一种EDTA滴定法测定萤石中镁含量的方法与流程

一种edta滴定法测定萤石中镁含量的方法
技术领域
1.本发明涉及矿物检测技术领域，具体为一种edta滴定法测定萤石中镁含量的方法。


背景技术：

2.萤石，又称氟石，是一种含氟量最高的非金属矿物，其主要成分是氟化钙，是目前工业上氟元素的主要来源。萤石的应用领域涵盖新能源、新材料、国防、光电、冶金、化工等行业，且起到不可替代的作用。
3.我国的萤石资源储量丰富，但大多数为伴生矿，自然界中的萤石经常与其它矿物紧密共生，矿石成分中不但含有氟化钙，还有白云石、二氧化硅、碳酸钙、氧化铁、镁盐等。在萤石选矿和销售、使用等过程中，均需对其各组分元素含量进行化验，以便分析控制指标。
4.现有技术中，目前测定萤石中的镁元素含量一般有两种方法，一种是gb/t5195.14-2017《萤石镁含量的测定》中采用火焰原子吸收光谱法；另一种是gb/t5195.16-2017《萤石硅、铝、铁、钾、镁和钛含量的测定》中采用电感耦合等离子体原子发射光谱法；以上两种方法需用到电感耦合等离子发射光谱仪(icp-oes)、原子吸收光谱仪等大型仪器，设备投资高，操作流程复杂繁琐，分析周期长，人工成本高，且镁元素含量的测定范围也有一定局限性，不适用当前工业生产的需要。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种edta滴定法测定萤石中镁含量的方法，以解决上述背景技术中提出的现有测定萤石中镁元素的方法设备投资高，操作流程复杂繁琐，分析周期长，人工成本高，且镁元素含量的测定范围也有一定局限性，不适用当前工业生产的需要的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种edta滴定法测定萤石中镁含量的方法，包括以下步骤：
7.准确称取试样0.1500g,放入400ml烧杯中，加入0.5g硼酸，15ml盐酸摇匀后，加入0.7ml硫酸，边摇边加，再加入5～10ml硝酸摇匀；放置300℃电热板上加热沸腾约10分钟，每2分钟摇动一次，不能使烧杯底部产生白色的沉淀物,当烧杯内有白色柳絮物出现时，将烧杯取下立即加入25～40ml蒸馏水摇匀，使溶液澄清，冷却至室温；将溶液用快速定性滤纸过滤至500ml锥形瓶中，烧杯、滤纸各冲洗4次，滤液控制在150ml左右；
8.在得到的滤液中缓慢加入15ml三乙醇胺溶液，加入ph10缓冲溶液30ml，加入重铬酸钾溶液2～3ml，再加入8～10滴铬黑t指示剂，用0.02mol/l的edta标准溶液滴定至紫红色消失，以颜色突变点为准，记录所消耗的体积为v1；
9.按同样的操作步骤随同试样进行空白试验，记录空白试验消耗的edta标准滴定溶液的体积为v
01
；
10.准确称取试样0.1500g,放入400ml烧杯中，加入0.5g硼酸，15ml盐酸摇匀后，加入
0.7ml硫酸，边摇边加，再加入5～10ml硝酸摇匀；放置300℃电热板上加热沸腾约10分钟，每2分钟摇动一次，不能使烧杯底部产生白色的沉淀物,当烧杯内有白色柳絮物出现时，将烧杯取下立即加入25～40ml蒸馏水摇匀，使溶液澄清，冷却至室温；
11.将上述溶液加水稀释到120ml,放入聚四氟乙烯材质搅拌棒开始滴定，缓慢加入15ml三乙醇胺溶液，然后在不断的搅拌下加入20ml氢氧化钾溶液，加入适量的cmp混合指示剂，用0.02mol/l的edta标准溶液，滴定至绿色荧光消失并呈现红色，在黑色背景的衬垫上观察，记录所消耗的体积为v2；
