本发明涉及电解质分析领域，具体涉及一种电解生产镁的电解质成分分析的方法。
背景技术：
镁在工业上使用广泛，随着全球环保意识的增强，正逐渐在汽车行业大规模应用，正以10～20％的速度增长。随着镁的消费量的增加，需要不断优化镁的生产系统，其工业生产方法，一般有热法和电解法两种。目前占据主导的是电解法，在镁的电解法生产中，电解质的分子比直接影响电流效率，因此电解质的分子比是镁的电解法生产中需要及时分析和控制的参数。电解法生产镁的电解质主要含有氯化钙、氯化镁、氯化钠等成分，由于电解质来源的不同，造成其中的各种成分比例不同。采用现有的，分别测定不同成分的方法，会使测定成本较高。而且，当电解质中某一成分含量较低时，会使得含量较低的成分测定精度不够，难以得到准确的数据。因此，需要一种特别针对电解镁电解质成分的分析方法，才能适应现代电解法生产镁的实际需要。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种对电解法生产镁的电解质的成分进行分析的方法，用于解决现有的电解法生产镁中电解质成分无系统分析方法的问题，以及电解质中部分成分含量较低时，无法取得较好的测量精度。
本发明提供了一种对电解法生产镁的电解质的成分进行分析的方法，其中，包括，步骤一s1，将所述电解质配置成电解质溶液；步骤二s2，测定所述电解质溶液中钙离子的含量，从而得到所述电解质中氯化钙的含量；步骤三s3，测定所述电解质溶液中钙离子和镁离子总含量；步骤四s4，测定所述电解质溶液中氯离子的总含量；步骤五s5，根据所述钙离子和镁离子的总含量以及所述钙离子的含量，得到氯化镁的含量；步骤六s6，根据所述氯离子的总含量以及所述钙离子和镁离子总含量，得到氯化钠的含量。
根据本发明的一种实施方式，所述步骤一s1包括：称取电解质，用水溶解，得到电解质溶液，并记录所述电解质溶液的总体积。
根据本发明的一种实施方式，在称取所述电解质过程中，精确至0.0001g。
根据本发明的一种实施方式，所述的水采用一级水。
根据本发明的一种实施方式，所述步骤二(s2)包括：
吸取定量的待测电解质溶液，并记录其体积，调节ph值为12-13，加入钙指示剂，用edta滴定法测定钙离子的含量。
根据本发明的一种实施方式，用氢氧化钠调节溶液ph值。
根据本发明的一种实施方式，所述edta滴定法测定钙离子的含量包括，用edta标准溶液滴定所述电解质溶液至滴定终点，记录消耗edta标准溶液的体积，同时做空白试验，并记录消耗edta标准溶液的体积。
根据本发明的一种实施方式，所述步骤二(s2)采用以下公式计算电解质中所述氯化钙的含量：
式中：c——edta标准溶液的浓度，单位mol/l；
v1——滴定电解质中的钙离子消耗的edta标准溶液的体积，单位ml；
v01——滴定空白试验中钙离子消耗的edta标准溶液的体积，单位ml；
m——称取电解质的质量，单位g；
a——吸取定量的所述电解质的体积，单位ml；
y——电解质溶液的总体积，单位ml；
110.986——氯化钙的相对原子质量，单位g/mol。
所述计算公式中，c×(v1-v01)即为所述钙离子的摩尔数，所述edta与钙离子是1:1反应的。
根据本发明的一种实施方式，所述步骤三(s3)包括：
吸取定量的待测电解质溶液，并记录其体积，调节溶液ph值为10，加入铬黑t指示剂，用edta滴定法测定钙离子和镁离子的总含量。
根据本发明的一种实施方式，用氨缓冲液调节溶液ph值。
根据本发明的一种实施方式，用edta滴定法测定钙离子和镁离子的总含量包括，用edta标准溶液滴定所述电解质溶液至滴定终点，记录消耗edta标准溶液的体积，同时做空白试验，并记录消耗edta标准溶液的体积。
