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文档简介

《盐湖卤水法电解级氯化镁》团体标准编制说明标准名称:盐湖卤水法电解级氯化镁青海盐湖镁业有限公司、青海汇信资产管理有限责任公司青海省标准化协会一、工作简况依据规定贯彻落实省委、省政府重要决策部署,充分发挥标准化工作对经济社会高质量发展的技术支撑和作用。2025年7月,由青海盐湖镁业有限公司、青海汇信资产管理有限责任公司申请团体标准的立项。根据青海标准化协会下达的《关于盐湖卤水法电解级氯化镁等3项团体标准立项的公告》(青标协字〔2025〕150号),批准《盐湖卤水法电解级氯化镁》团体标准的制定。(二)参编单位青海盐湖镁业有限公司、青海汇信资产管理有限责任公司、青海盐湖工业股份有限公司、中国科学院青海盐湖研究所、海西州盐化工产品质量检验检测中心。(三)主要起草人及主要分工姓名性别职务/职称工作单位任务分工负责标准审核、技术指导负责方案审核负责标准审核负责标准审核、技术指导负责标准编制组织负责标准审核、技术指导负责标准文本、编制说明编写负责标准文本、编制说明编写统稿负责标准审核负责标准审核负责标准文本框架搭建负责工艺数据收集技术指导标准审核负责数据提供负责标准生产数据的提供负责标准试验数据的提供负责工艺技术部分编制负责标准试验数据的提供负责标准试验数据的提供负责标准生产数据的确认负责数据整理负责数据整理负责标准数据的提供负责标准数据的提供负责指标确认二、制定标准的必要性和意义(一)必要性察尔汗盐湖氯化镁储量高达40.6亿吨,察尔汗盐湖氯化镁储量达16.5亿吨,品位高、储量大、有害杂质含量低、易于开采,曾长期受技术条件限制,盐湖资源的开发利用仅停留在单一的氯化钾资源利用上,镁盐综合利用率不足5%,大量镁资源随废卤排放,形成“镁”害,既制约其他资源开发,也造成巨大资源浪费。电解级氯化镁是盐湖卤水法电解镁关键原料,其杂质含量质量直接决定金属镁的纯度、生产能耗与电流效率。特别是硼、镍、硫酸盐、耗酸盐等杂质元素危害突出,即便微量存在,也会在电解过程中发生还原析出,在阴极形成金属杂质及金属间化合物,破坏镁液结晶状态,造成镁产品纯度下降,同时诱发阳极消耗加剧、槽内局部短路、电解槽工况恶化等问题,严重影响电解效率与槽体运行寿命。因此,必须严控镍、硼、硫酸盐、耗酸盐等重金属杂质含量,从源头保障熔盐电解体系稳定运行与原镁产品品质。青海盐湖镁业有限公司已建成10万吨/年金属镁装置,技术国内领先,具备规模化、品质稳定、绿色低碳的优势。青海盐湖镁业公司通过多年的氯化镁脱水技术攻关和生产实践,提出了《盐湖卤水法电解级氯化镁》标准。目前,《盐湖卤水法电解级氯化镁》产品尚无相关的国家标准、行业标准,导致生产缺乏统一规范、产品质量参差不齐。该产品标准的制定,填补领域空白,可完善盐湖产业标准化体系,为世界级盐湖产业基地建设提供技术支撑。(二)意义中国是全球镁锭主产国,从2016—2022年中国镁锭产量市占率均保持在85%以上,其中皮江法炼镁占市场主要份额,但皮江法炼镁相比盐湖卤水法电解镁技术碳排量超出4倍多,同时排渣量大、劳动强度高。根据中华人民共和国国家发展和改革委员会令第29号发布的《产业结构调整指导目录(2019年本)》中鼓励类第九项“有色金属”第2条,明确支持“高效、低耗、低污染、新型冶炼技术开发”。本标准的制定实施推广,将有力推动以盐湖卤水法电解级氯化镁为原料的镁冶炼技术的发展,属于“高效、低耗、低污染、新型冶炼技术开发”。现行工业氯化镁标准(GB/T3959-2008)仅适用于建材、食品等行业,对硼、镍、硫酸盐根、耗酸物质、水分等杂质离子无技术指标要求,无法满足电解工艺要求,导致企业各自制定内部标准,产品质量参差不齐。青海盐湖镁业公司通过多年的盐湖卤水法电解镁攻关和生产实践,提出了《盐湖卤水法电解级氯化镁》标准。目前,《盐湖卤水法电解级氯化镁》无相关的国家标准、行业标准,虽然青海省已发布《盐湖卤水法电解金属镁工艺中卤水精制工艺技术规范》地方标准报批稿,但从建设世界级盐湖产业基地标准化体系的全局来看,对该类产品标准的建立仍存在迫切需求。青海盐湖镁业有限公司按照自身工艺需求,借鉴原海德鲁公司采用的世界领先的实验室—挪威特隆赫姆SINTEF实验室和波斯哥伦分析中心的检测方法,明确了产品的各项技术指标、质量要求、耗酸物质检测、卡尔费休法水分检测、硼和镍含量电感耦合等离子体发射光谱仪检测等关键内容。盐湖卤水法电解镁主要属于氯化镁、氯化钠、氯化钙熔盐电解体系,因此对原料中钾、钠不要求,氯化钾、氯化钠可调节熔盐熔点、黏度与离子电导率,保障电解槽内熔盐具备良好的流动性与导电性能,维持电解体系热平衡,降低电解能耗。电解原料中带入的微量钾、钠,对整个体系不构成威胁,与其说“不要求”,不如说“允许存在”,因为它们的存在形式(作为电解质组分)和最终去向(在电解质表面消耗或循环)都不会对核心产品——金属镁的纯度和生产过程的效率造成实质性影响。