[发明专利]铝合金中镁元素含量的测定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种分析方法，具体来说是铝合金中镁元素的测定方法，用于铝合金中镁含量的炉前快速测定。

背景技术

对铝合金中镁元素含量的测定，是生产含镁铝合金企业进行产品质量控制的必要手段。除仪器分析(原子吸收法、ICP-AES法)外，铝合金中高含量镁的测定通常采用EDTA络合滴定法，而现有的比较成熟的EDTA络合滴定法主要有两种：一是铜试剂法，二是氰化钾法。铜试剂法因要经过两次过滤分离，操作烦琐，分析周期长，不适合炉前分析；氰化钾法操作简便、分析速度快，也是各铝加工厂一直沿用的炉前分析方法。

氰化钾是很好的掩蔽剂，但属剧毒药品，人的致死量为0.05克，与酸反应还会产生毒性的氢氰酸，人一旦误食，或者误吸入氢氰酸，就会引起急性中毒，出现抽搐、昏迷、呼吸衰竭，甚至死亡。西南铝因炉前分析需要，每年消耗氰化钾在3000克左右，随着合金产量的大辐攀升，氰化钾的消耗量还在不断增加。由于氰化钾的存在，给企业的安全管理和职工身心造成非常大的压力，运输、保管、使用中均存在安全隐患，同时试验废液对环境也造成极大污染。寻找氰化钾的替代品，实现无毒法快速测镁成了国内同行几代化学分析工作者一直都在研究的重要课题。

发明内容

本发明的目的就在于提供一种安全、无毒害危险的铝合金中镁元素含量的测定方法，用于铝合金中镁含量的炉前快速测定。

本发明采用如下技术方案：一种铝合金中镁元素含量的测定方法，将铝合金用盐酸和硝酸的混合液溶解，以含硫基的化合物、丙酮氰醇、β-氨基乙硫醇、三乙醇胺、四乙烯五胺、乙二胺和双氧水中的一种或一种以上联合使用作为掩蔽剂，在pH为9.5～10.5的氨性缓冲液中，以络黑T为指示剂，用EDTA溶液滴定至溶液由红色变为稳定的亮蓝色，再通过消耗EDTA标准滴定溶液的体积换算出合金中镁的质量分数。

已知lgK_Mg-EDTA＝8.6＞8，其被准确滴定的最小酸度为pH＞9.5，这表明，在pH＝10时，Mg²⁺能与EDTA定量络合并能计算出准确结果；lgK_Mg-T＝7.0＜8.6。铬黑T在pH＝8～11时为蓝色，这表明，在pH＝10时，铬黑T与Mg²⁺产生的络合物能被EDTA置换并产生色变从而指示终点。具体可用下式表述：

Mg²⁺+HIn＝MgIn^-1(红色)+H⁺

因此，在pH为9.5～10.5范围，可以进行滴定分析，比较理想的是选择pH＝10。

含硫基的化合物、丙酮氰醇、β-氨基乙硫醇等与氰化钾的掩蔽能力相当，但这些掩蔽剂不是价格昂贵，就是性质不稳定，或者易挥发出难闻的臭鸡蛋味。三乙醇胺、四乙烯五胺、乙二胺、双氧水性质稳定，价格低廉。通过干扰离子试验、四乙烯五胺对共存干扰离子的掩蔽试验、三乙醇胺对共存干扰离子的掩蔽试验、双氧水对共存干扰离子的掩蔽试验、试样干扰试验、联合掩蔽剂组合试验、加入顺序及加入量的试验、酸度试验、滴定速度的影响试验等，确定由四乙烯五胺+三乙醇胺+双氧水组成联合掩蔽剂。经比较试验，其联合掩蔽能力与氰化钾相当，但又价格低、性质稳定。掩蔽剂的加入量根据被掩蔽的元素含量确定。

通过研究和试验表明，三乙醇胺必须在酸性中加入，双氧水在酸性、碱性中加入影响不大，本方法选定先加三乙醇胺、四乙烯五胺，最后再加缓冲溶液和双氧水。

在络合滴定分析中，常用的滴定剂是EDTA和CDTA。经比较试验，与金属离子形成络合物的稳定性CDTA优于EDTA，干扰因素要少，但CDTA与金属离子的反应速度较慢，温度变化时滴定速度不易掌握，不同的分析人员之间分析误差较大；当试样中含0.001％以上的Be元素时，Be易水解，造成结果偏低；且CDTA价格比EDTA贵，分析成本高。综合试验结果，络合剂优选EDTA。

本发明的优点在于：铍的水解不再明显，滴定速度易于掌握，终点明显，测定结果准确稳定，重现性好，所用药品低毒低耗，分析时间等同于氰化钾法，综合指标达到预期目标，完全可用于炉前铝合金中镁元素的快速测定，适用于镁含量为1.0～10.0％的高镁铝合金的炉前快速分析。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以助于理解本发明的内容。

1.不同掩蔽剂的效果实验

1.1三乙醇胺用量的影响