一種用于測(cè)定四氯化鈦懸浮液中鋁粉含量的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及化學(xué)分析技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于測(cè)定四氯化鈦懸浮液中鋁粉含 量的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 四氯化鈦是鈦及其化合物生產(chǎn)過(guò)程中的重要中間產(chǎn)品，為鈦工業(yè)生產(chǎn)的重要原 料。粗四氯化鈦是一種紅棕色渾濁液，含有許多雜質(zhì)，成分十分復(fù)雜。其中，重要的雜質(zhì)有 SiCl4、AlCl3、FeCl3、FeCl2、V0Cl3、VCl4、Ti0Cl2、CrCl3、MnCl2、Cl2、HCl等，這些雜質(zhì)在四氯化 鈦溶液中的含量是隨氯化所用原料和工藝過(guò)程條件不同而異。粗四氯化鈦必須進(jìn)行精制， 否則由于雜質(zhì)的影響將大大地影響下游鈦產(chǎn)品的加工性能。
[0003] 精制的原理一般用蒸餾方法去除FeCl3、A1C13等高沸點(diǎn)雜質(zhì)，用精餾方法去除 SiCl4等低沸點(diǎn)雜質(zhì)，用置換等化學(xué)方法去除沸點(diǎn)相近雜質(zhì)中的V0C1 3。目前常用的除釩試 劑有銅、鋁粉、硫化氫和有機(jī)物等，但優(yōu)缺點(diǎn)各異。在精制四氯化鈦鋁粉除釩工藝過(guò)程中，使 用的鋁粉價(jià)格昂貴，并具有可爆性，因此，測(cè)定該工藝過(guò)程中產(chǎn)生的四氯化鈦懸浮液中鋁粉 含量對(duì)安全生產(chǎn)及經(jīng)濟(jì)成本控制方面有著積極的意義。
[0004] 由于四氯化鈦懸浮液中四氯化鈦化學(xué)性質(zhì)很不穩(wěn)定，其暴露在空氣中即迅速與空 氣中水分反應(yīng)產(chǎn)生大量有毒腐蝕性煙霧，遇到水則會(huì)發(fā)生爆炸式反應(yīng)。目前，對(duì)粗四氯化 鈦懸浮液中鋁粉含量檢測(cè)方法研究還比較少，而對(duì)鋁粉的測(cè)定，文獻(xiàn)介紹的測(cè)定方法多為 m)TA返滴定法，例如期刊文獻(xiàn)《用絡(luò)合滴定法測(cè)定鋁粉漿中鋁含量》、《鋁粉煙火藥中鋁粉和 高氯酸鉀的測(cè)定》等，均不能適用于四氯化鈦懸浮液中鋁粉含量分析測(cè)定。為了能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì) 粗四氯化鈦鋁粉除釩工藝的質(zhì)量監(jiān)督控制，需開(kāi)發(fā)一種能夠準(zhǔn)確、可靠、且具有應(yīng)用價(jià)值的 粗四氯化鈦懸浮液中鋁粉含量測(cè)定方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠準(zhǔn)確、可靠、且具有應(yīng)用價(jià)值的測(cè)定 四氯化鈦懸浮液中鋁粉含量的方法。
[0006] 本發(fā)明一種用于測(cè)定四氯化鈦懸浮液中鋁粉含量的方法，包括以下步驟：
[0007] a、取四氯化鈦懸浮液，將四氯化鈦懸浮液緩慢轉(zhuǎn)移至盛有定量乙醇試樣的容器底 部，搖勻，過(guò)濾，得到第一沉淀；
[0008] b、向第一沉淀中加入鹽酸，沉淀溶解后加入硝酸和高氯酸，加熱蒸干，再用鹽酸溶 解，得到第一溶液；
[0009] c、向第一溶液中加入鐵鹽，然后調(diào)節(jié)溶液的pH值為3~4,加入緩沖溶液調(diào)整溶液 的pH值為6~6. 5,過(guò)濾得第二沉淀；
[0010] d、向第二沉淀中加入鹽酸，沉淀溶解后調(diào)節(jié)pH值為9~12,得到第二溶液；