这是镁电解工艺一个非常巧妙和经济的特质。《盐湖卤水法电解级氯化镁》标准的实施具有多方面重要意义。它强化了标准体系在推进世界级盐湖产业基地建设中的引领支撑作用。盐湖卤水法电解镁技术可推动《国家标准化发展纲要》《青海建设世界级盐湖产业基地行动方案(2021—2035年)》《世界级盐湖产业基地标准体系建设实施方案》落地见效、走深走实。正如青海盐湖工业股份有限公司申请的“利用盐湖低水合氯化镁制镁的制镁系统及制镁方法”专利,代表着镁制备行业的颠覆性创新,该技术有利于加快世界级盐湖产业基地建设——“十四五”以来海西州依托盐湖关键技术攻关形成五大产业体系,2025年盐湖化工产值达444.86亿元,钾肥、纯碱、碳酸锂产量全国占比分别超77%、14%、17%;西宁市也已形成氢氧化镁14万吨、氧化镁5万吨、铝镁合金铸件4000吨的镁资源生产能力,这对氯化物型盐湖实现高效综合利用、走高质量发展之路具有十分重要的意义。三、主要起草过程(一)成立起草小组青海盐湖镁业有限公司、青海汇信资产管理有限责任公司等起草单位成立了标准起草小组,制定了标准编制工作计划,明确了任务分工及各阶段进度时间。标准起草工作组成员认真学习了《GB/T1.1-2020标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》、GB/T20001.10《GB/T20001.10标准编写规则第10部分:产品标准》,结合标准制定工作程序的各个环节,进行了探讨和研究,为标准的制定打下了坚实的基础。(二)收集相关资料标准起草小组围绕产品质量指标完成相关资料的收集、分析、整理与汇总,为标准编制提供技术支撑,结合生产工艺实际,对拟制定的标准所涉及的内容、范围、适用性等进行了研讨,明确了《盐湖卤水法电解级氯化镁》标准的技术内容。在充分调研和分析总结的基础上,确定了标准起草的总体框架和主要内容。(三)起草工作阶段标准起草小组结合实际生产情况,于2024年3月份起草完成草案稿,2024年至2025年小组人员在盐湖卤水法电解镁生产现场跟踪确认标准技术参数,经多次讨论、修改编写完成了意见征求稿。(四)广泛征求意见,整理标准送审稿2025年6月分别由镁业公司金属镁厂、技术部、质检中心组织、海西州盐化工产品质量检验检测中心、青海盐湖工业股份有限公司、中国科学院青海盐湖研究所意见(见附件1)。小组对收集到的意见进行了认真分析和处理,形成送审讨论稿。(五)组织召开标准技术审查会XXXX,详见附件2。四、制定标准的原则和依据(一)标准编写原则本标准的制定体现出标准的科学性、引领性和可操作性。本标准在制定时遵循以下具体原则:1.符合国家发展循环经济的政策和发展方向;2.符合产业政策和卤水法电解金属镁生产行业发展的趋势要求,确保环保的同时提高金属镁锭的质量水平;3.充分考虑我国国情,符合我国技术发展水平,力求实用性和可操作性。标准编写依据本标准依据《团体标准管理规定》制定。标准技术要素构成、格式等严格按照《GB/T1.1-2020标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》和《GB/T20001.10标准编写规则第10部分:产品标准》和《青海省标准化协会团体标准管理办法》的要求编写,力求结构严谨,文字简洁易懂,逻辑清晰,引用文件规范、准确。五、与有关法律法规和强制性国家标准、行业标准的关系本标准遵守国家相关法律法规,遵守执行国家强制性标准及编制规则。充分考虑了盐湖卤水电解金属镁工艺和发展实际情况,力求做到指标科学,技术先进,管理有效。本标准符合青海省人民政府工业和信息化部《关于印发青海建设世界级盐湖产业基地行动方案(2021—2035年)的通知》《青海省加快推进世界级盐湖产业基地建设促进盐湖产业高质量发展若干措施》文件中实施“开展盐湖无水氯化镁电解”关键技术攻关的要求,与现行的法律法规、规章及相关标准协调一致,没有冲突。六、主要条款说明本文件规定了盐湖卤水电解级氯化镁的技术指标、试验方法、检验规则、标志、运输、贮存。(标准中有哪些内容?)本文件适用于盐湖卤水电解级氯化镁。(一)电解级氯化镁相关技术说明1.电解级氯化镁制备工艺及说明电解级氯化镁是指符合熔盐电解法生产的无水氯化镁原料,其生产过程是将钾肥生产后的老卤在盐田滩晒析出的水氯镁石晶体矿溶解后得到约33%的氯化镁卤水,再经杂质净化、脱水后得到的无水氯化镁电解原料。工艺流程如下:盐湖老卤盐田滩晒电解级氯化镁脱水卤水精制水氯镁石溶解33%盐湖老卤盐田滩晒电解级氯化镁脱水卤水精制水氯镁石溶解33%(二)电解级氯化镁杂质含量控制说明1.电解级氯化镁中水含量的控制电解质中水分的危害是多方面的,但水分的主要危害并非电化学分解过程中的能量消耗,因为它在熔体原料中的含量不高(约0.1%)。水分的主要危害在于它参与阴极过程产生的MgO,形成钝化薄膜覆盖阴极表面,使得镁对阴极的湿润情况变坏,导致鱼子状镁的形成,从而严重降低镁的电流效率。