鋁灰渣化學分析方法 第2部分：鋁含量的測定

T/CNIAXXX—202XICS中國有色金屬工業(yè)協(xié)會中國有色金屬學會202×-中國有色金屬工業(yè)協(xié)會中國有色金屬學會202×-××-××實施202×-××-××發(fā)布鋁灰渣化學分析方法第2部分：鋁含量的測定Chemicalanalysismethodsofaluminiumslagsandash—Part2:Determinationofaluminumcontent（送審稿）T/CNIAXXX—202X團體標準CCSH12

前言本文件按照GB/T1.1-2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件是T/CNIAXXX《鋁灰渣化學分析方法》的第2部分請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔識別專利的責任。本文件由全國有色金屬標準化技術(shù)委員會（SAC/TC243）提出并歸口。本文件起草單位：廣東省科學院工業(yè)分析檢測中心、有色金屬技術(shù)經(jīng)濟研究院有限責任公司、XXX、XXX。本文件起草人：黃葡英、李志剛、XXX、XXX、XXX。

引言鋁灰渣是鋁電解和鋁加工過程中產(chǎn)生的產(chǎn)物，鋁灰渣化學成分測定方法標準保證對鋁灰渣進行有效鑒別和分類處置，從而指導鋁電解、鋁加工企業(yè)對鋁灰渣進行高效合理的資源回收利用，促進鋁工業(yè)持續(xù)發(fā)展。T/CNIA《鋁灰渣化學分析方法》目的在于描述鋁灰渣中總鋁、金屬鋁、氯等不同化學元素成分的測定方法。本系列方法在滿足行業(yè)對鋁灰渣生產(chǎn)過程中的工藝指導和對鋁灰渣的資源回收利用的要求，在增加檢測結(jié)果的可靠性和實用性等方面具有重要意義。本部分描述了采用重鉻酸鉀滴定法測定鋁灰渣中金屬鋁含量的方法和采用EDTA滴定法測定鋁灰渣中總鋁含量的方法。本次修訂更改了鋁灰渣中金屬鋁的測定范圍和測定方法，增加了鋁灰渣中總鋁的測定方法。通過準確測定鋁灰渣中金屬鋁含量和總鋁含量，可以對鋁灰渣進行有效鑒別，從而促使鋁電解和鋁加工企業(yè)優(yōu)化工藝流程的生產(chǎn)需求，也能完全滿足對鋁灰渣進行分類處置、第三方實驗室檢測的實際需求。采用統(tǒng)一的分析方法開展檢測，有利于減少因檢測方法差異造成的商業(yè)糾紛，具有很好的經(jīng)濟效益和社會效益。PAGE2PAGE3鋁灰渣化學分析方法第2部分：鋁含量的測定1范圍本文件規(guī)定了鋁灰渣中鋁含量的測定方法。本文件適用于鋁灰渣中金屬鋁含量和總鋁含量的分析。金屬鋁的測定范圍為1.00%～70.00%，總鋁的測定范圍為5.00%～85.00%。規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件,僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T6682分析實驗室用水規(guī)格和試驗方法GB/T8005.4鋁及鋁合金術(shù)語第4部分：回收鋁GB/T8170數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的表示和判定T/CNIA0226鋁及鋁合金熔鑄廢水、廢氣、廢渣控制規(guī)范3術(shù)語和定義GB/T8005.4和T/CNIA0226界定的術(shù)語和定義適用于本文件4方法概述4.1金屬鋁試料中的金屬鋁與Fe3+反應(yīng)，生成Fe2+離子，在防止氧化的保護下冷卻至室溫，加入硫磷混酸，用重鉻酸鉀標準滴定溶液滴定Fe2+，以重鉻酸鉀標準滴定溶液消耗的體積數(shù)計算金屬鋁的質(zhì)量分數(shù)，涉及的化學方程式如下：Al+3Fe3+==Al3++3Fe2+6Fe2++Cr2O72-+14H+==6Fe3++2Cr3++7H2O2Al+Cr2O72+14H++==2Al3+2Cr3++7H2O4.2總鋁試料用焦硫酸鉀在725℃±25℃的馬弗爐中熔融一段時間以驅(qū)除盡氟，然后稀鹽酸浸取，定容。