[0011] e、將第二溶液煮沸，冷卻至常溫，定容，過(guò)濾沉淀，定量移取濾液，采用EDTA返滴 定法測(cè)定濾液的鋁含量；
[0012] f、根據(jù)e步驟測(cè)定得到的濾液中的鋁含量，計(jì)算得到四氯化鈦懸浮液中鋁粉含 量。
[0013] 上述所述一種用于測(cè)定四氯化鈦懸浮液中鋁粉含量的方法，按照體積比，四氯化 鈦懸浮液：乙醇=1~5:30~100。
[0014] 上述所述一種用于測(cè)定四氯化鈦懸浮液中鋁粉含量的方法，其中所述乙醇質(zhì)量符 合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB678-90,無(wú)色透明，乙醇純度多99. 5%，為分析純或化學(xué)純。
[0015] 上述所述一種用于測(cè)定四氯化鈦懸浮液中鋁粉含量的方法，其中，所用的硝酸和 高氯酸均為分析純或者化學(xué)純?cè)噭?br>[0016] 上述所述一種用于測(cè)定四氯化鈦懸浮液中鋁粉含量的方法，其中鐵鹽為三氯化 鐵、硝酸鐵、硫酸鐵中的至少一種。
[0017] 上述所述一種用于測(cè)定四氯化鈦懸浮液中鋁粉含量的方法，其中c步驟中所述堿 為用氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水中的至少一種；緩沖溶液為六次甲基四胺、氨水-氯化銨中 的至少一種。
[0018] 上述所述一種用于測(cè)定四氯化鈦懸浮液中鋁粉含量的方法，其中所述四氯化鈦懸 浮液中鋁粉含量> 〇. 5g/L。
[0019] 上述所述一種用于測(cè)定四氯化鈦懸浮液中鋁粉含量的方法，其中e步驟中EDTA返 滴定法為：
[0020] 向?yàn)V液中加入過(guò)量EDTA絡(luò)合鋁，以PAN或二甲酚橙中的一種作指示劑，用銅標(biāo)準(zhǔn) 滴定溶液或鋅標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液回滴過(guò)量的Η)ΤΑ，然后用氟化鈉置換同鋁絡(luò)合的EDTA，再用銅 標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液或鋅標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定置換出的Η)ΤΑ。
[0021] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：能夠準(zhǔn)確測(cè)定粗四氯化鈦懸浮液中鋁粉 含量，有良好的精密度和回收率，具有很強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，適合在線工業(yè)分析，對(duì)精制四 氯化鈦除釩工藝具有技術(shù)指導(dǎo)意義。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 本發(fā)明一種用于測(cè)定四氯化鈦懸浮液中鋁粉含量的方法，包括以下步驟：
[0023] a、取四氯化鈦懸浮液，將四氯化鈦懸浮液緩慢轉(zhuǎn)移至盛有定量乙醇試樣的容器底 部，搖勻，過(guò)濾，得到第一沉淀；因四氯化鈦溶于乙醇會(huì)放出大量的熱，只能將四氯化鈦懸浮 液緩慢加入乙醇中，否則溶液會(huì)四處飛濺；
[0024] 該步驟中乙醇不與四氯化鈦懸浮液反應(yīng)，但是由于四氯化鈦溶于乙醇，同時(shí)乙醇 密度比較小，可與水互溶，四氯化鈦懸浮液中低價(jià)鈦溶液也可溶于乙醇中，因此懸浮液加入 乙醇只有鋁粉（不與乙醇反應(yīng)）形成沉淀，可過(guò)濾分離出來(lái)進(jìn)行下一步的檢測(cè)；
[0025] b、向第一沉淀中加入鹽酸，沉淀溶解后加入硝酸和高氯酸，加熱蒸干，再用鹽酸溶 解，得到第一溶液；
