金 斌，金澤遼

（1.攀枝花中達鈦業(yè)科技有限公司，四川攀枝花 617069；2.成都樹德中學外國語學校，四川成都 670041）

0 引言

近年來，隨著國內外鈦白粉消耗量的逐年上升，鈦白粉的生產格局也悄然發(fā)生著變化，在國內，氯化法鈦白的產量逐年攀升，在短短5 年的時間里，其產量份額由原先的不足5%提高到了目前的30%之多，而且仍在上升。在鹽酸法鈦白粉生產技術中，最大的核心問題就是如何將大量的稀鹽酸通過濃縮再生得到30%以上的濃鹽酸，且能源消耗和鹽酸再生成本在可控范圍之內，具備產業(yè)化的條件。

眾所周知，利用成分復雜的鈦精礦在一定條件下與鹽酸進行反應，再通過結晶濃縮、水解，一部分得到偏鈦酸，偏鈦酸通過處理就得到了鈦白粉，同時副產了大量的含氯化鹽廢酸，對于含鹽廢酸的重復利用和再生技術形成了鹽酸法鈦白粉生產產業(yè)化的技術壁壘。在鹽酸法鈦白粉生產技術研究開發(fā)中，對含鹽廢酸中游離鹽酸的準確測定顯得尤為重要，一方面可以了解工藝中酸解、水解的完全程度，另一方面它是研究廢酸再生利用工序的前提條件。公開的資料中對含鹽廢酸中鹽酸含量的測定有一些報道，比如：以甲基橙為指示劑，直接用氫氧化鈉標準溶液進行滴定，因產生沉淀，終點顏色由紅變橙，此法通過目測很難判別，同時由于沉淀的干擾，對測定結果的準確性影響較大。本研究通過大量的試驗，以甲基紅-亞甲基藍為混合指示劑，用待測廢酸來滴定已知質量的基準碳酸鈉，建立了穩(wěn)定、快捷的測定體系，終點顏色變化明顯，易于觀察，測量準確度高，重現(xiàn)性好，結果令人滿意。

1 試驗部分

1.1 試驗試劑

無水碳酸鈉（分析級）：取一定量的基準試劑無水碳酸鈉固體于干凈的瓷坩堝中，在馬弗爐內于300 ℃下烘干2.5 h，冷卻后倒入稱量瓶并放置于干燥器中保存待用。

甲基紅-亞甲基藍混合指示劑（C=0.2%）：稱取0.08 g 亞甲基藍和0.12 g 甲基紅溶于100 mL 酒精中。

1.2 試驗方法

準確稱取一定量經預處理過的無水碳酸鈉，放入潔凈的250 mL 三角瓶中，加入50 mL 3 級水進行溶解，準確汲取25 mL 待測含鹽廢酸于250 mL 容量瓶中，加3 級水稀釋定容至刻度，搖勻。在三角瓶中滴加5 滴混合指示劑，用容量瓶中稀釋后的廢酸來滴定溶解后的無水碳酸鈉，溶液由綠色變?yōu)榍辶恋募t色時，即為滴定終點，讀出待測廢酸的體積。

1.3 計算公式

按式（1）計算HCl 的含量：

式中，V—待測廢鹽酸的滴定體積，mL；m—基準碳酸鈉的質量，g。

2 結果與討論

2.1 指示劑的選擇

按照試驗方法，分別用甲基橙和甲基紅-亞甲基藍混合指示劑進行試驗。試驗結果表明：用甲基橙作為指示劑時，隨著廢酸滴定量的增加，溶液逐漸變渾濁，出現(xiàn)沉淀，當pH < 4.4 時，顏色逐漸開始發(fā)生變化，但不明顯，繼續(xù)滴定，目視顏色變化不明顯，難以判定是否到達終點，繼續(xù)滴定至溶液清亮時，檢測溶液pH 為2.6，嚴重過量。

用甲基紅-亞甲基藍混合指示劑進行滴定時，滴定前，溶液呈現(xiàn)亮綠色，隨著廢酸滴定量的增加，溶液變渾濁，墨綠色出現(xiàn)，當pH 達到5.6 時，溶液顏色變紅，繼續(xù)滴定至紅色清亮，即到達終點，顏色敏銳，易于判斷，檢測溶液pH 為3.4。