分取部分濾液在微酸性溶液中加熱使鋁及殘留離子和Na2EDTA絡(luò)合，在pH5.5的條件下以二甲酚橙做指示劑，用鋅標準滴定溶液滴定過量的Na2EDTA后，用氟離子置換出與鋁絡(luò)合的Na2EDTA，再用鋅標準滴定溶液滴定置換出的Na2EDTA，從而得出鋁含量。5試劑或材料警示——硫磷混酸溶液配置過程中使用的硫酸對人體有強腐蝕性。試驗人員應(yīng)做好防護措施，防止強酸對人體造成傷害。除非另有說明，在分析中僅使用確認為分析純的試劑和符合GB/T6682規(guī)定的二級水。5.1焦硫酸鉀。5.2氨水（ρ0.90g/mL）。5.3鹽酸（1+4）。5.4硫磷混酸溶液（150+150+700）：將150mL磷酸（ρ1.84g/mL）一邊攪拌一邊慢慢加入到700mL水（冷水?。┲?，然后再將150mL硫酸（ρ1.84g/mL）一邊攪拌一邊慢慢加入到上述溶液（冷水?。┲?。5.5硫酸鐵溶液（200g/L）：稱取200g硫酸鐵，溶于1L硫酸（75+925）中。5.6乙二胺四乙酸二鈉溶液（100g/L）。5.7氯化鋅溶液（0.2mol/L）。5.8氟化銨溶液（250g/L）。5.9乙酸-乙酸鈉緩沖溶液：250g三水合乙酸鈉溶于水中，加10mL冰乙酸，用水稀釋至1L，混勻。此時溶液pH值為5.5。5.10鋁標準溶液：稱取1.0000g金屬鋁（wAl≥99.99%）于300mL燒杯中，加入20mL氫氧化鈉溶液（300g/L），待劇烈反應(yīng)停止后，加熱溶解，取下，冷卻。加入鹽酸至析出的沉淀溶解并過量50mL，冷卻，移入1000mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。此溶液1mL含1mg鋁?；蚴惺?。5.11重鉻酸鉀標準滴定溶液[C(1/6K2Cr2O7)=0.05000mol/L]：將重鉻酸鉀已在120℃±2℃電烘箱中干燥至恒重，準確稱取2.4515g于250mL燒杯中，加約200mL水，低溫加熱不斷攪拌。待完全溶解后，冷卻至室溫，移入1000mL容量瓶中，稀釋至刻度，混勻。5.12鋅標準滴定溶液按以下步驟配制和標定：5.12.1配制：稱取10g氯化鋅，置于300mL燒杯中，加入20mL水，5mL鹽酸，低溫加熱溶解完全，取下，冷卻，移入1000mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。5.12.2標定：移取50.00mL鋁標準溶液（5.10）置于300mL錐形瓶中，加入15mL乙二胺四乙酸二鈉溶液，加入1滴二甲酚橙溶液，用氨水調(diào)至試液恰好變紫色，再用鹽酸調(diào)至試液恰好變黃色，加入20mL乙酸-乙酸鈉緩沖溶液，置于電熱板上微沸5min，取下，流水冷卻。加入3滴二甲酚橙溶液，用氯化鋅溶液（5.2.6）滴定至試液接近出現(xiàn)紅色，再用鋅標準滴定溶液（5.2.9）滴定至紅色（此時不計數(shù)）。加入10mL氟化銨溶液，置于電熱板上微沸5min，取下，流水冷卻。加入3滴二甲酚橙溶液，用鋅標準滴定溶液（5.2.9）滴定至試液由黃色變?yōu)榧t色即為終點進行標定。