CF-1測氟儀試驗規(guī)程
一:概述。測氟儀是河北省虹宇儀器設(shè)備有限公司自行研發(fā)的新一代水泥物檢儀器,。
測氟儀主要用于快速測定水泥生料,、熟料、超早強(qiáng)水泥,、雙快水泥,、速凝劑、窯灰,、磷石膏,、磷礦石、白土,、混合煤,、螢石及稀土尾礦等各類樣品中的氟,測氟儀采用快速蒸餾分離-容量法,,可在15分鐘左右將40毫克以內(nèi)的氟分離*。
現(xiàn)在水泥工業(yè)中廣泛采用氟化鈣(螢石)作礦化劑,,氟化鈣的加入量對水泥的物理性能有很大影響,。 測氟儀采用蒸餾法原理,是分析水泥及原料中氟的輔助裝置,。http://www.hongyuyiqi.net/4406928
二:儀器外型圖,。(見附圖一)
三:儀器結(jié)構(gòu)圖。(見附圖二)
四:測氟儀儀器電氣原理圖,。(見附圖三)
五:測氟儀儀器操作,。
1.儀器連接 將蒸餾瓶入口與轉(zhuǎn)子流量計上口用硅膠管連接好,將蒸餾瓶出口與蒸餾管入口用硅膠管連接,,蒸餾管出口與冷凝管上口用硅膠管連接,,用水嘴接入冷卻水泵出口將冷凝管下端硅膠管接在水嘴上,將冷凝管上端硅膠管接在出水的地方。取出蒸汽加熱器,,將加熱器電源線連接好,,先將毛細(xì)管溫度傳感器插入膠塞中,再將加熱器放入蒸餾瓶中,。取出長棒溫控器傳感器,,將傳感器與儀器傳感器接口連接好并放入電爐保溫罩內(nèi)。至此儀器連接完畢,。
2.儀器調(diào)試 在蒸餾瓶中加入900 mL水蓋緊加熱器膠塞,, 將5mL蒸餾液放入石英蒸餾管中,連接好所有硅膠管連接接口,。
3.開機(jī) 開機(jī)前首先檢查外接是否有冷卻水,,將儀器電源插頭插入插座中,打開電源開關(guān),,打開冷卻水,,觀察冷凝管中有無冷凝水充滿并應(yīng)回流至水槽中。將溫控儀控制溫度設(shè)置為250℃,,打開加熱開關(guān)及氣泵開關(guān),,順時針調(diào)整溫度旋鈕使溫度開關(guān)定在110℃,蒸餾瓶中水沸騰后,,逆時針調(diào)整溫度旋鈕使水保持微沸既可,,調(diào)節(jié)氣體流量計,控制氣體流速為100 ─ 150 mL/min,,蒸餾2分
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鐘后觀察冷凝管中是否有蒸餾液滴出,,如有則正常,如沒有請檢查管路是否連接好,,加熱器電源是否連接好,。
4.關(guān)機(jī) 關(guān)機(jī)順序為:關(guān)閉加熱─關(guān)閉氣泵─關(guān)閉冷卻水泵─關(guān)閉電源─拔掉電源插頭─結(jié)束。
六:測氟儀氟的測定方法
1.方法提要
當(dāng)各類試樣與磷酸共熱時,,含氟礦物(CaF2)被酸分解,,通入水蒸氣將其蒸餾分離,氟以氫氟酸和氟硅酸的形態(tài)蒸出,,可在15 ─ 18 分鐘將50 mg 以內(nèi)的氟蒸餾*,。
CaF2 + 2H + = 2HF↑ + Ca2+
4HF + SiO2 = SiF4 + 2H2O
SiF4 + 2HF = H2SiF6↑
蒸餾管的蒸餾物溫度以210 ~ 220 ℃(溫控儀指示溫度250℃)比較適宜。溫度過低,,則蒸餾不*,,結(jié)果偏低;溫度過高,,則磷酸被蒸出,,結(jié)果偏高,。
蒸餾液中的氟采用鑭─EDTA容量法測定,加入過量的鑭使其與氟生成氟化鑭沉淀,。剩余的鑭,,以偶氮胂M為指示劑,用EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液回滴定,。反應(yīng)式如下:
La3+ + 3F— = LaF3
La3+ (剩余) + H2Y2— = LaY— + 2H+
La — R—(藍(lán)色) + H2Y2— + 2H+ = LaY— + H4R (紫紅色)
為消除氟化鑭沉淀對剩余鑭離子的吸附,,繼續(xù)加入稍過量的EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液,然后在用鑭標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液進(jìn)行反滴定,,反應(yīng)式如下:
H2Y2— (過量) + La3+ = LaY— + 2H+2
H4R(偶氮胂M) (紫紅色) + La3+ = La — R— (藍(lán)色) + 4H+2.試劑
① 三乙醇胺—鹽酸緩沖溶液(pH6.8): 將150mL三乙醇胺溶于600ml水中,加入170mL鹽酸(1+1),,用水稀釋至1L,搖勻,。然后用鹽酸(1+1)和三乙醇胺調(diào)節(jié)pH至6.8(用精密pH試紙或pH計檢驗),。
偶氮胂M指標(biāo)劑溶液(1.5g / L):稱取0.15g偶氮胂M指示劑,溶于150mL水中,。
硝酸鑭標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液【c(La(NO3)3=0.01moL/L)】: 稱取4.33g硝酸鑭
【La(NO3)3.6H2O】置于300mL燒杯中,,加入100mL水及3滴硝酸(1+1),攪拌溶解后,,用水稀釋至1L,,搖勻。
EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液【c(EDTA)=0.008moL/L】:稱取3.0gEDTA置于300
mL燒杯中,,加入150mL水,,加熱溶解,過濾,,加水稀釋至1L,,搖勻。
3. 標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的標(biāo)定
EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液濃度的標(biāo)定:稱取0.3g已于105~110℃烘過2h的
碳酸鈣(CaCO3) ,,到0.0001g ,,置于400mL燒杯中,加入約100mL水,,蓋上表面皿,,沿杯口滴加鹽酸(1+1)至碳酸鈣全部溶解,加熱煮沸數(shù)分鐘,。將溶液冷至室溫,移入250mL容量瓶中,,用水稀釋至標(biāo)線,,搖勻。http://www.hongyuyiqi.net/4406928
吸取25.00mL上述溶液于400mL燒杯中,加水稀釋至約200mL,,加入適量的CMP混合指示劑,,在攪拌下加入氫氧化鉀溶液(200g/L)至出顯綠色熒光后再
過量2-3mL,,以EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定至綠色熒光消失并呈顯紅色。
EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的濃度按下式計算:
式中:c(EDTA)—EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的濃度,,moL/L;
V—滴定時消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積,,mL;
m—碳酸鈣的質(zhì)量,,g,;
100.09—CaCO3的摩爾質(zhì)量,g/moL,;
(2)EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液與硝酸鑭標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液體積的標(biāo)定:從滴定管中緩慢放出10.00 mL 硝酸鑭標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液于300mL燒杯中,,用水稀釋至約100mL,加入10mL三乙醇胺—鹽酸緩沖溶液(pH6.8)及2—3滴偶氮胂M指示劑(1.5g / L),,用EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液(0.008mol/L)滴定至由藍(lán)色變?yōu)榧t色后,,過量2-3mLEDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液,并讀取EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的總體積(V2),。然后用硝酸鑭標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液緩慢滴定至溶液由紅色變?yōu)樗{(lán)色,,計下硝酸鑭標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積(V1)。
EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液與硝酸鑭標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液體積比按下式計算:
式中 K—每毫升EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液相當(dāng)于硝酸鑭標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的毫升數(shù),;
V1—返滴定時消耗硝酸鑭標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積,,mL;
V2—加入EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的總體積,,mL,。
硝酸鑭標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液對氟化鈣滴定度及對氟的滴定度按下式計算:
式中 TCaF2 —每毫升硝酸鑭標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液相當(dāng)于CaF2的毫克數(shù),mg/mL,;
K—每毫升EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液相當(dāng)于硝酸鑭標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的毫升數(shù),;
C(EDTA)—EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的濃度,moL/L,;