电解槽加料中含1%的水分,电解槽在一段时间内将不产镁。MgOHCI与Mg反应及分解生成的MgO会被金属镁吸附,使得镁液不易汇集长大,最终落入渣中,这也是造成镁电解电流效率下降的重要原因。为消除水分有害影响,原料应深度脱水。根据现有电解镁生产设计,电解级氯化镁中水含量规定为0.1%。2.电解级氯化镁中耗酸镁盐(以碱式氯化镁含量计)的控制脱水过程中产生的碱式氯化镁和氧化镁统称为耗酸镁盐,碱式氯化镁在电解槽中也会分解为氧化镁。电解质中氧化镁的危害表现在许多方面。它使阴极钝化,析出鱼子状的细镁粒。这种镁粒不易合并长大,因而易氧化损失。电解质中新形成的MgO微粒不易沉降,而易被镁粒吸附,使镁粒不能汇集,并由于重量增加而落入槽底损失。例如,镁电解使用四成分电解质时,一吨镁渣的产出率为0.2吨。渣的质量分数大致为(%)∶MgCl27~10;CaCl225~32;NaCl27~32;KCl5;MgO15~20;Mg3;其他氧化物(Al2O3+Fe203+SiO2等)5~10.由此可见,MgO的生成导致大量的槽渣,造成原料有用成分的大量消耗和镁的损失,同时增加了劳动强度。MgO也影响阳极过程,它除了在阳极区内被氯化,加快石墨阳极的损耗外,还会使阳极表面性质发生变化,使生成的氯气泡在阳极表面和上升过程中都难以合并长大,升至电解质表面时也不易破裂。这些气泡积聚在一起,使电解质循环路径缩短,电解质循环速度加快,即引起电解质沸腾。本标准规定碱式氯化镁杂质含量为0.4%,满足电解生产金属镁的要求。3.电解级氯化镁中硼杂质的控制说明盐田析出的水氯镁石中的硼是以硼酸镁2MgO·B203或复合化合物3MgO·3B2O3·2MgC12·2H20的形式存在。当无水氯化镁中硼的浓度为0.001%~0.002%时镁的电流效率降低4%~5%;当氯化镁中硼的浓度更大时,则不宜于电解生产镁了。本工艺中32%~35%氯化镁精制卤水浓缩、脱水成无水氯化镁,理论浓缩系数约为2.87倍,如以精制卤水中硼浓度以含量以0.0001%核算,则无水氯化镁中硼浓度约为0.00029%,而本标准规定硼杂质含量≤为0.0003%,满足符合盐湖电解镁镁电解镁生产对电解原料的的要求。4.电解级氯化镁中硫酸根杂质的控制说明无水氯化镁中的硫酸盐进入电解质后会同镁发生一系列反应,每公斤SO42-离子,消耗0.25~0.75kg镁,并相应生成0.8~1.6kg氧化镁,研究和生产实践确定电解质中硫的含量为0.1%左右时,电流效率明显会降低,因此电解质中S042-的含量希望不高于0.03%。另外,当长时间电解含硫酸盐高的熔体,电解质会产生泡沫和使阴极钝化,形成钝化膜的厚度可达10mm,在这种情况下形成鱼子状镁,电流效率降低。电解质的循环增强,在电解质表面发现黑色的或者又白又脏的泡沫,这种泡沫将镁带向阳极空间,造成镁的逆反应损失。当电解质中S042-的含量减少到0.05~0.01%时,沸腾停止。本工艺中32%~35%氯化镁精制卤水中硫酸根控制要求是20ppm,浓缩脱水成无水氯化镁,浓缩系数约为2.87倍,则无水氯化镁中的最大为0.006%,本标准选用0.01%,适合满足盐湖电解镁生产对电解原料的要求。盐湖电解镁的原料需求。5.电解级氯化镁中镍杂质对电解镁的影响氯化镁中的镍是电解镁生产中的有害重金属杂质,会从多方面对电解过程、产品质量与设备运行产生不利影响。电解过程中,氯化镍会优先于镁离子在阴极还原析出金属镍,并与液态镁结合生成Mg2Ni金属间化合物。该化合物会引发镁的二次逆反应,使析出的金属镁重新溶入熔盐,大幅降低电解电流效率,且镍含量越高,电能损耗越严重。同时,镍杂质会直接混入粗镁产品中,微量镍便会严重劣化镁及镁合金的耐腐蚀性能,还会引发内部夹杂缺陷,增加后续精炼的成本与难度。此外,阴极生成的硬质Mg2Ni会改变阴极表面状态,造成结壳、结瘤问题,阻碍镁液分离汇集。镍杂质还会在熔盐体系中循环富集,加剧阳极损耗、增大槽体漏电风险,干扰电解槽稳定运行,因此生产中需严格管控无水氯化镁原料的镍杂质含量。收集了2025年电解镁生产过程氯化镁原料与产出镁液中的镍含量分析如下:生产日期原料中NI(ppm)粗镁中NI(ppm)2025/3/10(白)2102025/3/10(夜)292025/3/11(白)2102025/3/12(白)292025/3/12(夜)2102025/3/13(夜)292025/3/14(白)162025/3/14(夜)0.0382025/3/15(白)272025/3/16(白)2112025/3/16(夜)282025/3/17(白)27样品编号原料中镍含量(%)粗镁液中镍含量(%)样品10.00020.0010样品20.00020.0009样品30.00020.0010样品40.00020.0009样品50.00020.0010样品60.00020.0009样品70.00010.0006样品80.00030.0008样品90.00020.0007样品100.00020.0011样品110.00020.0008样品120.00020.0007上表为2025年多极槽验证性试车数据,无水氯化镁与粗镁中镍含量对比,粗镁中镍含量已经达到国家标准《原生镁锭》(GB/T3499-2023)中Mg99..850C指标(≤20ppm0.0015%)要求。