一种测量高铝合金中铝含量的自动滴定分析方法与流程

本发明涉及化学、冶金，具体涉及一种测量高铝合金中铝含量的分析方法，尤其是一种测量高铝合金中铝含量的自动滴定分析方法。

背景技术：

1、目前，现有技术对于高铝合金中铝含量测定普遍采用氟盐置换edta返滴定方法，例如论文《edta络合-氟盐置换-硫酸铜滴定法测定铝铁中的铝含量》公开了一种测量铝铁合金中铝质量分数的方法，铝铁试样经碱熔融后浸取、酸化，将fe3+和al3+分离,al3+与edta(乙二胺四乙酸)络合后,用氟盐置换,由硫酸铜标准溶液滴定置换出的edta溶液,计算出铝质量分数。此类方法不仅需要大量的人力进行手工滴定操作，而且存在滴定终点观察偏离、人为读数失误、数据监控难、手工劳动强度大等弊端。论文《自动络合电位滴定测铝或铝、铁、钛》以铅离子选择电极为指示电极,利用edta和氟化物的选择性络合和置换作用，硝酸铅为滴定剂，该方法需要进行两步滴定，先滴定过量的edta，再间接测定甲长石中的铝、铁、钛。该法涉及的试剂使用较多，操作繁琐，测定为铝、铁、钛的合量。论文《氟-铝络合滴定计算分析法测定乙醇-水溶液介质中的铝》使用纯度大于99.99％金属铝配制al3+溶液导出了氟离子标准溶液滴定铝离子的络合滴定计算分析的数学模型。该论文针对的是纯铝溶液与氟离子络合的计算模型，本领域技术人员公知，高铝合金与纯铝具有明显差别。高铝合金是将金属铝和低碳钢通过工业炉窑真空冶炼等工艺浇铸成铝锭。在测量方面，因其合金成分复杂，高熔点合金元素多，且含量较高，针对样品前处理以及如何避免干扰离子影响铝含量测定带来了诸多困难。

2、综上所述，现有技术中存在以下问题：高铝合金成分复杂，高熔点合金元素多，如何针对样品前处理以及如何避免干扰离子影响铝含量测定方面存在诸多困难。

技术实现思路

1、本发明提供一种测量铝合金中铝含量的自动滴定分析方法，尤其是一种测量高铝合金中铝含量的自动滴定分析方法，以解决上述现有技术中存在的高铝合金成分复杂，高熔点合金元素多，如何针对样品前处理以及如何避免干扰离子影响铝含量测定方面存在诸多困难的问题。

2、为此，本发明提出一种测量高铝合金中铝含量的分析方法，尤其是一种测量高铝合金中铝含量的自动滴定分析方法。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种测量高铝合金中铝含量的自动滴定分析方法，所述测量高铝合金中铝含量的自动滴定分析方法采取氟化物直接与试液反应，实现一步直接滴定，测定铝含量范围为2.00％～100.00％，所述测量高铝合金中铝含量的自动滴定分析方法包括如下步骤：

4、s1：试样的分解

5、称取高铝合金试样于烧杯中，加水润湿，加浓盐酸、浓硝酸，于电炉上加热溶解，得到样品溶液；

6、s2：沉淀干扰离子

7、向样品溶液中加入氢氧化钠溶液沉淀铁离子，沉淀完全后定容至容量瓶中，干过滤，得到待测试样滤液；

8、s3：氟化钠标准溶液标定

9、采用铝丝和纯铁配制与高铝合金试样中基体一致的铝铁标样；将铝铁标样进行试样分解、沉淀干扰铁离子处理得到铝铁标样溶液；配制氟化钠标准溶液，使用氟离子电极进行标定；

