技术方案，抽滤可以高效完全分离固液两相，且用浸提剂洗涤不溶物表面残留样品，可以将氯化镁及氯化钠充分去除，避免影响到最终氯化钠的测定结果。

26、优选的，在所述步骤3中，用浸提剂洗涤后，将洗涤液滴入碳酸钠溶液检测钙离子是否洗涤完全。

27、采用本技术方案，将洗涤液滴入碳酸钠溶液，观察滴入接触面是否有沉淀生成，若有，则氯化钙及氯化镁仍未洗涤干净，若无，则证明洗涤干净，添加检验步骤，可以更精确把握氯化钙及氯化镁洗涤情况，方便直观了解到其是否除去。

28、优选的，在所述步骤3中，抽滤滤渣承接容器预先称取重量，记为m2。

29、采用本技术方案，预先称取容器质量，后续计算使用差减减去容器质量即可，方便实验过程且不影响实验数据。

30、优选的，在所述步骤4中，将滤渣通承接容器置于干燥箱中，干燥至恒重，然后取出于干燥器中冷却至室温，称重，记为m3；即m1＝m3-m2(2)。

31、采用本技术方案，容器采用可烘干干燥的容器，同滤渣一起烘干后称重得m3，减去预先称取的容器质量m1，即为滤渣的干燥质量。

32、优选的，在所述步骤3中，称取样品质量在1-2g，浸提剂取用50ml。

33、采用本技术方案，称取样品选取1-2g合适范围，可以适当减小实验过程中样品的损失占样品总量的比例，减小实验误差，浸提剂选取50ml，针对氯化钙和氯化镁分别在无水乙醇中的溶解度为74g/100ml和61g/100ml，50ml足以溶解氯化钙和氯化镁，且尽量减小过虑时滤液带走滤渣对实验结果造成的误差影响。

34、优选的，所述预制样品粒度＜100目。

35、采用本技术方案，更小的粒度可减少分析时间，但制样过程中电解质易水解导致结果偏低，因此选取合适范围样品粒度＜100目。

36、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

37、1.直接测定镁电解质中的氯化钠含量，无需化学滴定法通过减去氯化钙和氯化镁百分含量，从而得到氯化钠百分含量，避免通过两种检测间接得到氯化钠含量，可以减小出现人为误差对实验结果影响的概率，假设单项试验出现人为误差的概率均为x，则化学滴定法不出现人为误差影响到实验结果的概率为(1-x)2，则本技术测定方法出现人为误差影响到实验结果的概率为(1-x)，可知x不为负数，则(1-x)2<(1-x)，本技术实验结果出现误差概率明显小于化学滴定法，通过实际的检测可以看到，误差仅为0.22％左右。

38、2.方法简单，不用间接通过氯化钙和氯化镁检测得到氯化钠含量。

39、3.投资省，检测成本低，仅使用化验室常规器具即可完成实验，无需额外昂贵检测器材。

40、4.氯化钠结果准确度更高，原因是氯化钙、氯化镁中氯离子溶解于乙醇后，同离子效应导致样品中氯化钠在乙醇中溶解度更低，分析过程中损失量最小，样品分析结果可靠、准确。