平行標定4份，其極差值不大于8×10-5mol/L時，取其平均值。否則重新標定。隨同標定做空白試驗。5.12.3計算：鋅標準滴定溶液濃度cZn按公式（1）計算，數(shù)值以摩爾每升（mol/L）：…………（1）式中：m0——分取鋁標準溶液所含鋁的質(zhì)量，單位為克（g）；V1——滴定鋁標準溶液時消耗鋅標準滴定溶液的體積，單位為毫升（mL）；V0——滴定空白試驗時消耗鋅標準滴定溶液的體積，單位為毫升（mL）；M——鋁的摩爾質(zhì)量，單位為克每摩爾（g/mol），數(shù)值為26.98。5.13二苯磺酸鈉指示劑（1g/L）。5.14二甲酚橙指示劑（1g/L）。6儀器與設(shè)備恒溫設(shè)備：帶攪拌水浴恒溫槽或水平震動水浴恒溫槽。7試樣按附錄A制樣，得到鋁豆和篩下試樣。8試驗步驟8.1金屬鋁8.1.1試料按表1稱取篩下試樣，精確至0.0001g。表1試料量及分取試液體積wAl%試料量g硫酸鐵溶液加入量mL分取試液體積mL1.00～3.001.0020100.00>3.00～5.000.5040100.00＞5.00～15.000.505050.00＞15.00～40.000.506020.00＞40.00～70.000.5012010.008.1.2測定次數(shù)平行地做兩份試驗，取其平均值。 8.1.3空白試驗隨同試料做空白試驗。8.1.4測定8.1.4.1將試料置于300mL碘量瓶中，按表1加入硫酸鐵溶液，加入攪拌子，蓋上蓋子，置于帶攪拌水浴恒溫槽或水平震動水浴恒溫槽中。95℃±5℃下恒溫攪拌或水平震蕩2h，取下，冷卻至室溫，移入200mL容量瓶中，用水稀釋到刻度，混勻。8.1.4.2按表1移取試液置于200mL燒杯中，立即加入10mL硫磷混酸溶液和5滴二苯磺酸鈉指示劑，用重鉻酸鉀標準滴定溶液滴定至紫紅色即為終點。8.2總鋁8.2.1試料按表2稱取篩下試樣，精確至0.0001g。表2試料量及分取試液體積wAl%試料量g分取試液體積mL5.00～20.000.50100.00＞20.00～45.000.5050.00＞45.00～85.000.2550.008.2.2測定次數(shù)平行地做兩份試驗，取其平均值。 8.2.3空白試驗隨同試料做空白試驗。8.2.4測定8.2.4.1將試料置于30mL鉑坩堝中，加入10mL鹽酸，低溫電爐上蒸至干。取下，加入8g焦硫酸鉀，置于中溫電熱板上烤至流動。取下，置于已升溫至725℃±25℃的馬弗爐中，并在此溫度保溫熔融20min~25min至樣品熔融完全，取出，冷卻。8.2.4.2用水吹洗坩堝外壁及底部，將坩堝放入250mL燒杯中，緩慢加入100mL鹽酸，置于電熱板上微熱至浸取完全，取下，洗出坩堝，洗液并入燒杯中，冷卻。將試液移入200mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。8.2.4.3按表2分取試液于300mL錐形瓶中，加入15mL乙二胺四乙酸二鈉溶液，加入1滴二甲酚橙指示劑，用氨水調(diào)至試液變紫色，再用鹽酸調(diào)至試液突變至黃色，加入20mL乙酸-乙酸鈉緩沖溶液，置于電熱板上微沸5min，取下，流水冷卻。8.2.4.4加入3滴二甲酚橙指示劑，用氯化鋅溶液（5.2.6）滴定至試液出現(xiàn)不穩(wěn)定紅色，再用鋅標準滴定溶液（5.2.9）滴定至穩(wěn)定紅色（此時不計數(shù)）。加入10mL氟化銨溶液，置于電熱板上微沸5min，取下，流水冷卻。8.2.4.5加入3滴二甲酚橙指示劑，用鋅標準滴定溶液滴定至試液由黃色變?yōu)榉€(wěn)定紅色即為終點。