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1 概述
在鑄造生產(chǎn)中廣泛使用的球化劑是稀土鎂硅鐵合金。其中的鎂元素主要是以硅化鎂（Mg2Si）和氧化鎂（MgO）兩種形態(tài)存在。硅化鎂作為球化劑中的一個單獨相而存在,氧化鎂則作為稀土鎂硅鐵合金中的非金屬夾雜物而存在[1]。一些鑄造企業(yè)只對球化劑中的Mg元素進行檢測，并作為其中有效Mg的含量。由于MgO對于球化不起作用，而傳統(tǒng)的Mg元素測定方法不能區(qū)分有效Mg和無效Mg的實際含量，所以在Mg元素達標的前提下，MgO的存在直接減少了球化劑中有效Mg的含量，對球化過程和產(chǎn)品質(zhì)量造成不良影響[2]。所以球化劑的生產(chǎn)過程中，控制氧化鎂的含量是一項十分重要的工作，而且球化劑中氧化鎂的含量也是檢驗球化劑質(zhì)量的重要指標。球化劑中MgO的測定方法主要有以下幾種：酸堿滴定法、EDTA容量法、分光光度法、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法、原子吸收光譜法等，以下對幾種測定方法簡要說明，并對各種測定方法的選擇和應(yīng)用進行討論。
2 球化劑中MgO的測定方法
2.1 酸堿滴定法
趙戍華[2]等人對酸堿滴定法進行了仔細的試驗和分析，他們以氯酚紅作指示劑,采用氫氧化鈉標準溶液來滴定鈣鎂合量,之后運用EDTA絡(luò)合滴定法測定試樣中CaO的含量，并從鈣鎂合量中扣除。經(jīng)過嚴謹?shù)谋葘?，該方法與原子吸收法測定平均值的相對標準偏差不超過3%。據(jù)相關(guān)文獻[13]進一步介紹,酸堿滴定法中，使用硝酸鋇的效果比氯化鋇更好,主要原因是NO3-不會促進鉻酸對鎂元素的發(fā)生作用。
2.2 EDTA容量法
李勝天[9]等人采用將試液加熱冒高氯酸煙再滴加鹽酸“飛鉻”后蒸干的方法 ,其中鈣元素的干擾采用加酒石酸鉀鈉的方法消除,其他元素的干擾則加入相應(yīng)掩蔽劑以消除影響,終用EDTA標準溶液進行滴定，以鉻黑T作為指示劑。
楊建衛(wèi)[10]等人通過試驗，提出了在重鉻酸鉀介質(zhì)中直接用EDTA滴定鎂元素含量的理論，并采用試驗確定了球化劑中氧化鎂相的提取條件以及干擾元素的消除方法，改進后的方法簡單，快捷，重現(xiàn)性好。
李廣路[11]張秀明等[16]采用EDTA直接快速測定浸出液中的鎂，方法操作簡單、分析速度較快，無需貴重儀器，且滴定終點也不難觀察，
夏岫云[12]用EDTA 絡(luò)合滴定法測定稀土鎂硅鐵中氧化鎂含量。試樣經(jīng)重鉻酸鉀溶解、浸取、分離,在PH10時,以鉻黑T為指示劑, EDTA標準溶液定量對鈣、鎂合量鉻合滴定。在PH≥12 時,以鈣試劑為指示劑,EDTA標液定量滴定鈣量,同時做空白試劑試驗,用差減法計算氧化鎂量。方法特點:不必揮鉻,EDTA滴定,終點明確,結(jié)果的精密度好,相對標準偏差在1.52%以內(nèi),測定氧化鎂的范圍為0.30%～3.00%。方法簡單快速,具有良好的應(yīng)用前景。
2.3電感耦合等離子體發(fā)射光譜法[3]
該方法測定稀土鎂硅鐵合金中的氧化鎂只在GB/T16477.3-2010中見到，在其它文獻中尚未見介紹。GB/T16477.3-2010 《稀土硅鐵合金及鎂硅鐵合金化學(xué)分析方法 第3部分:氧化鎂含量的測定 電感耦合等離子體發(fā)射光譜法》規(guī)定：試樣用重鉻酸鉀溶液浸取分離，在稀鹽酸介質(zhì)中，采用等離子發(fā)射光譜儀，在波長280.270 nm處，測定氧化鎂的含量。方法的重復(fù)性限（r）為2.8×Sr，再現(xiàn)性限（R）為2.8×Sr，并規(guī)定了實驗室間分析結(jié)果允許差標準。
2.4 原子吸收光譜法
GB/T16477.3-1996[4]、趙戍華等[2]和張峻等[5]分別采用原子吸收光譜法進行測定，鋁的干擾加氯化鍶溶液消除，鈣不干擾測定。原子吸收光譜法測定條件如下表1：
表1 原子吸收光譜法測定稀土鎂硅鐵合金中氧化鎂的條件
儀器 類型 |
燈高（mm） |
燈電流（mA） |
空氣流量（L/min） |