根据本发明的一种实施方式，所述步骤五(s5)采用以下公式计算电解质中所述氯化镁的含量：
式中：c——edta标准溶液的浓度，单位mol/l；
v1——滴定电解质中钙离子消耗的edta标准溶液的体积，单位ml；
v2——滴定电解质钙离子镁离子总量所消耗edta标准溶液的体积，单位ml；
v02——滴定空白试验中钙离子镁离子总量消耗edta标准溶液的体积，单位ml；
m——称取电解质的质量，单位g；
a——吸取定量的所述电解质的体积，单位ml；
y——电解质溶液的总体积，单位ml；
95.211——氯化镁的相对原子质量，单位g/mol。
上述公式基于步骤二(s2)和步骤三(s3)所吸取的待测电解质溶液的量是相同的定量，如果吸取不同的量，需要根据所吸取的待测电解质溶液的量进行换算。若步骤二(s2)中吸取的量为a’，步骤三(s3)中吸取的量为a，则上述公式需要调整为
根据本发明的一种实施方式，所述步骤四(s4)包括：
吸取定量的所述电解质溶液，并记录其体积，调节溶液的ph值范围为6.5-8.2，加入铬酸钾指示剂，用硝酸银滴定法测定氯离子含量；
根据本发明的一种实施方式，在所述步骤四(s4)中，用硝酸溶液调节水样的ph值。
根据本发明的一种实施方式，用硝酸银滴定法测定氯离子含量包括，用所述硝酸银标准溶液滴定所述电解质溶液至终点，记录消耗的硝酸银标准溶液的体积，同时做空白试验，并记录消耗的硝酸银标准溶液的体积。
根据本发明的一种实施方式，所述步骤六(s6)采用以下公式计算电解质中所述氯化钠的含量：
式中：c——硝酸银标准溶液的浓度，mol/l；
v1——滴定电解质中氯离子消耗硝酸银标准溶液的体积，单位ml；
v0——滴定空白试验中氯离子消耗的硝酸银标准溶液的体积，单位ml；
m——称取电解质的质量，单位g；
a——吸取定量的所述电解质的体积，单位ml；
y——电解质溶液的总体积，单位ml；
58.443——氯化钠的相对原子质量，单位g/mol；
0.5266——氯化钙转化为氯化钠的系数；
0.6138——氯化镁转化为氯化钠的系数；
采用以上技术方案，解决了镁电解中电解质无系统分析方法的问题，所述方法适用于镁电解工艺中电解质成分分析，分析方法简单，易于操作，分析的速度较快，能很好地满足镁电解工艺中及时分析的需要。本发明提供的方法，是针对镁电解工艺中电解质的特点，以差减法为基础设计的方法，其克服了对每单一成分分别测定所造成的成本较高，或者低含量成分测量精度不足等问题；根据发明的目的，将氯化钠和氯化钾两种成分一同测定，省去了再测定氯化钾的步骤，节约了成本；由于所述电解质批次的不同，会造成每批次的成分有所不同，其中某一成分有可能会含量较低，以本发明所述的方法进行测定，会排除因部分成分含量较低造成的测量精度不足的缺陷。
附图说明
图1是本发明所述的方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，参考标号是指本发明中的组件、技术，以便本发明的优点和特征在适合的环境下实现能更易于被理解。下面的描述是对本发明权利要求的具体化，并且与权利要求相关的其它没有明确说明的具体实现也属于权利要求的范围。
下面结合附图，对本发明所述的方法进行详细说明。
图1示出了本发明所述的方法的流程图
如图1所示，一种对电解法生产镁的电解质的成分进行分析的方法，其中，包括，步骤一s1，将所述电解质配置成电解质溶液；步骤二s2，测定所述电解质溶液中钙离子的含量，从而得到所述电解质中氯化钙的含量；步骤三s3，测定所述电解质溶液中钙离子和镁离子总含量；步骤四s4，测定所述电解质溶液中氯离子的总含量；步骤五s5，根据所述钙离子和镁离子的总含量以及所述钙离子的含量，得到氯化镁的含量；步骤六s6，根据所述氯离子的总含量以及所述钙离子和镁离子总含量，得到氯化钠的含量。
