耐火材料中铝的化学分析方法研究

耐火材料中铝的化学分析方法研究

摘要：在现代材料工程行业高速发展的背景下，多种新型材料被相继研发出来，尤其是在耐火材料方面。在硅铝系耐火材料中，铝含量会对材料性能产生直

接影响，为了确保材料性能达到标准，需要加强对耐火材料的检测，采用科学的

检测方法，明确主要的影响因素，从而获得准确的检测结果，对于材料领域发展

具有重要的作用。因此，本文将对耐火材料中铝的化学分析方法进行深入地研究

与分析，并结合实践经验总结一些措施，希望可以对相关人员有所帮助。

关键词：耐火材料；铝材料；化学分析；影响因素；分析方法

铝硅质耐火材料的成分测定，一般采用化学分析方法，耐火材料通常是指耐

火温度在1580℃以上的无机非金属元素，按照其化学成分，主要可以分为黏土、

高铝、半硅质以及硅质等，硅铝系耐火材料的主要化学成分为三氧化二铝，半硅质、粘土质、高铝质中的含量以此降低，主要的杂质为二氧化钛、二氧化二铁以

及氧化镁等。随着耐火材料的应用日益频繁，为了确保耐火材料性能与质量，需

要做好检测工作，采用化学分析方法对其进行测定，得到准确的测定结果，从而

对其进行优化处理。

1耐火材料中铝测定的影响因素分析

耐火材料是一种特殊的材料，其主要作用是在高温环境下保持其完整性和耐

久性。铝是耐火材料中重要的成分之一，主要是由于铝能够提高材料的耐火性能，为了保证耐火材料的质量和性能，需要对其中的铝进行化学分析。在对耐火材料

中铝进行测定时，会受到一些因素的影响，主要影响因素包括如下几项：（1）

共存离子因素。在铝制耐火材料中，含有钙、镁、钠以及钾等离子，这些离子的

存在，不会对三氧化二铝测定结果造成影响，但是铁、钛等离子会对测定结果产

生影响，所以在测定过程中需要特别注意。（2）pH值因素。pH值是影响化学反

应的重要因素，在不同pH值下，铝与影响元素存在的形态具有很大差异，所以

在对铝进行化学分析检测时，需要明确屏蔽干扰离子或铝产生络合物的最佳测量

状态pH值；在滴定铝过程中，pH值一般需要控制在4—5范围内，通过合理的控

制能够得到更加准确的测定结果。（3）温度因素。在滴定铝过程中，需要将温

度控制在合理范围内，同时滴定速度要保持匀速均匀，滴定铝需要煮沸3分钟，

保证EDTA与Al3+全面络合，且Ti4+还能够被苦杏仁酸屏蔽。

2耐火材料中铝的常用化学分析方法分析

2.1容量法

容量法是一种基于化学反应的分析方法，容量法具有操作简单、精度高、灵

敏度好等优点，适用于各种不同类型的耐火材料。采用容量法时，需要一种已知

浓度的化学试剂来滴定待分析的样品，通过测量化学试剂的消耗量，可以计算出

样品中目标成分的含量。在耐火材料中铝的化学分析中，常用的容量法是酸碱滴

定法和络合滴定法，具体应用方式为：（1）酸碱滴定法。采用酸碱滴定法时，

需要一种已知浓度的酸或碱溶液来滴定待分析的样品。铝是一种弱酸性物质，可

以与强碱反应生成氢氧化铝，所以可以使用强碱溶液来滴定样品中的铝，在滴定

过程中，铝会与氢氧化物形成络合物，从而消耗碱溶液。当所有的铝都被滴定完

毕时，溶液的酸碱度会发生变化，这时可以通过指示剂的颜色变化来判断滴定的

终点，通过计算滴定溶液的消耗量，可以计算出样品中铝的含量[1]。（2）络合

滴定法。应用络合滴定法时，络合试剂可以与铝离子形成络合物，从而消耗滴定

试剂，在所有的铝都被滴定完毕时，络合物会分解，释放出自由的络合试剂，这

种情况下可以通过指示剂的颜色变化来判断滴定的终点，从而对铝含量进行计算。

2.2重量法

重量法是一种基于质量变化的分析方法，需要先将待分析的样品进行加热、

燃烧或溶解，使其发生化学反应或物理变化，这种情况下其质量就会出现变化，

通过测量质量的变化，可以计算出样品中目标成分的含量，在耐火材料中铝的化

学分析中，常用的重量法是灰分法和熔融盐电解法。在采用灰分法时，需要先将

待分析的样品进行加热，使其发生燃烧或氧化反应，从而转化为灰分，由于铝是

一种不易氧化的金属，可以在高温下通过氧化铝的形式转化为灰分，通过称量样

品的质量和灰分的质量，可以计算出样品中铝的含量。采用融熔盐电解法时，需

要先将待分析的样品进行熔融，使其形成熔盐，铝是一种易于被还原的金属，可

以在熔盐中通过电解的形式得到，通过称量电解前后电极的质量变化，可以计算

出样品中铝的具体含量[2]。

2.3吸光光度法

吸光光度法是一种基于分子吸收光的分析方法。在这种方法中，需要一种已

知浓度的化学试剂来与待分析的样品反应。反应产生的产物会吸收一定波长的光，从而形成一个吸光峰。通过测量吸光峰的强度和波长，可以计算出样品中目标成

分的含量，在对耐火材料中铝进行化学分析时，可以采用的吸光光度法为络合试

剂法和分光光度法。在应用络合试剂法时，需要一种络合试剂与待分析的样品中

的铝离子反应，通过形成络合物，可以使铝离子的吸光峰发生移动，从而更容易

测量。常用的络合试剂有酞菁、蒽醌和2-羟基苯肼等，通过测量吸光峰的强度和

波长，可以计算出样品中铝的含量；采用分光光度法时，需要一种已知浓度的标

准溶液和待分析的样品进行比较，标准溶液中的铝离子浓度为已知状态，可以测

量其吸光峰的强度和波长，待分析的样品中的铝离子浓度未知，可以测量其吸光

峰的强度和波长，将吸光峰进行对比后，就可以计算出样品中的铝含量。除此之外，还可以采用甲基异丁基酮萃取分离法，试样采用硝酸、盐酸混合酸溶解，采

用高氯酸发烟，含铬时采用盐酸除铬，之后他通过甲基异丁基酮萃取分离干扰元素，剩余干扰元素通过抗坏血酸进行屏蔽，调整酸度后，采用铬天青S显色，并

加入六次甲基四胺对pH值进行调节，对其吸光度进行测量，可以计算出铝含量；差示光度法是以某个适当的调百（透光率T＞参比或调零T）参比向右或向左放

大标尺，可以测量精度在透光度标尺的高端得到改善[3]。

3耐火材料中铝的化学分析方法的对比分析

针对常量的三氧化二铝测定，现阶段主要采用容量法，强碱分离方法更改为

干过滤，能够提升测量准确性，但是分离过程较为复杂；氟化物置换需要经过多

次煮沸，终点掌握难度较大；直接滴定法因为对共存铁离子的干扰排出方式不同，可以分为掩蔽法与差减法，差减法较为快捷，但是测定过程中容易受到影响。针

对低含量的铝测定，通常采用铬天青S广度法，这种方法操作较为简单，且测量

效率较快，可以得到准确的检测结果，可以在实践中进行推广应用，具体良好的