快速分析萤石中氟化钙、碳酸钙的探讨

1、快速分析萤石中氟化钙、碳酸钙的探讨作者：廖漓文( Liao Li Wen )(天津华北地质勘查局核工业二四七大队，天津宝坻，301800)摘要：萤石的经典分析方法是将碳酸钙和氟化钙分离后 ,在用滴定法 分别进行滴定分析 ,这种分析方法较为准确 ,但周期长、效率差、多次 滴定易产生误差 ,无法满足快速大量测定样品的要求。本文探讨通过 采用滴定 -原子吸收法相结合方式测定萤石中氟化钙、碳酸钙的含量 , 可在大幅缩短测定时间的同时避免二次滴定产生的误差提升结果准 确度,并可用于满足大量萤石样品的分析需求。 关键词：滴定-原子吸收法；萤石；氟化钙；碳酸钙；快速分析； Rapid analysis of

2、 contains of calcium carbonate and calcium fluoride in fluoriteAbstract:Titrimetry, one of classical analysis method of fluorspar. Calcium carbonate and calcium fluoride was separated from fluorspar, titrated them respectively. Despite of the advantage of accuracy, but its 'the long period, poor

3、 efficiency and repeatedly titrated were unable to match the requirements of large number of samples measurement. In this paper, a new method was proposed, which combining both titration and atomic absorption spectrometry. By this way, we can detecting contains of those two calcium salts quickly and

4、 exactly in large scale analysis, at the same time, avoiding the random errors causing by the second titration.Key words: titration- Atomic absorption spectrometry; fluorite; calcium fluoride; calcium carbonate; rapid analysis0前言萤石是冶金工业中的一种重要熔剂 ,主要用于制造氢氟酸、氟利昂、冰晶石等 ,在工业、化工、建材、装饰、选矿等诸多领域有着重 要使用价值。测定萤石

5、中氟化钙、碳酸钙的含量是了解萤石品质,工 业价值的重要手段 ,逐渐受到各行业的重视。萤石( 亦称氟石 ) 的主要组成是氟化钙 ,其余是碳酸盐、硫酸盐、 二氧化硅。萤石的经典分析方法是将碳酸钙和氟化钙分离后 ,采用 EDTA仲裁法络合两次滴定测定萤石矿中的氟化钙、碳酸钙含量。除 需经沉淀、过滤等复杂流程外 ,两次钙的滴定误差都会对结果产生影 响。针对这些问题 ,本文探讨将滴定和原子吸收法相结合测定萤石中 氟化钙的含量 ,将经典法中碳酸钙滴定环节由原子吸收法代替 ,减少一 次滴定过程 ,有效提高测定效率的同时提升测定准确度。1 实验部分1.1 主要试剂A、乙醇 ( C2H5OH) : 无水或 95

6、%( V/V) 。B、含钙乙酸溶液：称取 1.5g 碳酸钙( CaCO3) ,置于 400mL 烧杯中, 加入 I 50mL 乙酸溶液 ( 1 +9) ,盖上表面皿、加热至沸腾驱尽二氧化碳 , 冷至室温 ,再用乙酸溶液 ( 1 +9) 稀释至 500mL,摇匀。C、混合酸：称取 12.5g 硼酸( HBO3) ,置于 1000mL 烧杯中,加入约 100mL 水,徐徐加入 25mL 硫酸 ,加热使其溶解 ,稍冷再加入。 250mL 盐酸 ,用水稀释至 1000mL。D、碳酸钠+ 硼酸混合溶剂 2 份无水碳酸钠与 1 份硼酸钠研细混匀 , 保留在磨口瓶中备用。E、三乙醇胺 ,1+ 2。F、氢氧化

7、钾溶液 200g /L。G、碳酸钙标准溶液 ,0.024mol /L。称取 0.60g 已于 105 110烘 过 2h 的碳酸钙 , 精确至 0.0001g,置于 400mL 烧杯中 ,加入约 100mL 水。盖上表面皿 ,沿杯口滴加盐酸 ( 1 + 1) 至碳酸钙全部溶解 ,加热煮沸 数分钟。将溶液冷却至室温 ,移入 250mL 容量瓶中 ,用水稀释至标线 , 摇匀。H、EDTA 标准滴定溶液 ,0 010mol /L。I、钙黄绿素 甲基百里香酚蓝酚酞混合指示剂 ( 简称 CMP 混合 指示剂) 称取 1. 000g、钙黄绿素 1. 000g、甲基百里香酚蓝、 0. 200g 酚 酞与 5