9試驗數(shù)據(jù)處理9.1篩下試樣中金屬鋁含量以金屬鋁的質(zhì)量分數(shù)wmAl1計，數(shù)值以%表示，按公式（2）計算：…………（2）式中：C0——重鉻酸鉀滴定溶液的濃度（C(1/6K2Cr2O7))，單位為摩爾每升（mol/L）；V3——滴定試劑試液所消耗重鉻酸鉀標準滴定溶液的體積，單位為毫升（mL）；V2——滴定空白試液所消耗重鉻酸鉀標準滴定溶液的體積，單位為毫升（mL）；V4——試液定容體積，單位為毫升（mL）；V5——移取試液體積，單位為毫升（mL）；K——2,1個重鉻酸鉀對應(yīng)2個鋁；M——0.02698，鋁的毫摩爾質(zhì)量，單位為克每毫摩爾（g/mmol）；m1——試料的質(zhì)量，單位為克（g）。計算結(jié)果保留至小數(shù)點后二位，數(shù)值修約按照GB/T8170規(guī)定執(zhí)行。9.2試樣中金屬鋁含量以金屬鋁的質(zhì)量分數(shù)wmAl2計，數(shù)值以%表示，按公式（3）計算：(3)式中：wmAl1——篩下試樣中金屬鋁含量，數(shù)值以%表示;M2——篩下試樣的質(zhì)量，單位為克（g）；M1——鋁豆的質(zhì)量，單位為克（g）；計算結(jié)果表示至小數(shù)點后一位，數(shù)值修約按GB/T8170的規(guī)定執(zhí)行。9.3計算試樣中鋁豆的質(zhì)量百分比w，數(shù)值以%表示，按公式（4）計算：………….(4)式中：M1——鋁豆的質(zhì)量，單位為克（g）；M2——篩下試樣的質(zhì)量，單位為克（g）；計算結(jié)果表示至小數(shù)點后兩位，數(shù)值修約按GB/T8170的規(guī)定執(zhí)行。9.4篩下試樣中總鋁含量以鋁的質(zhì)量分數(shù)wAl1計，數(shù)值以%表示，按公式（5）計算：…………（5）式中：C1——鋅標準滴定溶液的濃度，單位為摩爾每升（mol/L）；V6——試液定容體積，單位為毫升（mL）；V8——滴定時，滴定試劑試液所消耗鋅標準滴定溶液的體積，單位為毫升（mL）；V9——滴定時，滴定空白試液所消耗鋅標準滴定溶液的體積，單位為毫升（mL）；V7——分取試液體積，單位為毫升（mL）；m2——試料的質(zhì)量，單位為克（g）。計算結(jié)果表示至小數(shù)點后兩位小數(shù)，數(shù)值修約按照GB/T8170規(guī)定執(zhí)行。9.5試樣中總鋁含量以鋁的質(zhì)量分數(shù)wAl2計，數(shù)值以%表示，按公式（6）計算：(6)式中：wAl1——篩下試樣中總鋁含量，數(shù)值以%表示;M2——篩下試樣的質(zhì)量，單位為克（g）；M1——鋁豆的質(zhì)量，單位為克（g）；計算結(jié)果表示至小數(shù)點后一位，數(shù)值修約按GB/T8170的規(guī)定執(zhí)行。10精密度10.1重復性在重復性條件下獲得的兩次獨立測試結(jié)果的測定值，在以下給出的平均值范圍內(nèi)，這兩個測試結(jié)果的絕對差值不超過重復性限（r），超過重復性限（r）的情況不超過5%，重復性限（r）按表5數(shù)據(jù)采用線性內(nèi)插法或外延法求得：表5重復性wmAl/%1.743.148.5518.8336.4967.37r/%0.120.210.450.461.034.85wAl/%10.8131.3241.3752.4460.4071.51r/%0.300.490.530.490.590.6910.2再現(xiàn)性在再現(xiàn)性條件下獲得的兩次獨立