如脱水生产单元稳定运行,电解原料无水氯化镁中的镍将会更低。因此,本标准规定的电解级氯化镁中镍含量为≤0.0003%,满足盐湖电解镁生产中对原料的需求。(二)生产数据收集及验证1)收集电解级氯化镁原料分析数据汇总如下:表13.产品化验分析数据取样编号MgCl2MgOHClH20(%)(%)(%)1009073097.440.180.071009132097.720.270.041009222397.240.200.101011003099.580.130.081012015298.080.100.081012124598.060.360.021013010098.760.390.021013140498.870.380.041013234998.890.260.061014124098.700.330.021014235798.960.290.041015123098.940.350.041016001598.420.300.021016133098.940.340.061017003098.830.360.031017125698.640.370.021018002298.610.390.081018133098.520.320.021019002599.340.380.021019002599.340.380.021019123099.000.380.031020000999.260.380.021020125199.060.380.021021125098.940.160.071021235099.080.180.061023114099.140.190.041024123899.460.040.081025002099.500.100.081025100499.100.160.061025125099.240.120.091027213199.180.290.051027213199.180.290.051028131598.910.260.081029001099.010.380.061029124099.440.370.081030041998.600.340.081030121598.780.320.061031003598.820.340.071031124099.010.330.041101001198.890.360.041101132098.680.360.021101132098.680.360.021102001598.660.340.081102130398.890.210.061103001098.860.350.041103112698.880.390.061104000098.840.240.041104125598.820.360.071105015098.820.380.041105124098.860.260.031106001098.740.260.081106125598.880.260.041107003098.360.200.061107113898.620.230.021108003098.540.230.021108124098.780.370.021109000598.820.370.021109124298.410.340.031110001598.920.380.041110124098.860.220.031110001098.80.180.051111121198.740.370.031112002098.690.380.041112124098.820.370.031113000098.80.300.041113000098.80.300.041113122698.740.380.081114001098.860.240.061114123698.910.260.091115001598.810.290.081115112598.80.280.021116002198.680.300.021117171198.480.380.03平均值98.800.300.05最大值99.580.390.10最小值97.240.020.02以上质检中心中控、金属镁分车间化验的数据符合本标准制定的无水氯化镁产品技术指标:碱式氯化镁≤0.4%,水分≤0.1%。无水氯化镁产品中硅酸镁盐含量以碱式氯化镁含量核算,平均为0.30%,最大为0.39%,最小为0.02%,符合本规范制定的碱式氯化镁含量≤0.4%的指标要求;无水氯化镁产品水分含量平均为0.05%,最大为0.1%,最小为0.02%,符合本规范制定的干颗粒水分≤0.1%的指标要求。2)收集无水氯化镁产品中的B3+、Ni、SO42-检测数据。