12.按同样的操作步骤随同试样进行空白试验，记录空白试验消耗的edta标准滴定溶液的体积为v
02
；
13.镁的质量分数计算：
14.ω
mg
＝c
×
【(v
1-v
01
)-(v
2-v
02
)】
×
24.305*100/m/1000
15.式中:
16.ω
mg
‑‑‑‑‑‑
镁的质量分数，％；
17.24.305
‑‑‑‑‑
镁的相对原子质量，g/mol；
18.c
‑‑‑‑
edta标准滴定溶液的浓度，mol/l；
[0019]v1
‑‑‑‑
滴定钙、镁合量消耗edta标准滴定溶液的体积，ml；
[0020]v01
‑‑‑‑
滴定钙、镁合量空白试验消耗的edta标准滴定溶液的体积，ml；
[0021]v2
‑‑‑‑
滴定钙含量消耗edta标准滴定溶液的体积，ml；
[0022]v02
‑‑‑‑
滴定钙含量空白试验消耗的edta标准滴定溶液的体积，ml；
[0023]m‑‑‑‑
试样取样质量，g；
[0024]
镁质量分数≤5％时，同一实验室允许差0.2％，不同实验室允许差0.25％；镁质量分数5-10％时，同一实验室允许差0.25％，不同实验室允许差0.3％；镁质量分数大于等于10％时，同一实验室允许差0.3％，不同实验室允许差0.35％。
[0025]
优选的，所述盐酸制备时，取盐酸500ml加水500ml，置于1l小口瓶中；
[0026]
硫酸制备时，取硫酸100ml，缓慢加入已盛有100ml水的烧杯中,置于250ml小口瓶中；
[0027]
硝酸制备时，取硝酸12ml加水188ml，置于250ml小口瓶中。
[0028]
优选的，所述cmp混合指示剂制备时，称取1.000g钙黄绿素、1.000g甲基百里香酚蓝、0.200g酚酞与50g已在105～110℃烘干过的硝酸钾混合研细，贮存在磨口瓶中备用。
[0029]
优选的，所述铬黑t指示剂制备时，称取0.5g铬黑t(c
20h12
n3nao7s)溶于100ml乙醇溶液中，密封盛放于棕色瓶中。
[0030]
优选的，所述edta标准滴定溶液配制，称取预先在105℃烘箱中烘1h备用的乙二胺四乙酸二钠7.45g作为基准物质于400ml烧杯中，加入纯水200ml，加热溶解完全后，冷却至室温，将溶液全部转移至1000ml容量瓶中定容，摇匀放置24h后标定；
[0031]
edta标准滴定溶液标定，移取25.00ml钙标准溶液三份，分别置于250ml烧杯中，用水稀释至100ml，加5ml三乙醇胺,20ml氢氧化钾溶液，加适量cmp指示剂，用edta标准滴定溶液滴定至试液绿色荧光消失，在黑色背景的衬垫上观察为终点；随同做空白试验；三份钙标准溶液消耗edta的体积的极差不超过0.10ml，否则应重新标定；
[0032]
edta标准滴定溶液浓度计算：c＝0.0100*25/(v
1-v0)/1000
[0033]
式中：c
‑‑‑‑‑
edta标准滴定溶液的浓度，mol/l；
[0034]v1
‑‑‑‑
滴定三份钙标准溶液消耗edta标准滴定溶液体积的平均值，ml；
[0035]v0
‑‑‑‑
空白试验消耗edta标准滴定溶液的体积，ml。
[0036]
优选的，所述标准钙溶液制备时，称取1.0008g预先在105℃～110℃干燥2h并在干燥器中冷却至室温的碳酸钙(＞99.9％)于400ml烧杯中，盖上表面皿，缓慢加入25ml盐酸，待碳酸钙溶解后，加100ml水，加热煮沸，驱尽二氧化碳，冷却至室温；将溶液移入1000ml容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。