乙炔流量（L/min） |
狹縫（nm） |
波長（nm） |
線性范圍（ug/ml） |
文獻 |
PE-3030 |
8.5-9.0 |
6.0 |
14.0 |
2.0 |
0.7 |
285.2 |
0-0.60 |
[4] |
401 |
8.0 |
4.0 |
5.5 |
1.0 |
0.21 |
285.2 |
0.2-0.8 |
[5] |
WFX-110 |
6.5 |
1.2 |
10.0 |
1.5 |
0.20 |
285.2 |
0.16-0.8 |
[6] |
2.5 分光光度法
凌樹榮[6]選用偶氮氯磷I為顯色劑,用光度法直接測定氧化鎂中的鎂,在 0.02 %的重鉻酸鉀溶液中測定鎂無需分離，鉻的影響用空白試驗及褪色后試液作參比扣除,鈣的干擾用EGTA-Pb溶液進行掩蔽，分析的標準偏差不大于0.026 %。
陸光、王景德[7]詳細介紹了“偶氮氯磷Ｉ分光度法”測定球化劑中MgO之方法,試驗表明，該方法測試結(jié)果穩(wěn)定，數(shù)據(jù)準確。
薛孝民等[8]采用重鉻酸鉀分離氧化鎂體系,試驗了大量重鉻酸鉀存在下,鎂(Ⅱ)與偶氮氯膦Ⅰ的顯色條件,研究了制樣條件對測定氧化鎂的影響。試驗結(jié)果表明,測定誤差主要來源于取樣、制樣及氧化鎂的分離，建立了稀土鎂硅鐵合金中氧化鎂的偶氮氯膦Ⅰ光度測定法，方法的RSD為6.67%。
3 討論
3.1 關(guān)于試樣的采取和制備及氧化鎂的提取方法
要想獲得正確的分析結(jié)果，步是必須正確的制備試樣和完全提取出合金中的氧化鎂。因重鉻酸鉀溶液比鉻酸具有更多的優(yōu)點,如酸度小、性質(zhì)穩(wěn)定等,因此在提取氧化鎂相時應(yīng)采用其作浸取劑[14]。提取氧化鎂的方法和步驟，GB/T16477.3-2010中已有詳細規(guī)定，并且是可行的，必須遵守。所有其它不同的分析方法不應(yīng)也無必要對提取氧化鎂的方法再做無謂的研究，提取氧化鎂的方法和步驟都必須統(tǒng)一到GB/T16477.3-2010中的規(guī)定。但由于該標準對試樣的采取和制備方法未作明確規(guī)定，薛孝民等[8]根據(jù)《鐵合金化學(xué)分析用試樣的采取和制備》中的規(guī)定稀土鎂硅鐵合金試樣的粒度不能超過0.16mm[15]，試驗了手工研磨及盤式振動磨的振動時間對試驗的影響，試驗結(jié)果表明,機械振動研磨制樣鎂被氧化較嚴重,測定結(jié)果偏高，因此為避免鎂被氧化,試樣應(yīng)經(jīng)手工研磨,使粒度小于0.15mm,樣品存放于干燥器中備用，避免被空氣氧化。
3.2 各種分析方法的優(yōu)缺點
電感耦合等離子體發(fā)射光譜法[3]和原子吸收光譜法[4][5][6]干擾少且操作簡單，但由于這兩種檢測設(shè)備價格較貴，特別是電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀價格昂貴，其使用受到很大限制。楊建衛(wèi)[10]、李廣路[11]、夏岫云[12]分別介紹的EDTA滴定法不用除鉻，在重鉻酸鉀介質(zhì)中直接用EDTA滴定鎂量，方法簡單、快速，滴定終點也不難觀察，具有較高的實用性。李勝天[9]介紹的EDTA滴定法由于須進行除鉻,以改善終點觀察,從而使分析手續(xù)繁雜且污染環(huán)境，目前已不使用。 酸堿滴定法[2]是采用鉻酸溶樣，因鉻酸的酸度（PH2）比重鉻酸鉀溶液的酸度（PH5）高，所以有可能將合金鎂相中的鎂溶下少許，影響分析結(jié)果，目前此法已被淘汰。分光光度法[6][7][8]也不用除鉻，操作比較簡單、分析速度也較快，無需貴重儀器，實用性較強。
3.3 分析方法的具體選擇和應(yīng)用
楊建衛(wèi)[10]、李廣路[11]、夏岫云[12]分別介紹的不用除鉻的EDTA滴定法以及分光光度法[6][7][8]，均具有操作簡單、快速、準確的特點，完全能在日常分析中使用，具有較大的實用價值。但如果供需雙方對氧化鎂的測定結(jié)果有異議，需要進行仲裁分析，則必須按GB/T16477.3-2010規(guī)定的方法進行，當(dāng)然也可使用雙方都協(xié)商認可的分析方法進行檢驗。