117.12—(3/2 CaF2)的摩爾質(zhì)量,,g/moL;
TF—每毫升硝酸鑭標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液相當(dāng)于F的毫克數(shù)mg/mL,;57.00—(3F)的摩爾質(zhì)量,,g/moL。
5.測氟儀生料,、水泥試樣中氟(或氟化鈣)的測定
(1)儀器準(zhǔn)備工作:打開電源開關(guān),,設(shè)定溫控儀溫度250℃,打開溫控儀開關(guān)和加熱開關(guān),。將產(chǎn)生水蒸氣的蒸餾瓶中的水預(yù)先加熱至沸騰(沸騰過甚時可適當(dāng)降低溫度),,保持微沸狀態(tài)(溫度不要過高),打開冷卻水,。
(2)測定:向300mL燒杯中加入5.00mL硝酸鑭標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液(0.01moL/L),,加入50mL水,,放在冷凝管下端用以承接蒸餾液,使冷凝管下端恰好與液面相接,。
準(zhǔn)確稱取0.15g試樣,,至0.0001g,置于干燥的蒸餾管中(注意:勿使試料粘附于管壁),。加入5mL磷酸(應(yīng)將粘附于管壁試料沖下),,塞上帶有導(dǎo)管的磨口塞。將蒸餾管放入蒸餾爐內(nèi),,迅速連接好蒸餾管的進(jìn)出口部分(進(jìn)氣的平直接嘴接水蒸氣瓶,,出氣的傾斜接嘴與冷凝管相連),蓋上爐蓋,,打開氣泵開關(guān),,調(diào)節(jié)氣體流量計,控制氣體流速50mL/min,。
蒸餾15min,,關(guān)上氣泵開關(guān),取出蒸餾管,,將其置于試管架中,。用蒸餾水
沖洗冷凝管2—3次,由冷凝管下端取出接收蒸餾液的燒杯,。
5,、向蒸餾液中加入2滴酚酞指示劑溶液,滴加氫氧化鈉溶液(60g/L)使
液呈紅色,,加入1滴鹽酸(1+5)使溶液呈無色,,加入10mL緩沖(pH6.8)。
加入3滴偶氮胂M指示劑,,用EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液緩慢滴定至由藍(lán)色變紅色后,,過量4—5mL,放置1min,,邊攪拌邊用硝酸鑭標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液緩慢滴定至溶液呈穩(wěn)定的純藍(lán)色,。
氟或氟化鈣的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)按下式計算:
式中 TF —每毫升硝酸鑭標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液相當(dāng)于氟的毫克數(shù),mg/mL,;
TCaF2 —每毫升硝酸鑭標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液相當(dāng)于CaF2的毫克數(shù),,mg/mL;
V—加入硝酸鑭標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的總體積,,mL,;
V1—滴定時消耗硝酸鑭標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積,mL,;
K—每毫升EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液相當(dāng)于硝酸鑭標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的毫升數(shù),;
m—試料的質(zhì)量,g,。
6. 螢石中氟化鈣的測定
(1)測定:測定螢石中氟化鈣的含量時需先預(yù)測螢石中氟化鈣的大約含量,,
確定硝酸鑭標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的加入量。
(2)預(yù)測:向300ml 燒杯中加入35.00ml硝酸鑭標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液(0.01moL/L),,
放在冷凝管下端用以承接蒸餾液,,加水稀釋至100ml,使冷凝管下端與液面恰
好相接,。
6測氟儀
準(zhǔn)確稱取60~70mg試樣,至0.0001g,置于干燥的蒸餾管中(注意:
勿使試料粘附于管壁),。加入5ml磷酸(應(yīng)將粘附于管壁試料沖下),立即塞
上帶有導(dǎo)管的磨口塞,。將蒸餾管放入蒸餾爐內(nèi),,迅速連接好蒸餾管的進(jìn)出口
部分(進(jìn)氣的平直接嘴接水蒸氣瓶,出氣的傾斜接嘴與冷凝管相連),,打開氣
泵開關(guān),,調(diào)節(jié)氣體流量計,控制氣體流量50ml/min.
蒸餾18min,關(guān)上氣泵開關(guān),。取出蒸餾管,,將其置于試管架中。用蒸餾
水沖洗冷凝管2~3次,,由冷凝管下端取出接收蒸餾液的燒杯,。
向蒸餾液中加入2滴酚酞指示劑溶液,滴加氫氧化鈉溶液(60g/L)使溶
液呈紅色,加入1滴鹽酸(1+5)使溶液呈無色,,加入10mL緩沖溶液(pH6.8).