[0037]
优选的，所述三乙醇胺制备时，取三乙醇胺330ml加水660ml,置于1l小口瓶中；
[0038]
氢氧化钾溶液制备时，称取氢氧化钾200g溶解于1l水中，储存于1l塑料容器内。
[0039]
优选的，所述重铬酸钾溶液制备时，称取重铬酸钾5g溶解于50ml水中，转移至100ml容量瓶中定容备用。
[0040]
优选的，所述ph10缓冲溶液制备时，称取68g氯化铵溶解于400ml水中，加入570ml氨水，以水稀释至1000ml，混匀；
[0041]
氨水：ρ＝0.91g/ml。
[0042]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0043]
本发明提出的edta滴定法测定萤石中镁含量的方法采用edta络合滴定法测定萤石中的镁元素含量，按计算方式划分属于差减法。即取两份平行试样，用硼酸、盐酸、硫酸、硝酸加热溶解，用三乙醇胺掩蔽铁、铝、钛等杂质，一份用铬黑t作指示剂，用edta标准溶液滴定钙镁合量(ph＝10)；另一份用cmp作指示剂，用edta标准溶液滴定总钙含量(ph≥12)；两者相减，即得试样中镁的含量；
[0044]
本发明提出的edta滴定法测定萤石中镁含量的方法利用硼酸、盐酸、硫酸、硝酸加热溶解两份平行试样，一份过滤后滴定滤液中的钙镁合量，一份滴定其中的钙含量，两者相减即得试样的镁含量；整个分析过程简洁易操作，避免了高温熔融等流程，降低了操作误差，也无需使用icp、原子吸收光谱仪等大型检测设备，所用试剂、仪器均常见易配置，常规化验人员即可操作，大批量分析和少量生产样化验均适用，综合成本也较低；另外，国标gb/t5195.14-2017中原子吸收光谱法要求镁含量(质量分数)范围为0.008％～0.05％，gb/t5195.16-2017中电感耦合等离子体原子发射光谱法要求镁含量(质量分数)范围为0.01％～2％，而利用本方法则无此局限性，并且测定结果准确度高，可满足矿山工厂日常生产、选矿化验室等行业的分析需求。
具体实施方式
[0045]
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0046]
实施例一
[0047]
对河南省南阳市某选厂萤石矿原矿样品的镁含量进行测定
[0048]
准确称取试样0.1500g,放入400ml烧杯中，加入0.5g硼酸，15ml盐酸摇匀后，加入0.7ml硫酸，边摇边加)再加入5～10ml硝酸摇匀；放置300℃电热板上加热沸腾约10分钟(每
2分钟摇动一次，不能使烧杯底部产生白色的沉淀物),当烧杯内有白色柳絮物出现时，将烧杯取下立即加入25～40ml蒸馏水摇匀，使溶液澄清，冷却至室温。将溶液用快速定性滤纸过滤至500ml锥形瓶中，烧杯、滤纸各冲洗4次，滤液控制在150ml左右；在滤液中缓慢加入15ml三乙醇胺溶液，加入ph10缓冲溶液30ml，加入重铬酸钾溶液2～3ml，再加入8～10滴铬黑t指示剂，用edta标准滴定溶液(标定后浓度为0.02172mol/l)滴定至紫红色消失(以颜色突变点为准)，记录所消耗的体积为50.5ml。
[0049]
按同样的操作步骤随同试样进行空白试验，记录空白试验消耗的edta标准滴定溶液的体积为0.1ml；
[0050]