8、0g 已在 105烘干过的硝酸钾混合研细 ,保存在磨口瓶中。 k 钙指示剂 ( 1 + 100) 称取 1.000g 钙指示剂与 100g 氯化钠充分研 细混匀 ,保存在磨口瓶中。1.2 仪器与设备A 、滤纸 : 无灰的慢速滤纸。 ,B、玻璃容量器皿 : 三角瓶、滴定管、容量瓶、移液管等。C、加热炉、马弗炉、原子吸收2 分析原理将试样用稀乙酸溶样 ,过滤除去氟化钙 ,在 HAC(1+98) 介质中加锶 盐消除干扰 ,随后于波长 422.72nm 测量钙的吸光度 ,可求出碳酸钙的 量。氟化钙不溶于乙酸 ,经过滤分离后 ,不溶渣用(盐酸 -硼酸 -硫酸) 混合酸溶解 ,过滤定容成母液后 ,取定量母

9、液 ,加氢氧化钾溶液使 pH 值 达 13以上,以三乙醇胺为掩蔽剂、 CMP 混合指示剂 ,用 EDTA 标准滴 定溶液滴定 ,计算试样中氟化钙的质量。3 分析步骤称试样 0.2500g（0.063mm,240目）于 250ml 烧杯中 , 加入乙酸 （ 1+98）溶液 2 0ml, 室温放置 30 min , 期间每隔 5 分钟轻轻摇动一 次。加纸浆过滤到 100ml 容量瓶内 , 将试样全部转移至滤纸上 , 再以 水洗 3 次。分取 10ml 滤液于 50ml 容量瓶中 ,补加适量 HAC（1+98） 使最终乙酸浓度为 （2+98）,加入 5mlSrCl2溶液,用水稀释至刻度 ,混匀 ,

10、用原子吸收测定钙含量 ,换算系数得出碳酸钙的含量将滤纸及试样放 入 2 5o ml 锥形瓶中 , 加入 10ml 硝酸,5ml 高氯酸 ,先低温加热将滤纸 破坏, 再高温加热蒸至溶液体积约 I ml,在用盐酸 -硼酸-硫酸混合酸加 热溶解, 冷却, 定容于 2 5 Om l 容量瓶中。取溶液 25 m l 于 25 o m l 锥形瓶中 , 移取 25.00ml试液于 250ml 三角瓶中 ,加水稀释至 100ml, 加 5ml 三乙醇胺 ,20ml 氢氧化钾溶液 , 加适量混合指示剂 ,用 EDTA 溶 液滴至绿色荧光消失为终点。 其中碳酸钙与氟化钙的计算按照下列两式进行：C-曲线上查的浓度

11、（ mg/ml）V-第二次定容体积（ ml） m-称取样品质量 10-分取体积 a-为醋酸浸取试样时溶解下的溶解下来的氟化钙的量T-EDTA 标准滴定溶液对氧化钙的滴定度 (mg/ml)V-滴定时消耗的体积 (ml)V0-滴定分取随同试样的空白所耗的体积( ml) m-分取滴定试液中所含的物料量( mg)4 结果与结论4.1 结果用滴定 -原子吸收法及传统“二次滴定法”对比测定萤石标样分析碳酸钙结果如表 1,对比分析氟化钙结果见表 2滴定- 原子吸收法二次滴定法碳酸钙样品 编号标准 值 w %测定 值w %差值时间标准 值 w %测定 值w %差值时间GBW072540.270.26-0.01

12、140min0.270.264-0.006180minYSB14792-020.060.0640.004142min0.060.0650.001185min表 1 对比测定萤石标样分析碳酸钙结果滴定-原子吸收法二次滴定法氟化钙样品 编号标准 值w %测定 值 w %差值时间标准 值w %测定 值 w %差值时间GBW0725385.2185.1-0.11132min85.2185.15-0.06168minGBW0725498.5998.39-0.2137min98.5998.42-0.17172min表 2 对比分析氟化钙结果根据对比试验 ,采用滴定 -原子吸收法相较于传统测定法单样减少单样

13、平均测定时间约 30 分钟左右，同时测定精度相近，在实验允许误差范围内。4.2 结论采用滴定 -原子吸收法分析萤石中的氟化钙、碳酸钙因避免了二 测滴定造成的误差 ,同时简化了操作步骤，使其具有操作简便 ,分析结 果准确 ,重现性好的特点 ,在减轻实验人员工作强度的同时，可提高实 验室经济效益，该方法在实践使用中收到了满意的效果。参考文献：1 史世云，温宏利，李冰，何红蓼，吕彩芬.高频燃烧 - 红外碳硫仪测定地质样品中的碳和硫 J. 岩矿测试， 2001（12）（2）王宝荣 .于占海 .萤石中 CaCO3 含量的测定 . J. 科技创业家， 2012， ,1（ 7）：157（3）王瑞珍 . 萤石中氟化钙的