样品编号B3+%Ni%SO42-%样品10.0000930.000073(ppm?)0.012381样品20.0000460.0000720.006241样品30.0000170.0001210.005046样品40.0000280.0001390.010058样品50.0000150.0001310.010185样品6未检出0.0004870.006472样品70.0000930.0000730.007381样品80.0000460.0000720.006241样品90.0000170.0001210.005046样品100.0000280.0001390.006858样品110.00110.000240.003952样品120.00100.000230.003390样品130.00100.000250.008533样品140.000930.000220.008689样品150.000540.000220.003959样品160.00120.000220.004055样品170.000400.000110.002555样品180.00270.0000940.003181样品190.0000460.000240.0053样品200.0000520.000230.0062样品210.0000270.000230.0055样品220.0000360.000220.0055样品230.0000440.000220.0066样品240.0000320.000230.0052样品250.0000470.000120.00472样品260.0000520.000130.00515样品270.0000710.000050.00723样品280.0000340.000080.00384样品290.0000190.000110.00482样品300.0000720.000190.00521样品310.0000840.000100.00558平均值0.0003300.000370.00597最大值0.0044000.004400.01238最小值0.0000150.000050.00256以上质检中心中控分析金属镁分车间化验的数据符合无水氯化镁产品技术指标:Ni≤0.05%,SO42-≤0.03%,同时无水氯化镁主成分MgCl2≥99.9%,K≤0.005%,Na≤0.005%,Ca≤0.005%,Fe≤0.002%,Si≤0.002%。无水氯化镁产品中B3+含量平均为%,最大为%,最小为%,符合本规范制定的B3+含量指标应≤0.025%;无水氯化镁产品SO42-含量平均为%,最大为%,最小为%,符合本规范制定的干颗粒SO42-应≤0.01%。(三)主要内容1.要求1.1外观:白色颗粒,极易吸潮。1.2盐湖卤水电解级氯化镁技术指标应符合表1的要求。盐湖卤水电解级氯化镁技术指标项目指标氯化镁(MgCl2计)%≥95.0耗酸物质(以MgOHCl计)%≤0.4a水分%≤0.1b硫酸盐(以SO42-计)%≤0.01c硼(B)%≤0.003镍(Ni)%≤0.0003备注:若客户对a、b、c无特殊要求时可不控制。21.试验方法21.1氯化镁含量的测定按GB/T13025.6制盐工业通用试验方法钙和镁离子的测定的规定进行。21.2耗酸物质(以碱式氯化镁计)含量测定原理2.2.1原理试样在强酸性介质中,过量的氢离子与碘化钾反应生成碘,加入淀粉指示剂后,用硫代硫酸钠标准溶液滴定至溶液出现浅黄色后,继续滴定至蓝色褪去即为终点。反应式如下:MgOHCl+HCl→MgCl2+H2O6HCl+5KI+KIO3→3I2+6KCl+3H2OI2+2Na2S2O3→2NaI+Na2S4O62.2.2试剂2.2.2.1盐酸标准溶液C=0.05mol/L:可按照HG/T3696.1-2011,参考如下方法配制并标定0.5mol/L盐酸标准溶液,使用前将其稀释10倍。配制:量取45mL盐酸,注入1000mL水中,混匀;或量取83ml分析纯浓盐酸(比重1.19)注入一定量的水中摇匀冷却,定容至2000ml。标定:称取于270-300℃干燥至恒重的基准无水碳酸钠0.5-0.6g,称准至0.0002g,溶于80mL水中,加入溴甲酚绿-甲基红混合指示剂,用0.5mol/L盐酸滴定至溶液由暗绿变为暗红色,煮沸2-3min,冷却后继续滴定至暗红色。2.2.2.2硫代硫酸钠标准溶液C=0.025mol/L:按照HG/T3696.1-2011配制并标定0.1mol/L硫代硫酸钠标准溶液,配制方法为称取26g硫代硫酸钠(Na2S2O3·5H2O)(或16g无水硫代硫酸钠),溶于1000ml水中,缓缓煮沸10min,冷却,放置两周后过滤待标定;标定方法为精确称取0.15g于120℃干燥至恒重的基准重铬酸钾,称准至0.0001g,置于碘量瓶中,溶于25ml水,加2g碘化钾及20ml20%硫酸溶液,摇匀,于暗处放置10min,加150ml水,用配制好的硫代硫酸钠溶液滴定,近终点时加淀粉指示液,继续滴定至蓝色消失而显亮绿色,同时作空白实验。