一種用于測定四氯化鈦懸浮液中鋁粉含量的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及化學分析技術領域，具體涉及一種用于測定四氯化鈦懸浮液中鋁粉含 量的方法。
【背景技術】
[0002] 四氯化鈦是鈦及其化合物生產過程中的重要中間產品，為鈦工業生產的重要原 料。粗四氯化鈦是一種紅棕色渾濁液，含有許多雜質，成分十分復雜。其中，重要的雜質有 SiCl4、AlCl3、FeCl3、FeCl2、V0Cl3、VCl4、Ti0Cl2、CrCl3、MnCl2、Cl2、HCl等，這些雜質在四氯化 鈦溶液中的含量是隨氯化所用原料和工藝過程條件不同而異。粗四氯化鈦必須進行精制， 否則由于雜質的影響將大大地影響下游鈦產品的加工性能。
[0003] 精制的原理一般用蒸餾方法去除FeCl3、A1C13等高沸點雜質，用精餾方法去除 SiCl4等低沸點雜質，用置換等化學方法去除沸點相近雜質中的V0C1 3。目前常用的除釩試 劑有銅、鋁粉、硫化氫和有機物等，但優缺點各異。在精制四氯化鈦鋁粉除釩工藝過程中，使 用的鋁粉價格昂貴，并具有可爆性，因此，測定該工藝過程中產生的四氯化鈦懸浮液中鋁粉 含量對安全生產及經濟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性質很不穩定，其暴露在空氣中即迅速與空 氣中水分反應產生大量有毒腐蝕性煙霧，遇到水則會發生爆炸式反應。目前，對粗四氯化 鈦懸浮液中鋁粉含量檢測方法研究還比較少，而對鋁粉的測定，文獻介紹的測定方法多為 m)TA返滴定法，例如期刊文獻《用絡合滴定法測定鋁粉漿中鋁含量》、《鋁粉煙火藥中鋁粉和 高氯酸鉀的測定》等，均不能適用于四氯化鈦懸浮液中鋁粉含量分析測定。為了能夠實現對 粗四氯化鈦鋁粉除釩工藝的質量監督控制，需開發一種能夠準確、可靠、且具有應用價值的 粗四氯化鈦懸浮液中鋁粉含量測定方法。

【發明內容】

[0005] 本發明所要解決的技術問題是提供一種能夠準確、可靠、且具有應用價值的測定 四氯化鈦懸浮液中鋁粉含量的方法。
[0006] 本發明一種用于測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移至盛有定量乙醇試樣的容器底 部，搖勻，過濾，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，然后調節溶液的pH值為3~4,加入緩沖溶液調整溶液 的pH值為6~6. 5,過濾得第二沉淀；
[0010] d、向第二沉淀中加入鹽酸，沉淀溶解后調節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，過濾沉淀，定量移取濾液，采用EDTA返滴 定法測定濾液的鋁含量；
[0012] f、根據e步驟測定得到的濾液中的鋁含量，計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定四氯化鈦懸浮液中鋁粉含量的方法，其中所述乙醇質量符 合國家標準GB678-90,無色透明，乙醇純度多99. 5%，為分析純或化學純。
[0015] 上述所述一種用于測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純試劑。
[0016] 上述所述一種用于測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] 向濾液中加入過量EDTA絡合鋁，以PAN或二甲酚橙中的一種作指示劑，用銅標準 滴定溶液或鋅標準滴定溶液回滴過量的Η)ΤΑ，然后用氟化鈉置換同鋁絡合的EDTA，再用銅 標準滴定溶液或鋅標準滴定溶液滴定置換出的Η)ΤΑ。
[0021] 與現有技術相比，本發明的有益效果為：能夠準確測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，具有很強的實際應用價值，適合在線工業分析，對精制四 氯化鈦除釩工藝具有技術指導意義。
【具體實施方式】
[0022] 本發明一種用于測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移至盛有定量乙醇試樣的容器底 部，搖勻，過濾，得到第一沉淀；因四氯化鈦溶于乙醇會放出大量的熱，只能將四氯化鈦懸浮 液緩慢加入乙醇中，否則溶液會四處飛濺；
[0024] 該步驟中乙醇不與四氯化鈦懸浮液反應，但是由于四氯化鈦溶于乙醇，同時乙醇 密度比較小，可與水互溶，四氯化鈦懸浮液中低價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）形成沉淀，可過濾分離出來進行下一步的檢測；
[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為過濾后鋁粉沉淀中會吸附帶入少量雜 質元素（如Ca、Mg、Ti等），加硝酸和高氯酸加熱蒸干可將雜質元素轉化為高價態以便于后 面分離雜質；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元素的鹽類；
