水玻璃化學(xué)硬化后模數(shù)升高，并失去部分水， 其主要產(chǎn)物由硅凝膠、水玻璃凝膠等組成，這些成 分對(duì)水玻璃再生砂的性能有著重要影響，其中水 玻璃舊砂中碳酸鹽、醋酸鈉將惡化水玻璃再生砂性 能，有必要準(zhǔn)確測(cè)試其含量，作為評(píng)價(jià)再生砂性能的依據(jù)．通過氣體體積法確定碳酸鹽的含量．水 玻璃舊砂表面殘留物中易溶部分(碳酸鈉、醋酸鈉 等)可以用水溶解，用結(jié)晶紫作指示劑、用高氯酸 標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定的非水滴定法不適用于水溶液中醋酸 鈉含量的測(cè)定．

1 試驗(yàn)材料及方法

1.1 儀器與試劑

儀器包括：電子分析天平，精度為 0.1 mg； DIONEX ICS-90 離子色譜儀；DHG-9030A 型紅外恒溫干燥箱，上海一恒科學(xué)儀器有限公司；KLUP-UV-10 型純水機(jī)；ZD-3A 自動(dòng) 電位滴定儀；索氏提取裝置；大龍牌移液器 1，5， 10 mL 各一支；混砂機(jī)；電熱套，恒溫水浴鍋． 所用水為國(guó)標(biāo)三級(jí)；CH3COONa•3H2O(純度為 99%)，CaCl2，MgCl2，BaCl2 試劑(分析純)；鹽酸標(biāo) 準(zhǔn)溶液濃度為 1.0 mol/L；氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液濃 度為 0.1 mol/L；SiO3 2-標(biāo)準(zhǔn)溶液的質(zhì)量濃度為 1.0 g/ L；0.1%甲基橙指示劑，0.5%酚酞指示劑． 醋酸鈉儲(chǔ)備溶液的濃度為 0.5 mol/L，準(zhǔn)確稱取 6.804 g 的 CH3COONa•3H2O，精確至 0.000 1 g，用 適量純凈水溶解，定容至 100 mL 備用． 水玻璃為市售，模數(shù)為 3.1，按生產(chǎn)實(shí)際，模數(shù) 調(diào)整為 2.6，密度為 1.5 g/mL；有機(jī)酯為宜興產(chǎn)快酯， 主要成分為乙二醇醋酸酯．

1.2 酯硬化水玻璃砂樣品

待測(cè)水玻璃砂系襄陽某鑄鋼廠的酯硬化水玻璃 舊砂及 320℃熱干法再生砂，砂樣經(jīng)破碎篩分去除 粗砂塊和灰分后備用． 水玻璃砂模擬樣品：原砂為 40/70 目福建產(chǎn)硅 砂；將 1.75 g 有機(jī)酯加入裝有 500 g 原砂的混砂機(jī) 中攪拌 60 s，混合均勻后，加入水玻璃 17.50 g，混合 60 s 后出砂，密封保存 24 h 作為待測(cè)水玻璃砂樣．

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 醋酸鹽的分離和提取方法

稱取水玻璃砂樣品 100 g(精確至 0.01 g)，加入 5 g 沉淀劑，加入 100 mL 水，混合均勻．提取砂樣 中的醋酸鹽：采用索氏提取時(shí)將混勻后的樣品放入 索氏提取器內(nèi)，燒瓶?jī)?nèi)加入 100 mL 純凈水，用電 熱套加熱提??；當(dāng)采用加熱浸提法提取時(shí)，將混合 均勻的樣品直接在恒溫水浴鍋加熱到 90℃；停止加 熱后過濾，并將濾渣洗滌 2～3 次后，合并濾液定容 至 250 mL．

1.3.2 離子色譜條件

離子色譜分析柱為戴安 AS14 陰離子柱．流動(dòng) 相為3.5 mmol/L碳酸鈉與1.0 mmol/L碳酸氫鈉的混 合溶液．流速為 1 mL/min，進(jìn)樣體積為 20 μL．檢 測(cè)器為抑制性電導(dǎo)檢測(cè)器．