准确称取试样0.1500g,放入400ml烧杯中，加入0.5g硼酸，15ml盐酸摇匀后，加入0.7ml硫酸(边摇边加)，再加入5～10ml硝酸摇匀；放置300℃电热板上加热沸腾约10分钟(每2分钟摇动一次，不能使烧杯底部产生白色的沉淀物),当烧杯内有白色柳絮物出现时，将烧杯取下立即加入25～40ml蒸馏水摇匀，使溶液澄清，冷却至室温。将溶液加水稀释到120ml,放入聚四氟乙烯材质搅拌棒开始滴定，缓慢加入15ml三乙醇胺溶液，然后在不断的搅拌下加入20ml氢氧化钾溶液，加入适量的cmp混合指示剂，用edta标准滴定溶液(标定后浓度为0.02172mol/l)滴定至绿色荧光消失并呈现红色(在黑色背景的衬垫上观察)，记录所消耗的体积为47.3ml。
[0051]
按同样的操作步骤随同试样进行空白试验，记录空白试验消耗的edta标准滴定溶液的体积为0.2ml；。
[0052]
依据前面的公式：
[0053]
ω
mg
＝c
×
【(v
1-v
01
)-(v
2-v
02
)】
×
24.305*100/m/1000，计算可得
[0054]
本样品的镁含量为：1.16％，与国标法的测定值有一致性。
[0055][0056]
实施例二
[0057]
对河南省驻马店市某选厂萤石矿尾矿样品的镁含量进行测定。
[0058]
准确称取试样0.1500g,放入400ml烧杯中，加入0.5g硼酸，15ml盐酸摇匀后，加入0.7ml硫酸(边摇边加)，再加入5～10ml硝酸摇匀；放置300℃电热板上加热沸腾约10分钟(每2分钟摇动一次，不能使烧杯底部产生白色的沉淀物),当烧杯内有白色柳絮物出现时，将烧杯取下立即加入25～40ml蒸馏水摇匀，使溶液澄清，冷却至室温。将溶液用快速定性滤纸过滤至500ml锥形瓶中，烧杯、滤纸各冲洗4次，滤液控制在150ml左右。在滤液中缓慢加入15ml三乙醇胺溶液，加入ph10缓冲溶液30ml，加入重铬酸钾溶液2～3ml，再加入8～10滴铬黑t指示剂，用edta标准滴定溶液(标定后浓度为0.02172mol/l)滴定至紫红色消失(以颜色突变点为准)，记录所消耗的体积为54.25ml。
[0059]
按同样的操作步骤随同试样进行空白试验，记录空白试验消耗的edta标准滴定溶液的体积为0.15ml；
[0060]
准确称取试样0.1500g,放入400ml烧杯中，加入0.5g硼酸，15ml盐酸摇匀后，加入0.7ml硫酸(边摇边加)，再加入5～10ml硝酸摇匀。放置300℃电热板上加热沸腾约10分钟(每2分钟摇动一次，不能使烧杯底部产生白色的沉淀物),当烧杯内有白色柳絮物出现时，
将烧杯取下立即加入25～40ml蒸馏水摇匀，使溶液澄清，冷却至室温。将溶液加水稀释到120ml,放入聚四氟乙烯材质搅拌棒开始滴定，缓慢加入15ml三乙醇胺溶液，然后在不断的搅拌下加入20ml氢氧化钾溶液，加入适量的cmp混合指示剂，用edta标准滴定溶液(标定后浓度为0.02172mol/l)滴定至绿色荧光消失并呈现红色(在黑色背景的衬垫上观察)，记录所消耗的体积为48.6ml。
[0061]
按同样的操作步骤随同试样进行空白试验，记录空白试验消耗的edta标准滴定溶液的体积为0.1ml。
[0062]
依据前面的公式：
[0063]
ω
mg
＝c
×
【(v
1-v
01
)-(v
2-v
02
)】
×
24.305*100/m/1000，计算可得
[0064]
本样品的镁含量为：1.97％，与国标法的测定值有一致性。
[0065][0066]
实施例三
[0067]