10、s4：自动电位滴定仪校准

11、计算所配氟化钠实际溶液浓度，计算公式为：

12、c现＝c原*w理/w现

13、式中：c现——所配氟化钠实际溶液浓度，单位：mol/l；

14、c原——原公式中氟化钠溶液浓度，单位：mol/l；

15、w理——所配铝铁标样理论铝离子浓度，单位：％；

16、w现——通过仪器测定出的铝离子的质量浓度数据，单位：％；

17、将计算所配氟化钠实际溶液浓度数值输入自动电位滴定仪中，对自动电位滴定仪进行校准；

18、s5：待测试样的测量

19、移取s2步骤中待测试样滤液，加入无水乙醇、氯化钠溶液，使用盐酸或氨水调节溶液ph，加入缓冲溶液，得到待测试样溶液，将银—氯化银参比电极、氟离子选择电极插入待测试样溶液中，启动电位滴定仪进行测定，根据滴定过程中的电位突跃判断反应结束。

20、进一步地，所述s1步骤具体为：称取0.05-0.50g高铝合金试样于250ml烧杯中，加水润洗，加浓盐酸10ml、浓硝酸5ml，于电炉上加热溶解，得到样品溶液。

21、进一步地，所述s2步骤具体为：待样品溶液清亮后，冷却，向样品溶液中加入氢氧化钠溶液沉淀铁离子，沉淀完全后再加入过量氢氧化钠溶液5～10ml，控制温度为60～80℃，保温10-15min，取下冷却，定容至250ml容量瓶，干过滤，得到待测试样滤液。

22、进一步地，所述s3步骤具体为：采用纯度＞99.99％的铝丝和纯度≥99.98％的纯铁配制与高铝合金试样中基体一致的铝铁标样；将铝铁标样按s1、s2步骤依次进行试样分解、沉淀干扰离子，得到铝铁标样滤液，移取铝铁标样滤液于烧杯中，加入无水乙醇、氯化钠溶液，使用盐酸或氨水调节溶液ph，加入缓冲溶液，得到铝铁标样溶液；配制氟化钠标准溶液，使用氟离子电极进行标定。

23、进一步地，所述s3步骤中，移取铝铁标样滤液于烧杯中，依次沿烧杯内壁加入加60ml无水乙醇，20ml氯化钠溶液。

24、进一步地，所述s3步骤中，使用盐酸或氨水调节溶液ph为4.48～4.52，加入10ml乙酸—乙酸钠缓冲溶液。

25、进一步地，所述s3步骤中，所述盐酸为浓盐酸加水稀释而成，所述浓盐酸和所述水的体积比为1:3。

26、进一步地，所述s5步骤具体为：移取s2步骤中待测试样滤液于烧杯中，依次沿烧杯内壁加入加60ml无水乙醇，20ml氯化钠溶液，使用盐酸或氨水调节溶液ph为4.48～4.52，加入10ml乙酸—乙酸钠缓冲溶液，得到待测试样溶液，将银—氯化银参比电极、氟离子选择电极插入待测试样溶液中，启动电位滴定仪进行测定。

27、进一步地，所述乙酸—乙酸钠缓冲溶液ph为4.5。

28、进一步地，电位滴定仪测定反应式为：al3++6f-＝alf63-。

29、本发明检测物质为高铝合金中铝含量，而高铝合金成分复杂，高熔点合金元素多且含量较高，存在铁基和共存元素干扰，影响铝含量测定，因此如何针对样品前处理以及如何避免干扰离子影响，目前自动电位滴定法能满足，并且本发明以氟离子与铝离子的络合反应为基础，电位滴定法也能满足测定要求；另外，普通滴定法的缺点为需要进行两步滴定(加入edta络合al，再使用氟把和铝络合的edta释放出来，再使用锌或者铜溶液滴定)，操作繁琐，并且存在滴定终点人为判断困难，本发明通过对试样的前处理(试样分解、沉淀干扰离子、对氟化钠标准溶液进行标定)，解决了铝铁间的干扰，最后检测时选用最佳氟离子电极作为指示电极，直接使用氟溶液滴定溶液中的al实现一步滴定，在滴定过程中可以自动绘出滴定曲线，灵敏度和准确度高，减少人为失误。此外，本发明测定铝含量范围为2.00％～100.00％，与edta滴定法(测定铝含量范围为2.00％～45.00％)以及硫酸铜滴定法测定范围相比，测定范围大大扩宽。