技术 | 水泥化学分析新方法的要点探究

前言

《水泥化学分析方法》是企业、实验室测定水泥化学成分的标准规范，为扩大标准的适用范围、提高标准的先进性，更靠近国际标准，我国于2017年颁布了全新的《水泥化学分析方法》，编号为GB/T 176-2017，对GB/T 176-2008版本进行修订，增添了水泥化学分析试验的内容，提供更多检测方法。

和GB/T 176-2008相比，GB/T 176-2017在检测指标、检测内容、检测对象、检测方法、检测结果要求等方面进行修订，使国家标准更为规范、可行与合理，更为贴近国家标准，提高水泥化学分析的准确性与灵敏度，本文总结以下三点变化。

1.1 对象变化

在GB/T 176-2017中，参与修订的单位为缩短国家标准与国际标准的差距，扩大了标准的覆盖范围，使水泥化学分析对象更为多元。根据GB/T 176-2017的内容，检测人员可应用离子色谱法或ICP-OES方法，进行Fe₂O₃、Al₂O₃、MgO、K₂O等成分的检测。

1.2 指标与方法变化

结合当期水泥生产技术的变化，水泥化学分析的指标需进行扩充，在GB/T176-2017中，检测指标与检测方法出现变化，也对部分传统检测方法的参数进行修正。其中，指标与方法变化如表1所示。

表1 检测指标与检测方法变化

几项传统检测方法的参数修正如下：对于硫酸钡重量法，在样品预处理中，分解处理时的微沸时间从（5±0.5）min，修正为5-10min；在乙二醇法中，将加热微沸后的抽气过滤环节删掉，并更改微沸时间，修正内容为“加热微沸五分钟后立即滴定”。

1.3 允许误差变化

在GB/T 176-2017中，对水泥化学分析的重复性限与再现性限进行重新修正。例如，在硫酸钡重量法测定三氧化硫实验中，将含量划分为≤1%和＞1%两部分，重复性限从0.15%转变为0.10（含量≤1%）和0.15（含量＞1%）；再现性限从0.20转变为0.15（含量≤1%）和0.20（含量＞1%）；在游离CaO的测定中，含量≤2%的重复性限从0.1转变为0.15；含量＞2%的重复性限与所有含量的再现性限不变。

结合上述分析可知，在GB/T 176-2017中，水泥化学分析方法更为多元，本文结合标准内容，总结水泥化学分析新方法的要点，为检测人员应用水泥化学分析方法提供参考。

2.1 EDTA直接滴定法

在GB/T 176-2017中，应用EDTA直接滴定法检测水泥中的Fe₂O₃时，其归属范围从基准法更换为代用法。就此，在基准法中，EDTA直接滴定法在测定Al₂O₃时，不可再使用基准法，标准中提出EDTA直接滴定钛铝合量的方法，将其作为基准法。

在实际水泥化学分析中，全新基准法共两步。首先，按照EDTA直接滴定法的流程，进行Fe2O3的测定，即将样品溶液的pH调节至1.8，将溶液温度提升至60-70℃，将磺基水杨酸钠作为检测的指示剂，将样品溶液滴定至亮黄色；然后，按照EDTA滴定法的流程，进行铁铝合量的测定，即将样品溶液的pH调节至3，将样品溶液煮沸，添加EDTA-铜及PAN作为检测的指示剂，将样品溶液滴定至亮黄色。在两次滴定中，要求混匀样品溶液，直到亮黄色稳定方可停止滴定。根据获得的实验数据，进行差减法计算，即可获得水泥样品中的Al₂O₃含量。

2.2 （自动）电位滴定法

在GB/T 176-2017中，（自动）电位滴定法属于代用法，主要用于测定水泥中的氯离子含量。需应用专属氯离子电位滴定装置，在实际氯离子测定中，首先进行样品预处理，将水泥与水混合后，添加25mL硝酸，用于中和溶液，再添加过氧化氢，消除样品溶液中的硫化物；选择硝酸银标准液作为滴定溶液，要求其浓度为0.02mol/L，向样品溶液中添加2mL的氯离子标准溶液，用于提高测定的准确性与灵敏度。在0.02mol/L的硝酸银标准液滴定中，该浓度可支持人肉眼观察，检测人员不仅可使用上述装置滴定，也可通过操作，以人工方式滴定。在装置滴定中，可自动计算氯离子含量；人工滴定则需采用二次微商法处理数据，获得实验结果。

2.3 乙二醇萃取-EDTA滴定法

和GB/T 176-2008相比，GB/T 176-2017修订的乙二醇萃取-DETA滴定法，可整合多种检测方法的优势，提高检测的准确性，使滴定时的终点更易观察，但该方法对样品的要求较高，需将其研磨至标准要求的细度。

在检测过程中，检测人员需在加热条件下，将乙二醇和样品搅拌，使水泥中的游离氧化钙和乙二醇反应，形成乙二醇钙，具备弱碱性特征。在反应完成后，进行溶液过滤，将获得的液体置于强碱性溶液（即pH超过13的碱性溶液）中，添加三乙醇胺及混合指示剂，按照规范流程进行EDTA滴定，即可准确测量水泥中的游离氧化钙含量。

2.4 其他要点

在GB/T 176-2017中，为提高水泥化学分析的安全性、环保性，在修订检测方法时，对实验使用的试剂进行更换，由其他试剂替换含有重金属试剂，在开展化学分析时，检测人员需做好试剂的选择。例如，对于硫代硫酸钠滴定来说，将实验试剂更换为碘酸钾标准的碘溶液。同时，在GB/T 176-2017中，取消了磷酸蒸馏-汞盐滴定法，避免重金属引发污染。

另外，GB/T 176-2017也对部分实验操作进行修订。例如，对于氯化铵重量法，在原本的实验步骤中，将SiO2沉淀操作中的参数进行修订，在高温炉灼烧中，温度参数从950-1000℃拓展至（1175±25）℃与950-1000℃，在灼烧温度出现争议时，将（1175±25）℃为参照基准。对于氟硅酸钾容量法，在硝酸添加环节，对其添加量进行修订，从原本的10-15mL更换为15mL；在样品溶液放置环节，放置温度从30℃调整为10-26℃，放置时间不变。

综上所述，GB/T 176-2017的颁布，使水泥化学分析中的检测对象、检测指标、检测方法与结果允许误差出现变化。在应用新的检测方法时，检测人员在应用EDTA直接滴定法、（自动）电位滴定法、乙二醇萃取-EDTA滴定法时，并注重GB/T 176-2017修订的GB/T 176-2008内容，严格按照GB/T 176-2017的要求开展水泥化学分析工作，保障检测结果的准确性。

作者：马亚利

来源：《陕西富平生态水泥有限公司》

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