所述电解质指电解法生产金属镁所用的原料，是由盐湖卤水提炼氯化钾产生的废液老卤精制后获得的，其主要成分为氯化钠、氯化钾、氯化钙、氯化镁以及杂质。在电解法生产镁过程中，各成分的分子比直接影响电流效率。因此需要测定所述电解质中各成分的分子比。
在所述电解质中，氯化钾和氯化钠两种成分，由于其化学性质相似，分子量也相近，尤其在电解法生产镁过程中，上述两种成分对电流效率的影响是基本等同的。所以在本发明中，测定各成分的分子比时，将氯化钾和氯化钠归为一类，只测定氯化钠和氯化钾总量，并在计算中使用氯化钠替代氯化钾，不再分别测定氯化钾和氯化钠的含量。
根据本发明的一个实施方式，所述步骤一s1包括：称取电解质，用水溶解，得到电解质溶液，并记录所述电解质溶液的总体积。
根据本发明的一个实施方式，其中，在称取所述电解质过程中，精确至0.0001g。
根据本发明的一个实施方式，所述的水采用一级水
所述的一级水是指一种水质的标准，要求其吸光率(254nm，1cm光程)：≦0.001。采用一级水是为了避免测定过程中因溶剂所含的杂质，影响测定精度。所述电解质溶液的总体积是对总的电解质溶液进行定容，以便进行后续的计算。
根据本发明的一个实施方式，所述步骤二s2包括：吸取定量的待测电解质溶液，调节溶液ph值为12-13，加入钙指示剂，用edta滴定法测定钙离子的含量。
所述吸取定量的待测电解液，其中，定量范围可以选择0-50ml，以25-50ml为最优，其目的是使得所吸取的待测电解液中离子的总含量处于容易测定的范围内。所述定量数值过小会造成难以精确测定，数值过大会造成试剂的浪费。所述调节ph值范围为12-13，目的是让所述电解质中的mg2+完全生成mg(oh)2沉淀，排除mg2+干扰，以保证准确测定ca2+的含量，进而得到氯化钙的含量。
所述的钙指示剂又名铬蓝黑r，是测定钙离子的终点指示剂。
所述的edta滴定法，可采用现有的各种滴定仪器，本发明不对所用的仪器做具体的限定，可以使用现有的以及未来发明的仪器进行测定。所述edta是乙二胺四乙酸的简称，是化工行业中重要的络合剂。
根据本发明的一个实施方式，用氢氧化钠调节溶液ph值。
所述氢氧化钠溶液是指现有的实验室常用的调节ph值所用的溶液，其中的氢氧化钠在本发明中对钙离子的测定不会产生干扰，其氢氧根会与镁离子结合成氢氧化镁沉淀，排出镁离子的干扰。
根据本发明的一个实施方式，所述edta滴定法测定钙离子的含量包括，用edta标准溶液滴定所述电解质溶液至滴定终点，记录消耗edta标准溶液的体积，同时做空白试验，并记录消耗edta标准溶液的体积。
所述空白试验指对所述一级水进行空白滴定，用以在最终结果中，排出所述一级水中杂质对测定结果的影响。
采用上述技术手段，排除了mg2+的干扰，只针对ca2+进行测量，保证了测量结果的精度。
根据本发明的一个实施方式，所述步骤二s2采用以下公式计算电解质中所述氯化钙的含量：
式中：c——edta标准溶液的浓度，单位mol/l；
v1——滴定电解质中的钙离子消耗的edta标准溶液的体积，单位ml；
v01——滴定空白试验中钙离子消耗的edta标准溶液的体积，单位ml；
m——称取电解质的质量，单位g；
a——吸取定量的所述电解质的体积，单位ml；
y——电解质溶液的总体积，单位ml；
110.986——氯化钙的相对原子质量，单位g/mol。