使用前将0.1mol/L的硫代硫酸钠标准溶液稀释4倍。2.2.2.3淀粉指示剂(10g/L):称取1g淀粉,加5mL去离子水使其成呈糊状,在搅拌下将糊状物加到90mL沸腾水中,煮沸1min~2min,冷却,稀释至100mL,使用期两周。2.2.2.4KI-KIO3溶液:称取17g的KI和17g的KIO3溶于水中称取17gKI和17gKIO3溶于水中,稀释至1000mL,摇匀。2.2.3仪器、设备2.2.3.1电子天平,精度0.1g;2.2.3.2棕色滴定管,50mL;2.2.3.3碘量瓶:500mL。2.2.4试验步骤称取(5±0.1000)g样品于250mL碘量瓶中,准确加入15mL0.05mol/L的盐酸溶液,待颗粒完全溶解后,用少量水冲洗瓶壁上液体,冷却至室温待颗粒完全溶解后,用少量水冲洗瓶壁,冷却至室温。在不断摇动下,加入2mLKI-KIO3溶液,准确加入10mLNa2S2O3溶液;立即用Na2S2O3溶液滴定直到出现浅黄色;加入1mL淀粉指示剂,继续滴定至蓝色消失即为终点,消耗体积为V1。2.2.5结果计算耗酸物质(以碱式氯化镁计)质量分数w1计,按公式(1)计算耗酸物质(以碱式氯化镁计)的质量分数w1,按公式(1)计算:w1=c×(V0−式中:C——硫代硫酸钠标准滴定溶液的浓度,单位摩尔每升(mol/L);V1——硫代硫酸钠标准滴定溶液滴定样品时消耗的体积,单位为毫升(mL);V0——硫代硫酸钠标准滴定溶液滴定空白时消耗的体积,单位为毫升(mL);m——试料的质量的数值,单位为克(g);76.77——碱式氯化镁的摩尔质量,单位摩尔每升(mol/L)。碱式氯化镁的摩尔质量,单位克每摩尔(g/mol)。计算结果按GB/T8170进行修约并表示,取平行测定结果的算术平均值为测定结果,两次平行测定结果的绝对差值不大于0.02%。计算结果按GB/T8170进行修约并表示,需遵循“四舍五入”原则:当测量结果的尾数在5及其以上时,向上一位进1;当尾数在5以下时,保持不变,同时明确修约间隔以确定修约保留位数。取平行测定结果的算术平均值为测定结果,两次平行测定结果的绝对差值不大于0.02%。21.3水分的测定原理2.3.1原理存在于试样中的任何水分(游离水或结晶水)与已知滴定度的卡尔·费休试剂(碘、二氧化硫、吡啶标点问题、和标点问题和甲醇组成的溶液)进行定量反应,反应式如下:I2+SO2+2H2O+3C5H5N→2C5H5N·HI+C5H5N·SO3C5H5N·SO3+CH3OH→C5H5NH·OSO2OCH32.3.2试剂和材料2.3.2.1无水甲醇,分析纯;2.3.2.2卡尔费休试剂,滴定度:3-—5mg/mL;2.3.3仪器设备卡尔费休水分测定仪:测试精确度:±0.2mV,滴定管加液误差(10ml):±20uL,滴定管加液分辨率:1/10000。2.3.4试验步骤2.3.4.1滴定度测定确认储液瓶中卡尔费休氏试剂和无水甲醇充足确认储液瓶中卡尔费休试剂和无水甲醇充足,仪器连接完好,打开电源开关,仪器预热30分钟后开始试验。用微量进样器抽取10.00uL标准水样,确保注射器中没有气泡。待仪器显示平衡后,注入仪器的滴定杯中,开始检测滴定度滴定程序启动滴定度滴定检测程序,用磁性搅拌器一边搅拌一边自动滴定。滴定过程中吸液,加液及滴定终点的判定识别由仪器自动控制滴定过程中吸液、加液及滴定终点的判定由仪器自动控制。平行检测3~5次;检测结果的相对平均偏差小于等于0.3%。2.3.4.2样品测定称取约1g试样,精确至0.0001g,倒入平衡好的滴定杯中,进样时间设置280S,待试样完全溶解后输入样品质量进行测定,用磁性搅拌器一边搅拌一边自动滴定。滴定过程中吸液,加液及滴定和终点的判定识别由仪器自动控制滴定过程中吸液、加液及终点的判定由仪器自动控制。平行测定不少于两次,记录数据W测。2.3.5结果计算水分含量以质量分数W2计,按公式(2)计算:w2=w测−0.2344×w式中:——样品中碱式氯化镁含量,%;——水分仪测量得的水分含量,%;0.2344——水分与碱式氯化镁的换算系数取平行测定结果的算术平均值为测定结果,两次平行测定结果的相对误差小于0.3%。21.4硼、镍含量的测定2.4.2原理试样经酸溶解后,注入电感耦合等离子体发射光谱仪,由载气带入雾化系统进行雾化后,以气溶胶形式进入等离子体,在高温和惰性气体中被充分蒸发、原子化、电离和激发,发射出所含元素的特征谱线,根据元素浓度与元素特征谱线强度的比例关系,采用工作曲线法对相应元素进行定量分析。2.4.3试剂和材料2.4.3.1硝酸溶液((优级纯)):4%。2.4.3.2硝酸溶液((优级纯)):1+1。2.4.3.3硼标准溶液1.00mg/ml,按HG/T3692.2规定配制硼元素标准贮备溶液,或者采用经国家认证并授予标准物质证书的硼元素标准贮备溶液。