对河南省洛阳市某选厂萤石矿原矿样品的镁含量进行测定。
[0068]
准确称取试样0.1500g,放入400ml烧杯中，加入0.5g硼酸，15ml盐酸摇匀后，加入0.7ml硫酸(边摇边加)，再加入5～10ml硝酸摇匀。放置300℃电热板上加热沸腾约10分钟(每2分钟摇动一次，不能使烧杯底部产生白色的沉淀物),当烧杯内有白色柳絮物出现时，将烧杯取下立即加入25～40ml蒸馏水摇匀，使溶液澄清，冷却至室温。将溶液用快速定性滤纸过滤至500ml锥形瓶中，烧杯、滤纸各冲洗4次，滤液控制在150ml左右。在滤液中缓慢加入15ml三乙醇胺溶液，加入ph10缓冲溶液30ml，加入重铬酸钾溶液2～3ml，再加入8～10滴铬黑t指示剂，用edta标准滴定溶液(标定后浓度为0.02172mol/l)滴定至紫红色消失(以颜色突变点为准)，记录所消耗的体积为44.7ml。
[0069]
按同样的操作步骤随同试样进行空白试验，记录空白试验消耗的edta标准滴定溶液的体积为0.2ml；
[0070]
准确称取试样0.1500g,放入400ml烧杯中，加入0.5g硼酸，15ml盐酸摇匀后，加入0.7ml硫酸(2.3)(边摇边加)，再加入5～10ml硝酸摇匀。放置300℃电热板上加热沸腾约10分钟(每2分钟摇动一次，不能使烧杯底部产生白色的沉淀物),当烧杯内有白色柳絮物出现时，将烧杯取下立即加入25～40ml蒸馏水摇匀，使溶液澄清，冷却至室温。将溶液加水稀释到120ml,放入聚四氟乙烯材质搅拌棒开始滴定，缓慢加入15ml三乙醇胺溶液，然后在不断的搅拌下加入20ml氢氧化钾溶液，加入适量的cmp混合指示剂，用edta标准滴定溶液(标定后浓度为0.02172mol/l)滴定至绿色荧光消失并呈现红色(在黑色背景的衬垫上观察)，记录所消耗的体积为36.95ml。
[0071]
按同样的操作步骤随同试样进行空白试验，记录空白试验消耗的edta标准滴定溶液的体积为0.15ml。
[0072]
依据前面的公式：
[0073]
ω
mg
＝c
×
【(v
1-v
01
)-(v
2-v
02
)】
×
24.305*100/m/1000，计算可得
[0074]
本样品的镁含量为：2.71％，与国标法的测定值有一致性。
[0075][0076]
实施例四
[0077]
对河南省南阳市某选厂萤石矿精矿样品的镁含量进行测定。
[0078]
准确称取试样0.1500g,放入400ml烧杯中，加入0.5g硼酸，15ml盐酸摇匀后，加入0.7ml硫酸(边摇边加)，再加入5～10ml硝酸摇匀。放置300℃电热板上加热沸腾约10分钟(每2分钟摇动一次，不能使烧杯底部产生白色的沉淀物),当烧杯内有白色柳絮物出现时，将烧杯取下立即加入25～40ml蒸馏水摇匀，使溶液澄清，冷却至室温。将溶液用快速定性滤纸过滤至500ml锥形瓶中，烧杯、滤纸各冲洗4次，滤液控制在150ml左右。在滤液中缓慢加入15ml三乙醇胺溶液，加入ph10缓冲溶液30ml，加入重铬酸钾溶液2～3ml，再加入8～10滴铬黑t指示剂，用edta标准滴定溶液(标定后浓度为0.02172mol/l)滴定至紫红色消失(以颜色突变点为准)，记录所消耗的体积为59.55ml。
[0079]
按同样的操作步骤随同试样进行空白试验，记录空白试验消耗的edta标准滴定溶液的体积为0.35ml；
[0080]