1.3.3 醋酸鹽滴定方法

取待測(cè)醋酸鹽溶液 50 mL 于燒杯中，加入 1 mL 鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液，使試樣酸化至 pH ? 2.8，采用 0.1 mol/L 的 NaOH 標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，滴定方法可以 采用自動(dòng)電位滴定或者滴定管手工滴定．當(dāng)手工滴 定時(shí)，采用甲基橙和酚酞作指示劑；自動(dòng)電位滴選 用 pH 復(fù)合電極，以加入 NaOH 滴定劑的體積為橫 坐標(biāo)，以 ΔE/ΔV(ΔE 為電動(dòng)勢(shì)的變化值；ΔV 為體積 的增量)為縱坐標(biāo)，繪出滴定過程曲線，曲線的兩個(gè) 峰值分別為鹽酸滴定終點(diǎn)和醋酸滴定終點(diǎn)，此時(shí)對(duì) 應(yīng)的電位分別為-205 mV 和 85 mV；記錄滴定待測(cè) 溶液電位從-205 mV 到 85 mV 時(shí)消耗 NaOH 標(biāo)準(zhǔn)溶 液的體積 V，砂樣中醋酸鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 ω ? ? (5 / ) 100 CVM m % ， 式中： ω 為砂樣醋酸鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)；C 為 NaOH 標(biāo)準(zhǔn) 滴定溶液濃度；M 為醋酸鈉的摩爾質(zhì)量，即 82 g/mol； m 為砂樣質(zhì)量．

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

取 0.5 mol/L 的醋酸鈉儲(chǔ)備液 15 mL，加純凈水 定容到 500 mL，得 15 mmol/L 醋酸鈉溶液，進(jìn)行空 白加標(biāo)回收試驗(yàn)，分別采用自動(dòng)電位滴定和滴定管 手工滴定，每種方法測(cè) 3 次， 表中 δRSD為相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差．自動(dòng)電位滴定和滴定管 手工滴定的回收率分別為 100.2%和 103.6%，可見自 動(dòng)電位滴定法測(cè)試的結(jié)果準(zhǔn)確度和精密度更高，當(dāng)測(cè)試條件允許時(shí)應(yīng)優(yōu)先選用．手工滴定也能滿足要 求，且無需專門滴定儀器，適合鑄造廠現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試．

根據(jù)鑄造生產(chǎn)實(shí)踐，有機(jī)酯的加入量一般為水 玻璃加入量的 10%～13%，水玻璃加入量約為原砂的 2%～4%，經(jīng)初步計(jì)算固化后的水玻璃砂中醋酸鹽的 質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為 0.3%，按前述方法提取定容后的樣品 溶液的醋酸鈉濃度范圍為 10～30 mmol/L．據(jù)此， 用純凈水稀釋 0.5 mol/L 醋酸鈉儲(chǔ)備溶液，制備濃度 為 1.00，5.00，10.00，20.00，50.00 和 100.00 mmol/L 的醋酸鈉標(biāo)樣并對(duì)其平行測(cè)定 3 次，在濃度為 5～100 mmol/L 的濃度范圍 內(nèi)，本電位滴定方法的回收率為 98.6%～106.2%，δRSD 為 0.3%～1.6%．這表明在 10～50 mmol/L 的濃度范 圍內(nèi)，本方法具有較高的準(zhǔn)確度和精密度，用于測(cè) 定水玻璃舊砂中醋酸鹽含量是可靠的，而當(dāng)醋酸鹽 的濃度低于 5 mmol/L 時(shí)，測(cè)定結(jié)果存在較大偏差．

3 結(jié)語

研究了一種測(cè)定酯硬化水玻璃舊砂醋酸鹽含量 的方法，該方法通過沉淀分離、索氏提取、酸化后 滴定進(jìn)行測(cè)試．試驗(yàn)結(jié)果表明：采用 MgCl2 沉淀去 除碳酸鹽和硅酸鹽效果較優(yōu)，當(dāng)用索氏法提取醋酸 鹽時(shí)，最佳提取時(shí)間為 50 min，提取液定容后加入 過量鹽酸酸化至 pH ? 2.8．將本方法應(yīng)用于水玻璃 舊砂樣品中的醋酸鹽檢測(cè)，測(cè)得回收率在 98.6%～ 106.2%之間，醋酸根濃度檢出限為 5 mmol/L；采用 該方法對(duì)模擬舊砂樣品及工廠實(shí)際砂樣的醋酸鹽含 量進(jìn)行了檢測(cè)，測(cè)試結(jié)果僅比離子色譜法結(jié)果高出 0.33%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差低于 3%．