2.4.3.4镍标准溶液1.00mg/ml,按HG/T3692.2规定配制硼元素标准贮备溶液,或者采用经国家认证并授予标准物质证书的硼元素标准贮备溶液。镍标准溶液1.00mg/ml,可称取光谱纯金属镍1.0000g,准确到0.0001g,加硝酸10mL,待完全溶解后,用去离子水稀释至1000mL配制而成;也可选用如Codow氪道的有证镍标准贮备液(c(Ni²⁺)=1000mg/L)。按HG/T3692.2规定配制硼元素标准贮备溶液,或者采用经国家认证并授予标准物质证书的硼元素标准贮备溶液。2.4.4仪器及条件a)a)电感耦合等离子体发射光谱仪,参考测试条件如下:光源:氩等离子体光源,射频功率1300W;氩气压力:0.550Mpa-0.825Mpa;泵速:1.5L/min;泵速:1.5r/min;室温:18℃-22℃;辅助气体流量:0.2L/min;雾化器流量:0.8L/min;矩管:耐高盐矩管;选用标准曲线法时,选择仪器测定参数中“线性,计算截距”选项。2.4.5试验步骤2.4.5.1工作曲线的绘制在6个100mL容量瓶中分别移入0mL、2.00mL、4.00mL、6.00mL、8.00mL、10.00mL的10mg/L硼标准溶液,用硝酸溶液(见6.5.3.1)稀释至刻度,摇匀。待测元素标准系列溶液质量浓度见表2。在6个100mL容量瓶中分别移入0mL、2.00mL、4.00mL、6.00mL、8.00mL、10.00mL的10mg/L硼标准溶液(使用前应恒温至20℃±4℃,并充分摇动以保证均匀),用硝酸溶液(见6.5.3.1)稀释至刻度,摇匀。待测元素标准系列溶液质量浓度见表2,该系列溶液可用于绘制标准曲线,以待测元素响应信号值与浓度的对应关系实现定量分析。表2元素波长,单位nm标准系列溶液的质量浓度/(mg/L)123456硼249.67700.20.40.60.81.0249.77200.20.40.60.81.0镍216.55500.20.40.60.81.0231.60400.20.40.60.81.0注:可根据仪器优化各元素的分析谱线。在仪器最佳的测定条件下,推荐的分析谱线见表2,按浓度由低至高的顺序对混合元素标准系列溶液进行测定,仪器根据各待测元素质量浓度和谱线强度绘制工作曲线。2.4.5.2样品测定称取约10g试样,精确至0.001g,置于100mL的烧杯中,加少量水润湿,盖上表面皿,缓缓加入约8mL硝酸溶液(见6.5.3.2),搅拌至试样完全溶解。溶解后的试样溶液转移至100mL容量瓶中,用水定容至刻度,摇匀。在仪器最佳的测定条件下对试验溶液进行测定。仪器自动计算出样品中硼、镍元素的质量浓度。2.4.6试验数据处理试样中硼的质量分数按公式(3)计算,数值以%表示,试样中硼的质量分数按公式(3)计算,计算结果以%表示:wx=ρx×0.1×式中:ρx——试验溶液中待测元素质量浓度的数值,单位为毫克每升(mg/L);m——试料质量的数值,单位为克(g)。取平行测定结果的算术平均值为测定结果,两次平行测定结果的相对偏差不大于20%。取平行测定结果的算术平均值为测定结果,若采用仪器分析法,两次平行测定结果的相对偏差不大于2%;若采用容量分析法,相对偏差不大于0.3%;若采用重量法,相对偏差不大于0.5%。21.5硫酸盐的测定2.5.1原理修正表述的口语化问题,补充专业术语,让原理描述更符合分析化学专业的表述习惯,逻辑更清晰。在酸性介质中,硫酸根离子和钡离子反应生成硫酸钡沉淀。当硫酸根离子含量较低时,在一定时间内硫酸钡呈悬浮体,根据硫酸钡产生的浊度进行测定。用分光光度法在最大波长420nm进行测定。修正表述的口语化问题,补充专业术语,让原理描述更符合分析化学专业的表述习惯,逻辑更清晰。在酸性介质中,硫酸根离子与钡离子反应生成硫酸钡沉淀。当硫酸根离子含量较低时,一定时间内硫酸钡以悬浮体状态存在,可通过硫酸钡产生的浊度进行测定,采用分光光度法在最大吸收波长420nm处测定吸光度。SO42-+Ba2+→BaSO4↓2.生产数据收集及验证2.1收集盐湖卤水法电解级氯化镁产品分析数据如下:表13.产品化验分析数据样品编号MgCl2MgOHClH20(%)(%)(%)1009073097.440.180.071009132097.720.270.041009222397.240.200.101011003099.580.130.081012015298.080.100.081012124598.060.360.021013010098.760.390.021013140498.870.380.041013234998.890.260.061014124098.700.330.021014235798.960.290.041015123098.940.350.041016001598.420.300.021016133098.940.340.061017003098.830.360.031017125698.640.370