[0026] 該步驟中加硝酸和高氯酸加熱蒸干是因?yàn)檫^(guò)濾后鋁粉沉淀中會(huì)吸附帶入少量雜 質(zhì)元素（如Ca、Mg、Ti等），加硝酸和高氯酸加熱蒸干可將雜質(zhì)元素轉(zhuǎn)化為高價(jià)態(tài)以便于后 面分離雜質(zhì)；加熱蒸干后用鹽酸溶解后得到的第一溶液中是鋁鹽及其他雜質(zhì)元素的鹽類(lèi)；
[0027] c、向第一溶液中加入鐵鹽，然后用氫氧化鈉或氫氧化鉀或氨水中的一種調(diào)節(jié)溶液 的pH值為3~4,加入緩沖溶液調(diào)整溶液的pH值為6~6. 5,過(guò)濾得第二沉淀；
[0028] 該步驟中先調(diào)節(jié)pH值為3~4,再調(diào)節(jié)pH值并保持在6~6. 5是將鐵鈦鋁元素生 成沉淀，鈣鎂等其他雜質(zhì)元素離子在濾液中，可過(guò)濾分離雜質(zhì)；
[0029] 其中，加入三價(jià)鐵鹽的目的是生成的氫氧化鐵沉淀有凝聚作用，有利于第二沉淀 的快速過(guò)濾分離；
[0030] 得到的第二沉淀主要是氫氧化鐵，氫氧化鋁，氫氧化鈦；
[0031] d、向第二沉淀中加入鹽酸，沉淀溶解后調(diào)節(jié)pH值為9~12,得到第二溶液；
[0032] 該步驟中調(diào)節(jié)pH值至強(qiáng)堿性時(shí)，鋁元素留在溶液中，而鐵鈦生成沉淀被過(guò)濾出 來(lái)；
[0033] 得到的第二溶液中含有偏鋁酸根離子，少量的氫氧化鐵、氫氧化鈦沉淀；
[0034] e、將第二溶液煮沸，冷卻至常溫，定容，過(guò)濾沉淀，定量移取濾液，采用EDTA返滴 定法測(cè)定濾液的鋁含量；
[0035] 該步驟中將溶液煮沸是為了使鋁離子完全轉(zhuǎn)化為偏鋁酸根離子在溶液中；過(guò)濾后 得到的濾液中只含有偏鋁酸根離子；
[0036] f、根據(jù)e步驟測(cè)定得到的濾液中的鋁含量，計(jì)算得到四氯化鈦懸浮液中鋁粉含 量。
[0037] 上述所述一種用于測(cè)定四氯化鈦懸浮液中鋁粉含量的方法，其中e步驟中EDTA返 滴定法為：
[0038] 向?yàn)V液中加入過(guò)量EDTA絡(luò)合鋁，以PAN或二甲酚橙中的一種作指示劑，用銅標(biāo)準(zhǔn) 滴定溶液或鋅標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液回滴過(guò)量的Η)ΤΑ，然后用氟化鈉置換同鋁絡(luò)合的EDTA，再用銅 標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液或鋅標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定置換出的Η)ΤΑ。
[0039] 具體可以為：向待滴定溶液中加入過(guò)量的EDTA絡(luò)合其中的鋁，以PAN(聚丙烯腈） 作指示劑，用銅標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液回滴過(guò)量的Η)ΤΑ，至出現(xiàn)穩(wěn)定的紫紅色為終點(diǎn)（不記讀數(shù)）， 然后用氟化鈉置換同鋁絡(luò)合的m)TA，再用銅標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定置換出的EDTA，至出現(xiàn)穩(wěn)定 的紫紅色為終點(diǎn)，記下讀數(shù)；
[0040] 或者向待滴定溶液中加入過(guò)量EDTA絡(luò)合鋁，以二甲酚橙作指示劑，用鋅標(biāo)準(zhǔn)滴定 溶液回滴過(guò)量的Η)ΤΑ，至溶液成紅色（不計(jì)讀數(shù)），然后用氟化鈉置換同鋁絡(luò)合的EDTA，補(bǔ) 加1滴二甲酚橙做指示劑，再用鋅標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定置換出的Η)ΤΑ，直至溶液成紅色，記下 讀數(shù)。