加入3滴偶氮胂M指示劑溶液,,用EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定至溶液由
藍(lán)色轉(zhuǎn)呈紅色后,過量4~5mL,放置2min,,放置中應(yīng)攪拌數(shù)次,,然后邊攪拌邊用
硝酸鑭標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液緩慢滴定至溶液呈穩(wěn)定的純藍(lán)色。
預(yù)測螢石中氟化鈣的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)按下式計算:http://www.hongyuyiqi.net/4406928
式中:
TCaF2 --------- 每毫升硝酸鑭標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液相當(dāng)于氟化鈣的毫克數(shù),mg/mL
V1 --------- 加入硝酸鑭標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的總體積, mL;
V2 -------- 滴定消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液總體積, mL;
K -------- 每毫升EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液相當(dāng)于硝酸鑭標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的毫升數(shù);
m -------- 試料質(zhì)量, g,。
實測: 根據(jù)預(yù)測時得到的氟化鈣質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計算出實測螢石試樣
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測氟儀所需的硝酸鑭標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的總體積VA(mL),。
硝酸鑭標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的總體積按下式計算:
式中:
X'------ 預(yù)測時得到氟化鈣質(zhì)量百分?jǐn)?shù);
TCaF2------ 每毫升硝酸鑭標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液相當(dāng)于氟化鈣的毫克數(shù), mg/mL,;
m -------- 試料質(zhì)量, mg ,。
向300ml燒杯中加入VAmL硝酸鑭標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液(0.01moL/L),放在冷
凝管下端用以承接蒸餾液,,加水稀釋至100mL,,使冷凝管下端與液面恰好相接。
準(zhǔn)確稱取與預(yù)測質(zhì)量相近的試樣(m)至0.0001g,,置于干燥的蒸餾管中(注意:勿使試料粘附于管壁),。加入5mL磷酸(應(yīng)將粘附于管壁的試料沖下),,立即塞上帶有導(dǎo)管的磨口塞。將蒸餾管放入蒸餾瓶內(nèi),,迅速連接好蒸餾管的進(jìn)出口部分(進(jìn)氣的平直接嘴接水蒸氣瓶,,出口的傾斜接嘴與冷凝管相連),蓋上爐蓋,。打開氣泵開關(guān),,調(diào)節(jié)氣體流量計,控制氣體流速50mL/min,。
蒸餾18min,,關(guān)上氣泵開關(guān)。取出蒸餾管,,將其置于試管架中,。用蒸餾水沖洗冷凝管2~3次,由冷凝管下端取出接收蒸餾液的燒杯,。
向蒸餾液中加入2滴酚酞指示劑溶液,,滴加氫氧化鈉溶液(60g/L)使溶
液呈紅色,加入1滴鹽酸(1+5)使溶液呈無色,,加入10mL緩沖溶液(pH6.8).
加入3滴偶氮胂M指標(biāo)劑溶液,,用EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定至溶液由
藍(lán)色轉(zhuǎn)呈紅色后,過量4~5mL,,放置2min,,放置中應(yīng)攪拌數(shù)次,然后邊攪拌
邊用硝酸鑭標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液緩慢滴定至溶液呈穩(wěn)定的純藍(lán)色,。
螢石中氟化鈣的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)按下式計算:
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式中:
TCaF2 ------- 每豪升硝酸鑭標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液相當(dāng)于氟化鈣的毫克數(shù) mg/mL,;
V1 ------ 加入硝酸鑭標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的總體積 mL;
V2 ------ 滴定消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液總體積 mL,;
K ------ 每毫升EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液相當(dāng)于硝酸鑭標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的毫升數(shù),;
M ------ 試料質(zhì)量, g,。
(4)注意:當(dāng)螢石中氟化鈣含量很高時,,在預(yù)測時加入35mL硝酸鑭標(biāo)
準(zhǔn)滴定溶液的量將不夠。如果分析步驟進(jìn)行到預(yù)測時,,當(dāng)加入偶氮酸M
指示劑后溶液不會呈純藍(lán)色而呈藍(lán)紫色,,此時應(yīng)滴加入硝酸鑭標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液直至溶液呈藍(lán)色(由于沉淀吸附指示劑,應(yīng)補(bǔ)加指示劑以便于觀察),,在不斷攪拌下在過量5mL,,并放置5min,在放置期間應(yīng)不斷攪拌。補(bǔ)加2滴
指示劑溶液,,用EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液逐滴進(jìn)行滴定,,以下步驟與實測步
驟相同。測氟儀遇到這種情況可以不需要再進(jìn)行預(yù)測,。
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