水泥化學(xué)分析新方法的要點(diǎn)探究

馬亞利

（陜西富平生態(tài)水泥有限公司， 陜西 富平 711709）

0 前言

《水泥化學(xué)分析方法》是企業(yè)、實(shí)驗(yàn)室測定水泥化學(xué)成分的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，為擴(kuò)大標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍、提高標(biāo)準(zhǔn)的先進(jìn)性，更靠近國際標(biāo)準(zhǔn)，我國于2017 年頒布了全新的《水泥化學(xué)分析方法》，編號為GB/T 176-2017，對GB/T 176-2008 版本進(jìn)行修訂，增添了水泥化學(xué)分析試驗(yàn)的內(nèi)容，提供更多檢測方法。

1 水泥化學(xué)分析方法的變化

和GB/T 176-2008 相比，GB/T 176-2017 在檢測指標(biāo)、檢測內(nèi)容、檢測對象、檢測方法、檢測結(jié)果要求等方面進(jìn)行修訂，使國家標(biāo)準(zhǔn)更為規(guī)范、可行與合理，更為貼近國家標(biāo)準(zhǔn)，提高水泥化學(xué)分析的準(zhǔn)確性與靈敏度，本文總結(jié)以下三點(diǎn)變化。

1.1 對象變化

在GB/T 176-2017 中，參與修訂的單位為縮短國家標(biāo)準(zhǔn)與國際標(biāo)準(zhǔn)的差距，擴(kuò)大了標(biāo)準(zhǔn)的覆蓋范圍，使水泥化學(xué)分析對象更為多元。根據(jù)GB/T 176-2017 的內(nèi)容，檢測人員可應(yīng)用離子色譜法或ICP-OES 方法，進(jìn)行Fe2O3、Al2O3、MgO、K2O 等成分的檢測。

1.2 指標(biāo)與方法變化

結(jié)合當(dāng)期水泥生產(chǎn)技術(shù)的變化，水泥化學(xué)分析的指標(biāo)需進(jìn)行擴(kuò)充，在GB/T 176-2017 中，檢測指標(biāo)與檢測方法出現(xiàn)變化，也對部分傳統(tǒng)檢測方法的參數(shù)進(jìn)行修正。其中，指標(biāo)與方法變化如表1 所示。

表1 檢測指標(biāo)與檢測方法變化

幾項(xiàng)傳統(tǒng)檢測方法的參數(shù)修正如下：對于硫酸鋇重量法，在樣品預(yù)處理中，分解處理時的微沸時間從（5±0.5）min，修正為5-10min；在乙二醇法中，將加熱微沸后的抽氣過濾環(huán)節(jié)刪掉，并更改微沸時間，修正內(nèi)容為“加熱微沸五分鐘后立即滴定”。

1.3 允許誤差變化

在GB/T 176-2017 中，對水泥化學(xué)分析的重復(fù)性限與再現(xiàn)性限進(jìn)行重新修正。例如，在硫酸鋇重量法測定三氧化硫?qū)嶒?yàn)中，將含量劃分為≤1%和＞1%兩部分，重復(fù)性限從0.15%轉(zhuǎn)變?yōu)?.10（含量≤1%）和0.15（含量＞1%）；再現(xiàn)性限從0.20轉(zhuǎn)變?yōu)?.15（含量≤1%）和0.20（含量＞1%）；在游離CaO 的測定中，含量≤2%的重復(fù)性限從0.1 轉(zhuǎn)變?yōu)?.15；含量＞2%的重復(fù)性限與所有含量的再現(xiàn)性限不變[1]。

2 水泥化學(xué)分析新方法的要點(diǎn)

結(jié)合上述分析可知，在GB/T 176-2017 中，水泥化學(xué)分析方法更為多元，本文結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容，總結(jié)水泥化學(xué)分析新方法的要點(diǎn)，為檢測人員應(yīng)用水泥化學(xué)分析方法提供參考。

2.1 EDTA 直接滴定法

在GB/T 176-2017 中，應(yīng)用EDTA 直接滴定法檢測水泥中的Fe2O3時，其歸屬范圍從基準(zhǔn)法更換為代用法。就此，在基準(zhǔn)法中，EDTA 直接滴定法在測定Al2O3時，不可再使用基準(zhǔn)法，標(biāo)準(zhǔn)中提出EDTA 直接滴定鈦鋁合量的方法，將其作為基準(zhǔn)法。