[0041] 由于四氯化鈦化學(xué)性質(zhì)很不穩(wěn)定，其暴露在空氣中即迅速與空氣中水分反應(yīng)產(chǎn)生 大量有毒腐蝕性煙霧，遇到水則會(huì)發(fā)生爆炸式反應(yīng)，發(fā)明人經(jīng)過(guò)大量分析與實(shí)驗(yàn)，結(jié)合四氯 化鈦溶于乙醇的性質(zhì)，確定了四氯化鈦懸浮液中鋁粉含量測(cè)定方法，根據(jù)本發(fā)明的測(cè)定粗 四氯化鈦懸浮液中鋁粉含量的方法，由依次進(jìn)行的以下步驟構(gòu)成：
[0042] 定量移取一份懸浮液作為試液，將試液緩慢轉(zhuǎn)移至盛有定量乙醇的試樣容器底 部，搖勻；用濾紙過(guò)濾得第一沉淀，過(guò)濾前，濾紙和濾液收集容器分別用乙醇溶液潤(rùn)濕；用 鹽酸溶解沉淀，并經(jīng)硝酸和高氯酸處理蒸干，用鹽酸溶解，得第一溶液，向第一溶液中加入 少量的Fe3+鹽，用氫氧化鈉調(diào)節(jié)第一溶液的pH為3~4,加入定量的六次甲基四胺溶液調(diào) 整溶液的pH為6~6.5,過(guò)濾得第二沉淀；第二沉淀用鹽酸溶解，用氫氧化鈉調(diào)至溶液至pH 為9~12，使溶液呈強(qiáng)堿性，此溶液為第二溶液，煮沸，冷卻，定容過(guò)濾，移取適當(dāng)?shù)臑V液，采 用EDTA返滴定法測(cè)定第二溶液中的鋁含量，從而計(jì)算得出懸浮液中鋁粉含量。
[0043] 本發(fā)明中所述四氯化鈦鋁粉懸浮液來(lái)自于粗四氯化鈦鋁粉除釩工藝，其中可包含 如下金屬的各價(jià)態(tài)離子一種或幾種：K、Na、Ca、Mg、Fe、Ti、V、Al、Mn，也可以為四氯化鈦和包 含K、Na、Ca、Mg、Fe、Ti、V、A1、Μη金屬的各價(jià)態(tài)離子一種或幾種的混合液，懸浮物可以為鋁 粉和鐵粉或者其他金屬及其化合物一種或幾種的混合物。
[0044] 上述所述一種用于測(cè)定四氯化鈦懸浮液中鋁粉含量的方法，按照體積比，四氯化 鈦懸浮液：乙醇=1~5:30~100,乙醇用量也可更多，而且，懸浮液移取量大于5.OOmL 時(shí)，乙醇用量可酌情增加，保證四氯化鈦全部溶解。
[0045] 上述所述一種用于測(cè)定四氯化鈦懸浮液中鋁粉含量的方法，其中所述乙醇質(zhì)量符 合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB678-90,無(wú)色透明，為分析純或化學(xué)純，其純度多99. 5%。
[0046] 上述所述一種用于測(cè)定四氯化鈦懸浮液中鋁粉含量的方法，其中，所用的硝酸和 高氯酸均為分析純或者化學(xué)純?cè)噭蛘邇?yōu)級(jí)純?cè)噭?；本發(fā)明中硝酸用量一般為5~10mL， 也可以更多，但是對(duì)于后面的pH調(diào)節(jié)會(huì)浪費(fèi)更多的試劑；高氯酸的用量為10mL左右，也可 以更多，但是多了會(huì)浪費(fèi)試劑；同樣鐵鹽用量過(guò)多會(huì)導(dǎo)致過(guò)濾時(shí)沉淀太多，過(guò)濾會(huì)用更長(zhǎng)的 時(shí)間。
[0047] 上述所述一種用于測(cè)定四氯化鈦懸浮液中鋁粉含量的方法，其中鐵鹽為三氯化 鐵、硝酸鐵、硫酸鐵中的至少一種，加入三價(jià)鐵鹽的目的是生成的氫氧化鐵沉淀有凝聚作 用，有利于氫氧化鋁等第二沉淀的快速過(guò)濾分離。
[0048] 上述所述一種用于測(cè)定四氯化鈦懸浮液中鋁粉含量的方法，其中c步驟中所述 調(diào)節(jié)溶液pH值用氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水中的至少一種；緩沖溶液為六次甲基四胺、氨 水-氯化銨中的至