.021018002298.610.390.081018133098.520.320.021019002599.340.380.021019002599.340.380.021019123099.000.380.031020000999.260.380.021020125199.060.380.021021125098.940.160.071021235099.080.180.061023114099.140.190.041024123899.460.040.081025002099.500.100.081025100499.100.160.061025125099.240.120.091027213199.180.290.051027213199.180.290.051028131598.910.260.081029001099.010.380.061029124099.440.370.081030041998.600.340.081030121598.780.320.061031003598.820.340.071031124099.010.330.041101001198.890.360.041101132098.680.360.021101132098.680.360.021102001598.660.340.081102130398.890.210.061103001098.860.350.041103112698.880.390.061104000098.840.240.041104125598.820.360.071105015098.820.380.041105124098.860.260.031106001098.740.260.081106125598.880.260.041107003098.360.200.061107113898.620.230.021108003098.540.230.021108124098.780.370.021109000598.820.370.021109124298.410.340.031110001598.920.380.041110124098.860.220.031110001098.80.180.051111121198.740.370.031112002098.690.380.041112124098.820.370.031113000098.80.300.041113000098.80.300.041113122698.740.380.081114001098.860.240.061114123698.910.260.091115001598.810.290.081115112598.80.280.021116002198.680.300.021117171198.480.380.03平均值98.800.300.05最大值99.580.390.10最小值97.240.020.02根据以上电解级氯化镁分析数据汇总如下:电解级氯化镁产品中氯化镁含量平均为98.80%,最大为99.58%,最小为97.24%,符合本标准制定的氯化镁≥95%的指标要求;电解级氯化镁产品中耗酸盐含量以碱式氯化镁含量核算,平均为0.30%,最大为0.39%,最小为0.02%,符合本标准制定的碱式氯化镁含量≤0.4%的指标要求;电解级氯化镁产品水分含量平均为0.05%,最大为0.1%,最小为0.02%,符合本标准制定的水分≤0.1%的指标要求;符合本标准制定的电解级氯化镁产品技术指标:碱式氯化镁≤0.4%,水分≤0.1%。2.2收集电解级氯化镁产品中的B3+、Ni、SO42-检测数据样品编号硼镍硫酸盐样品10.0000930.000070.0038样品20.0000460.000070.0062样品30.0000170.000120.0050样品40.0000280.000140.0058样品50.0000150.000130.0850样品6未检出0.000090.0065样品70.0000930.000070.0074样品80.0000460.000070.0062样品90.0000170.000120.0050样品100.0000280.000140.0069样品110.0011410.000240.0040样品120.0009810.000260.0034样品130.0009930.000290.0085样品140.0009290.000220.0087样品150.0005370.000220.0040样品160.0001240.000220.0041样品170.0004020.000110.0026样品180.0002680.000090.0032样品190.0000460.000240.0053样品200.0000520.000230.0

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