故選擇甲基紅-亞甲基藍混合指示劑作為滴定指示劑。

2.2 滴定終點的確定

按照試驗方法，用pH 計對滴定過程中的顏色及系統(tǒng)變化進行了pH 的跟蹤檢測，從而確定滴定終點。

試驗結果表明：滴定前，碳酸鈉水溶液的pH>12，呈強堿性，加入指示劑以后，溶液呈透明亮綠色；隨著待測廢酸的加入，溶液pH 逐漸降低，并出現(xiàn)渾濁，溶液顏色仍呈綠色；當pH=6.3 時，溶液開始變色，呈現(xiàn)淺紅色，溶液渾濁；繼續(xù)滴定至pH=5.6時，溶液呈紅色，溶液渾濁；pH=3.5 時，溶液瞬間清亮，靜置觀察，液面無氣泡，此時溶液中的氫氧化物沉淀被鹽酸完全溶解，達到滴定終點。從變色到溶液清亮，待測廢酸的滴定體積約為0.8 mL。

2.3 無水碳酸鈉質量的確定

二氯氧鈦通過水解得到的廢酸，游離鹽酸的濃度約在210～240 g/L 之間，按照滴定體積數(shù)在10～30 mL的最佳范圍，粗略測算所需無水碳酸鈉的質量約為0.30～0.50 g，即可滿足要求。

2.4 樣品分析

2.4.1 酸洗鋼板廢酸中鹽酸含量的測定

取冷軋廠酸洗車間的廢液，按照上述試驗方法進行鹽酸含量的測定，結果見表1。

表1 冷軋廠酸洗車間廢液中鹽酸含量的測定Table 1 Determination of hydrochloric acid content in waste liquid of pickling workshop in cold rolling plant

2.4.2 濕法制備人造金紅石母液中鹽酸含量的測定

分別取一定量濕法制備人造金紅石時產生的廢酸4 批，按照上述試驗方法進行鹽酸含量的測定，結果見表2。

表2 濕法人造金紅石母液中鹽酸含量的測定Table 2 Determination of hydrochloric acid content in mother liquor of wet synthetic rutile TiO2

2.4.3 鹽酸法鈦白生產含鹽廢酸中鹽酸含量的測定

分別取一定量鹽酸法鈦白粉生產過程中產生的廢酸5 批，按照上述試驗方法進行鹽酸含量的測定，結果見表3。

表3 鹽酸法鈦白生產廢酸中鹽酸含量的測定Table 3 Determination of hydrochloric acid content in waste acid produced by hydrochloric acid method titanium dioxide

2.4.4 準確性試驗

取表3 中的5#樣品200 mL 各3 份（鹽酸濃度為246.42 g/L），分別加入15 g、20 g、30 g濃度為415 g/L、相對密度為1.18 的分析純濃鹽酸，混勻，按照上述試驗方法進行鹽酸含量的測定，測定結果見表4。

表4 準確性試驗Table 4 Accuracy test

表4 結果表明，本方法測定結果較實際值偏高，但偏差不大，準確度較高。

2.4.5 重現(xiàn)性試驗

取表3 中的5#樣品各3 份，考察方法的重現(xiàn)性，結果見表5。

表5 重現(xiàn)性試驗Table 5 Reproducibility test

表5 結果顯示，該試驗方法的重現(xiàn)性良好。

3 結語

以甲基紅-亞甲基藍為混合指示劑，用待測含鹽廢酸來滴定已知質量的基準碳酸鈉，建立了穩(wěn)定、快捷的測定體系，對冷軋廠酸洗廢酸、濕法人造金紅石母液以及鹽酸法鈦白粉水解廢酸等含鹽廢酸進行酸含量的測定。準確性試驗及重現(xiàn)性試驗表明，建立的測定方法簡捷、迅速，終點顏色敏銳，易于判斷，結果準確性高，重現(xiàn)性良好，能夠滿足各大院校、科研團體以及企業(yè)對含鹽廢酸中酸含量的測定需要，方法可靠，結果令人滿意。