根据本发明的一个实施方式，所述步骤三s3包括：吸取定量的待测电解质溶液，并记录其体积，调节溶液ph值为10，加入铬黑t指示剂，用edta滴定法测定钙离子和镁离子的总含量。
步骤三所述的调节溶液ph值为10，是为了测定所述电解质溶液中mg2+和ca2+总量。在ph值为10的条件下，钙离子和镁离子都处于溶解状态，所述铬黑t指示剂是常用的金属指示剂和络合指示剂，用于测定钙、镁、钡、铟、锰、铅、钪、锶、锌和锆等金属离子。在本发明中，由于所述电解质成分的特殊性，排除了钙、镁、之外其他的与所述铬黑t指示剂起反应的金属离子，可以将所述铬黑t指示剂直接在本发明中应用于测定钙离子和镁离子的总量。
根据本发明的一个实施方式，用氨缓冲液调节溶液ph值。
所述氨缓冲液是现有的实验室调节溶液ph值的溶液，使用氨缓冲液替代氢氧化钠是为了避免形成氢氧化镁沉淀，
根据本发明的一个实施方式，用edta滴定法测定钙离子和镁离子的总含量包括，用edta标准溶液滴定所述电解质溶液至滴定终点，记录消耗edta标准溶液的体积，同时做空白试验，并记录消耗edta标准溶液的体积。
所述空白试验指对所述一级水进行空白滴定，用以在最终结果中，排出所述一级水中杂质对测定结果的影响。
根据本发明的一个实施方式，所述步骤五(s5)采用以下公式计算电解质中所述氯化镁的含量：
式中：c——edta标准溶液的浓度，单位mol/l；
v1——滴定电解质中钙离子消耗的edta标准溶液的体积，单位ml；
v2——滴定电解质钙离子镁离子总量所消耗edta标准溶液的体积，单位ml；
v02——滴定空白试验中钙离子镁离子总量消耗edta标准溶液的体积，单位ml；
m——称取电解质的质量，单位g；
a——吸取定量的所述电解质的体积，单位ml；
y——电解质溶液的总体积，单位ml；
95.211——氯化镁的相对原子质量，单位g/mol。
根据本发明的一个实施方式，所述步骤四(s4)包括：吸取定量的所述电解质溶液，并记录其体积，调节溶液的ph值范围为6.5-8.2，加入铬酸钾指示剂，用硝酸银滴定法测定氯离子含量。
所述硝酸银滴定法测定氯离子的含量是化工行业常规的测定方法，但是其方法适用测定的氯离子浓度范围为10-500mg/l，溴化物、碘化物以及氰化物会对测量结果造成干扰。针对上述限制，在本发明步骤一中，将所述电解质进行稀释，以满足所述硝酸银滴定法的要求。并且，所述电解质是经过水氯镁石溶解，卤水精制，脱水等工序后得到的，在所述电解质中已经排除所述溴化物、碘化物以及氰化物的影响，进一步满足了所述硝酸银滴定法的要求。
其中，步骤二、步骤三、步骤四所述的定量，可以是本发明所提供的方法中使用同一个值。也可以取不同的值，在最后计算部分通过体积比换算得到相同体积下所测成分的摩尔数。其取值范围在0-50ml最优，能够使各成分的量满足测量精度的要求。
根据本发明的一种实施方式，用硝酸银滴定法测定氯离子含量包括，用所述硝酸银标准溶液滴定所述电解质溶液至终点，记录消耗的硝酸银标准溶液的体积，同时做空白试验，并记录消耗的硝酸银标准溶液的体积。
根据本发明的一种实施方式，用硝酸溶液调节水样的ph值。
所述硝酸溶液是现有的实验室常用调节ph值的稀硝酸溶液，在本发明中，选用稀的硝酸溶液调节ph，避免引入对测定结果产生影响的离子。
根据本发明的一种实施方式，所述步骤六(s6)采用以下公式计算电解质中所述氯化钠的含量：
式中：c——硝酸银标准溶液的浓度，mol/l；
v1——滴定电解质中氯离子消耗硝酸银标准溶液的体积，单位ml；
v0——滴定空白试验中氯离子消耗的硝酸银标准溶液的体积，单位ml；
m——称取电解质的质量，单位g；
