水玻璃化學硬化后模數(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，有必要準確測試其含量，作為評價再生砂性能的依據(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，用結晶紫作指示劑、用高氯酸 標準溶液滴定的非水滴定法不適用于水溶液中醋酸 鈉含量的測定．

1 試驗材料及方法

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，上海一恒科學儀器有限公司；KLUP-UV-10 型純水機；ZD-3A 自動 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；電熱套，恒溫水浴鍋． 所用水為國標三級；CH3COONa•3H2O(純度為 99%)，CaCl2，MgCl2，BaCl2 試劑(分析純)；鹽酸標 準溶液濃度為 1.0 mol/L；氫氧化鈉標準滴定溶液濃 度為 0.1 mol/L；SiO3 2-標準溶液的質量濃度為 1.0 g/ L；0.1%甲基橙指示劑，0.5%酚酞指示劑． 醋酸鈉儲備溶液的濃度為 0.5 mol/L，準確稱取 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)實際，模數(shù) 調整為 2.6，密度為 1.5 g/mL；有機酯為宜興產(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 有機酯加入裝有 500 g 原砂的混砂機 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 作為待測水玻璃砂樣．

1.3 試驗方法

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：采用索氏提取時將混勻后的樣品放入 索氏提取器內，燒瓶內加入 100 mL 純凈水，用電 熱套加熱提?。划敳捎眉訜峤岱ㄌ崛r，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 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，進樣體積為 20 μL．檢 測器為抑制性電導檢測器．

1.3.3 醋酸鹽滴定方法

取待測醋酸鹽溶液 50 mL 于燒杯中，加入 1 mL 鹽酸標準溶液，使試樣酸化至 pH ? 2.8，采用 0.1 mol/L 的 NaOH 標準溶液進行滴定，滴定方法可以 采用自動電位滴定或者滴定管手工滴定．當手工滴 定時，采用甲基橙和酚酞作指示劑；自動電位滴選 用 pH 復合電極，以加入 NaOH 滴定劑的體積為橫 坐標，以 ΔE/ΔV(ΔE 為電動勢的變化值；ΔV 為體積 的增量)為縱坐標，繪出滴定過程曲線，曲線的兩個 峰值分別為鹽酸滴定終點和醋酸滴定終點，此時對 應的電位分別為-205 mV 和 85 mV；記錄滴定待測 溶液電位從-205 mV 到 85 mV 時消耗 NaOH 標準溶 液的體積 V，砂樣中醋酸鹽質量分數(shù)為 ω ? ? (5 / ) 100 CVM m % ， 式中： ω 為砂樣醋酸鹽質量分數(shù)；C 為 NaOH 標準 滴定溶液濃度；M 為醋酸鈉的摩爾質量，即 82 g/mol； m 為砂樣質量．

2 試驗結果與討論

取 0.5 mol/L 的醋酸鈉儲備液 15 mL，加純凈水 定容到 500 mL，得 15 mmol/L 醋酸鈉溶液，進行空 白加標回收試驗，分別采用自動電位滴定和滴定管 手工滴定，每種方法測 3 次， 表中 δRSD為相對標準偏差．自動電位滴定和滴定管 手工滴定的回收率分別為 100.2%和 103.6%，可見自 動電位滴定法測試的結果準確度和精密度更高，當測試條件允許時應優(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)場測試．

根據(jù)鑄造生產(chǎn)實踐，有機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)初步計算固化后的水玻璃砂中醋酸鹽的 質量分數(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 的醋酸鈉標樣并對其平行測定 3 次，在濃度為 5～100 mmol/L 的濃度范圍 內，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，本方法具有較高的準確度和精密度，用于測 定水玻璃舊砂中醋酸鹽含量是可靠的，而當醋酸鹽 的濃度低于 5 mmol/L 時，測定結果存在較大偏差．

3 結語

研究了一種測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 滴定進行測試．試驗結果表明：采用 MgCl2 沉淀去 除碳酸鹽和硅酸鹽效果較優(yōu)，當用索氏法提取醋酸 鹽時，最佳提取時間為 50 min，提取液定容后加入 過量鹽酸酸化至 pH ? 2.8．將本方法應用于水玻璃 舊砂樣品中的醋酸鹽檢測，測得回收率在 98.6%～ 106.2%之間，醋酸根濃度檢出限為 5 mmol/L；采用 該方法對模擬舊砂樣品及工廠實際砂樣的醋酸鹽含 量進行了檢測，測試結果僅比離子色譜法結果高出 0.33%，相對標準偏差低于 3%．