[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節溶液 的pH值為3~4,加入緩沖溶液調整溶液的pH值為6~6. 5,過濾得第二沉淀；
[0028] 該步驟中先調節pH值為3~4,再調節pH值并保持在6~6. 5是將鐵鈦鋁元素生 成沉淀，鈣鎂等其他雜質元素離子在濾液中，可過濾分離雜質；
[0029] 其中，加入三價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，沉淀溶解后調節pH值為9~12,得到第二溶液；
[0032] 該步驟中調節pH值至強堿性時，鋁元素留在溶液中，而鐵鈦生成沉淀被過濾出 來；
[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，過濾沉淀，定量移取濾液，采用EDTA返滴 定法測定濾液的鋁含量；
[0035] 該步驟中將溶液煮沸是為了使鋁離子完全轉化為偏鋁酸根離子在溶液中；過濾后 得到的濾液中只含有偏鋁酸根離子；
[0036] f、根據e步驟測定得到的濾液中的鋁含量，計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] 向濾液中加入過量EDTA絡合鋁，以PAN或二甲酚橙中的一種作指示劑，用銅標準 滴定溶液或鋅標準滴定溶液回滴過量的Η)ΤΑ，然后用氟化鈉置換同鋁絡合的EDTA，再用銅 標準滴定溶液或鋅標準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量的EDTA絡合其中的鋁，以PAN(聚丙烯腈） 作指示劑，用銅標準滴定溶液回滴過量的Η)ΤΑ，至出現穩定的紫紅色為終點（不記讀數）， 然后用氟化鈉置換同鋁絡合的m)TA，再用銅標準滴定溶液滴定置換出的EDTA，至出現穩定 的紫紅色為終點，記下讀數；
[0040] 或者向待滴定溶液中加入過量EDTA絡合鋁，以二甲酚橙作指示劑，用鋅標準滴定 溶液回滴過量的Η)ΤΑ，至溶液成紅色（不計讀數），然后用氟化鈉置換同鋁絡合的EDTA，補 加1滴二甲酚橙做指示劑，再用鋅標準滴定溶液滴定置換出的Η)ΤΑ，直至溶液成紅色，記下 讀數。
[0041] 由于四氯化鈦化學性質很不穩定，其暴露在空氣中即迅速與空氣中水分反應產生 大量有毒腐蝕性煙霧，遇到水則會發生爆炸式反應，發明人經過大量分析與實驗，結合四氯 化鈦溶于乙醇的性質，確定了四氯化鈦懸浮液中鋁粉含量測定方法，根據本發明的測定粗 四氯化鈦懸浮液中鋁粉含量的方法，由依次進行的以下步驟構成：
[0042] 定量移取一份懸浮液作為試液，將試液緩慢轉移至盛有定量乙醇的試樣容器底 部，搖勻；用濾紙過濾得第一沉淀，過濾前，濾紙和濾液收集容器分別用乙醇溶液潤濕；用 鹽酸溶解沉淀，并經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，用氫氧化鈉調節第一溶液的pH為3~4,加入定量的六次甲基四胺溶液調 整溶液的pH為6~6.5,過濾得第二沉淀；第二沉淀用鹽酸溶解，用氫氧化鈉調至溶液至pH 為9~12，使溶液呈強堿性，此溶液為第二溶液，煮沸，冷卻，定容過濾，移取適當的濾液，采 用EDTA返滴定法測定第二溶液中的鋁含量，從而計算得出懸浮液中鋁粉含量。
[0043] 本發明中所述四氯化鈦鋁粉懸浮液來自于粗四氯化鈦鋁粉除釩工藝，其中可包含 如下金屬的各價態離子一種或幾種：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金屬的各價態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，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定四氯化鈦懸浮液中鋁粉含量的方法，其中所述乙醇質量符 合國家標準GB678-90,無色透明，為分析純或化學純，其純度多99. 5%。
[0046] 上述所述一種用于測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純試劑，或者優級純試劑；本發明中硝酸用量一般為5~10mL， 也可以更多，但是對于后面的pH調節會浪費更多的試劑；高氯酸的用量為10mL左右，也可 以更多，但是多了會浪費試劑；同樣鐵鹽用量過多會導致過濾時沉淀太多，過濾會用更長的 時間。
[0047] 上述所述一種用于測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濾分離。
[0048] 上述所述一種用于測定四氯化鈦懸浮液中鋁粉含量的方法，其中c步驟中所述 調節溶液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