准确称取试样0.1500g,放入400ml烧杯中，加入0.5g硼酸，15ml盐酸摇匀后，加入0.7ml硫酸(边摇边加)，再加入5～10ml硝酸摇匀。放置300℃电热板上加热沸腾约10分钟(每2分钟摇动一次，不能使烧杯底部产生白色的沉淀物),当烧杯内有白色柳絮物出现时，将烧杯取下立即加入25～40ml蒸馏水摇匀，使溶液澄清，冷却至室温。将溶液加水稀释到120ml,放入聚四氟乙烯材质搅拌棒开始滴定，缓慢加入15ml三乙醇胺溶液，然后在不断的搅拌下加入20ml氢氧化钾溶液，加入适量的cmp混合指示剂，用edta标准滴定溶液(标定后浓度为0.02172mol/l)滴定至绿色荧光消失并呈现红色(在黑色背景的衬垫上观察)，记录所消耗的体积为57.55ml。
[0081]
按同样的操作步骤随同试样进行空白试验，记录空白试验消耗的edta标准滴定溶液的体积为0.1ml。
[0082]
依据前面的公式：
[0083]
ω
mg
＝c
×
【(v
1-v
01
)-(v
2-v
02
)】
×
24.305*100/m/1000，计算可得
[0084]
本样品的镁含量为：0.62％，与国标法的测定值有一致性。
[0085][0086]
实施例五
[0087]
对河南省洛阳市某选厂萤石矿尾矿样品的镁含量进行测定。
[0088]
准确称取试样0.1500g,放入400ml烧杯中，加入0.5g硼酸，15ml盐酸摇匀后，加入0.7ml硫酸(边摇边加)，再加入5～10ml硝酸摇匀。放置300℃电热板上加热沸腾约10分钟(每2分钟摇动一次，不能使烧杯底部产生白色的沉淀物),当烧杯内有白色柳絮物出现时，将烧杯取下立即加入25～40ml蒸馏水摇匀，使溶液澄清，冷却至室温。将溶液用快速定性滤纸过滤至500ml锥形瓶中，烧杯、滤纸各冲洗4次，滤液控制在150ml左右。在滤液中缓慢加入
15ml三乙醇胺溶液，加入ph10缓冲溶液30ml，加入重铬酸钾溶液2～3ml，再加入8～10滴铬黑t指示剂，用edta标准滴定溶液(标定后浓度为0.02172mol/l)滴定至紫红色消失(以颜色突变点为准)，记录所消耗的体积为17.85ml。
[0089]
按同样的操作步骤随同试样进行空白试验，记录空白试验消耗的edta标准滴定溶液的体积为0.3ml；
[0090]
准确称取试样0.1500g,放入400ml烧杯中，加入0.5g硼酸，15ml盐酸摇匀后，加入0.7ml硫酸(边摇边加)，再加入5～10ml硝酸摇匀。放置300℃电热板上加热沸腾约10分钟(每2分钟摇动一次，不能使烧杯底部产生白色的沉淀物),当烧杯内有白色柳絮物出现时，将烧杯取下立即加入25～40ml蒸馏水摇匀，使溶液澄清，冷却至室温。将溶液加水稀释到120ml,放入聚四氟乙烯材质搅拌棒开始滴定，缓慢加入15ml三乙醇胺溶液，然后在不断的搅拌下加入20ml氢氧化钾溶液，加入适量的cmp混合指示剂，用edta标准滴定溶液(标定后浓度为0.02172mol/l)滴定至绿色荧光消失并呈现红色(在黑色背景的衬垫上观察)，记录所消耗的体积为7.4ml。
[0091]
按同样的操作步骤随同试样进行空白试验，记录空白试验消耗的edta标准滴定溶液的体积为0.2ml。
[0092]
依据前面的公式：
[0093]
ω
mg
＝c
×
【(v
1-v
01
)-(v
2-v
02
)】
×
24.305*100/m/1000，计算可得
[0094]
本样品的镁含量为：3.64％，与国标法的测定值有一致性。
[0095][0096]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。