在實(shí)際水泥化學(xué)分析中，全新基準(zhǔn)法共兩步。首先，按照EDTA 直接滴定法的流程，進(jìn)行Fe2O3的測定，即將樣品溶液的pH 調(diào)節(jié)至1.8，將溶液溫度提升至60-70℃，將磺基水楊酸鈉作為檢測的指示劑，將樣品溶液滴定至亮黃色；然后，按照EDTA 滴定法的流程，進(jìn)行鐵鋁合量的測定，即將樣品溶液的pH 調(diào)節(jié)至3，將樣品溶液煮沸，添加EDTA-銅及PAN 作為檢測的指示劑，將樣品溶液滴定至亮黃色。在兩次滴定中，要求混勻樣品溶液，直到亮黃色穩(wěn)定方可停止滴定。根據(jù)獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行差減法計算，即可獲得水泥樣品中的Al2O3含量。

2.2 （自動）電位滴定法

在GB/T 176-2017 中，（自動）電位滴定法屬于代用法，主要用于測定水泥中的氯離子含量。需應(yīng)用專屬氯離子電位滴定裝置，在實(shí)際氯離子測定中，首先進(jìn)行樣品預(yù)處理，將水泥與水混合后，添加25mL 硝酸，用于中和溶液，再添加過氧化氫，消除樣品溶液中的硫化物；選擇硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)液作為滴定溶液，要求其濃度為0.02mol/L，向樣品溶液中添加2mL 的氯離子標(biāo)準(zhǔn)溶液，用于提高測定的準(zhǔn)確性與靈敏度。在0.02mol/L 的硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)液滴定中，該濃度可支持人肉眼觀察，檢測人員不僅可使用上述裝置滴定，也可通過操作，以人工方式滴定。在裝置滴定中，可自動計算氯離子含量；人工滴定則需采用二次微商法處理數(shù)據(jù)，獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

2.3 乙二醇萃取-EDTA 滴定法

和GB/T 176-2008 相比，GB/T 176-2017 修訂的乙二醇萃取-DETA 滴定法，可整合多種檢測方法的優(yōu)勢，提高檢測的準(zhǔn)確性，使滴定時的終點(diǎn)更易觀察，但該方法對樣品的要求較高，需將其研磨至標(biāo)準(zhǔn)要求的細(xì)度。

在檢測過程中，檢測人員需在加熱條件下，將乙二醇和樣品攪拌，使水泥中的游離氧化鈣和乙二醇反應(yīng)，形成乙二醇鈣，具備弱堿性特征。在反應(yīng)完成后，進(jìn)行溶液過濾，將獲得的液體置于強(qiáng)堿性溶液（即pH 超過13 的堿性溶液）中，添加三乙醇胺及混合指示劑，按照規(guī)范流程進(jìn)行EDTA 滴定，即可準(zhǔn)確測量水泥中的游離氧化鈣含量。

2.4 其他要點(diǎn)

在GB/T 176-2017 中，為提高水泥化學(xué)分析的安全性、環(huán)保性，在修訂檢測方法時，對實(shí)驗(yàn)使用的試劑進(jìn)行更換，由其他試劑替換含有重金屬試劑，在開展化學(xué)分析時，檢測人員需做好試劑的選擇。例如，對于硫代硫酸鈉滴定來說，將實(shí)驗(yàn)試劑更換為碘酸鉀標(biāo)準(zhǔn)地碘溶液。同時，在GB/T 176-2017 中，取消了磷酸蒸餾-汞鹽滴定法，避免重金屬引發(fā)污染。

另外，GB/T 176-2017 也對部分實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)行修訂。例如，對于氯化銨重量法，在原本的實(shí)驗(yàn)步驟中，將SiO2沉淀操作中的參數(shù)進(jìn)行修訂，在高溫爐灼燒中，溫度參數(shù)從950-1000℃拓展至（1175±25）℃與950-1000℃，在灼燒溫度出現(xiàn)爭議時，將（1175±25）℃為參照基準(zhǔn)。對于氟硅酸鉀容量法，在硝酸添加環(huán)節(jié)，對其添加量進(jìn)行修訂，從原本的10-15mL 更換為15mL；在樣品溶液放置環(huán)節(jié)，放置溫度從30℃調(diào)整為10-26℃，放置時間不變[2]。

3 結(jié)論：

綜上所述，GB/T 176-2017 的頒布，使水泥化學(xué)分析中的檢測對象、檢測指標(biāo)、檢測方法與結(jié)果允許誤差出現(xiàn)變化。在應(yīng)用新的檢測方法時，檢測人員在應(yīng)用EDTA 直接滴定法、（自動）電位滴定法、乙二醇萃取-EDTA 滴定法時，并注重GB/T 176-2017 修訂的GB/T 176-2008 內(nèi)容，嚴(yán)格按照GB/T 176-2017 的要求開展水泥化學(xué)分析工作，保障檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。