a——吸取定量的所述电解质的体积，ml；
y——电解质溶液的总体积，ml；
58.443——氯化钠的相对原子质量，g/mol；
0.5266——氯化钙转化为氯化钠的系数；
0.6138——氯化镁转化为氯化钠的系数；
实施例
配置电解质待测溶液：称取m克电解质(精确至0.0001g)，用一级水溶解后转移至容量瓶中，稀释至刻度即完成配制。
吸取电解质待测溶液aml(0≤a≤50)，于250ml锥形瓶中，加水至50ml，加入氢氧化钠溶液使溶液ph＝12，加入少量钙指示剂。用edta标准溶液滴定至溶液由酒红色变为纯蓝色为止，消耗edta标准溶液的体积为v1。同时做空白试验，消耗edta标准溶液的体积为v01。
吸取电解质待测溶液aml(0≤a≤50)，于250ml锥形瓶中，加水至50ml，加入氨缓冲溶液使溶液ph≈10，铬黑t指示剂，然后用edta标准溶液滴定至溶液由酒红色变为纯蓝色为止，消耗edta标准溶液的体积为v2，同时做空白试验，消耗edta标准溶液的体积为v02。
吸取溶液aml(0≤a≤50)，于250ml锥形瓶中，加水至50ml，加入酚酞指示剂，用稀的硝酸溶液调节水样的ph值，使粉红色刚好变为无色(ph6.5-8.2)。加入铬酸钾指示剂，在不断摇动的情况下，用硝酸银标准溶液滴定至出现砖红色为止。同时做空白试验。
计算式如下：
电解质中所述氯化钙的含量：
式中：
c——edta标准溶液的浓度，单位mol/l；
v1——滴定电解质中的钙离子消耗的edta标准溶液的体积，单位ml；
v01——滴定空白试验中钙离子消耗的edta标准溶液的体积，单位ml；
m——称取电解质的质量，单位g；
a——吸取定量的所述电解质的体积，单位ml；
y——电解质溶液的总体积，单位ml；
110.986——氯化钙的相对原子质量，单位g/mol。
电解质中所述氯化镁的含量：
式中：
c——edta标准溶液的浓度，单位mol/l；
v1——滴定电解质中钙离子消耗的edta标准溶液的体积，单位ml；
v2——滴定电解质钙离子镁离子总量所消耗edta标准溶液的体积，单位ml；
v02——滴定空白试验中钙离子镁离子总量消耗edta标准溶液的体积，单位ml；
m——称取电解质的质量，单位g；
a——吸取定量的所述电解质的体积，单位ml；
y——电解质溶液的总体积，单位ml；
95.211——氯化镁的相对原子质量，单位g/mol。
电解质中所述氯化钠的含量：
式中：
c——硝酸银标准溶液的浓度，单位mol/l；
v1——滴定电解质中氯离子消耗硝酸银标准溶液的体积，单位ml；
v0——滴定空白试验中氯离子消耗的硝酸银标准溶液的体积，单位ml；
m——称取电解质的质量，单位g；
a——吸取定量的所述电解质的体积，单位ml；
y——电解质溶液的总体积，单位ml；
58.443——氯化钠的相对原子质量，单位g/mol；
0.5266——氯化钙转化为氯化钠的系数；
0.6138——氯化镁转化为氯化钠的系数；
本发明一种电解镁中电解质成分分析的方法，是针对所述电解质的主要组成，以差减法为基础设计的方法，其克服了对每单一成分分别测定所造成的成本较高，或者低含量成分测量精度不足等问题；根据发明的目的，将氯化钠和氯化钾两种成分一同测定，省去了再测定氯化钾的步骤，节约了成本；由于所述电解质批次的不同，会造成每批次的成分有所不同，其中某一成分有可能会含量较低，以本发明所述的方法进行测定，会排除因部分成分含量较低造成的测量精度不足的缺陷。
应该注意的是，上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。