彭春艷，汪先三，王志強

（1.建筑材料工業(yè)技術情報研究所，北京 100024；2.中國非金屬礦工業(yè)有限公司，北京 100142）

【試驗研究】

膨潤土吸藍量測試的研究

彭春艷1，汪先三2，王志強2

（1.建筑材料工業(yè)技術情報研究所，北京 100024；2.中國非金屬礦工業(yè)有限公司，北京 100142）

針對膨潤土行業(yè)中頻頻出現(xiàn)的吸藍量檢測糾紛，筆者提出了一種膨潤土吸藍量測試標準樣的思路，同時提出另一種判斷終點的方法，希望能得到行內從業(yè)人員的寶貴意見，使吸藍量測試方法更加完善，促進行業(yè)的健康發(fā)展。

膨潤土；吸藍量；標準樣；毛細管法

目前，國家和行業(yè)標準中涉及膨潤土吸藍量指標的主要有GB/T 20973-2007《膨潤土》[1]，JG/T 193-2006《鈉基膨潤土防水毯》[2]，JC/T 593-1995《膨潤土試驗方法》[3](部分企業(yè)仍采用)，以上各個標準對吸藍量測試方法均有詳細描述，盡管各單位均按照標準方法測試，但結果差異卻非常大，有時同一個樣品測試誤差甚至在50%以上。

筆者根據(jù)相關行業(yè)已有的經(jīng)驗，提出一種膨潤土吸藍量測試標準樣的思路，希望能更加規(guī)范這種測試方法；同時針對傳統(tǒng)的玻璃棒濾紙法出現(xiàn)的實際問題，提出了毛細管法進行終點判定，希望能作為一種新思路引起行業(yè)的關注。

1 問題原因分析

分析認為，出現(xiàn)檢測誤差的主要原因有以下幾個方面：

(1) 亞甲基藍藥劑選擇不同。

亞甲基藍藥劑是該項測試的核心，也是導致測試誤差的最大原因之一。亞甲基藍藥劑有染色劑、指示劑、分析純等不同等級，標準中規(guī)定必須采用分析純(純度＞98.5%)，但由于標準文件中無法指定具體廠家，而不同廠家產(chǎn)品質量又差異較大，這就導致了測試結果的不同。筆者曾采用三個不同廠家生產(chǎn)的亞甲基藍藥劑測試同一個膨潤土樣品，得到的結果分別是29.23g/100g、45.69g/100g和無滴定終點(后期大量泡沫出現(xiàn))。

盡管國家標準針對亞甲基藍藥劑做了補充規(guī)定，推薦上海某企業(yè)的藥劑，但了解該補充標準的企業(yè)不多，很多球團、鑄造企業(yè)依然采用湖南、天津等企業(yè)試劑；最近，該企業(yè)產(chǎn)品也出現(xiàn)了指標不穩(wěn)定的情況，由于亞甲基藍藥劑生產(chǎn)行業(yè)我們無法管控，這造成了很多不必要但又無法避免的矛盾。

(2) 藥劑配置方法不同。

比較上述標準，可以看出一個細微的差別：JC/T 593-1995《膨潤土試驗方法》標準中明確要求要將亞甲基藍藥品在93±3℃下烘干4h，但國家標準GB/T 20973-2007《膨潤土》卻取消了該步驟。

據(jù)標準制定方解釋，經(jīng)烘干的亞甲基藍藥劑會發(fā)生性能的變化，對滴定分析有一定影響，很多企業(yè)單位也有共識。樣品不烘干盡管不會使藥劑變質，但由于藥劑生產(chǎn)和使用過程中很難保證亞甲基藍結晶水的穩(wěn)定，因此按照標準固定稱量2.388 0g也都存在爭議。

綜合以上，有人提出，每次稱重前先取樣品進行烘干，反算水分后，再稱重未烘干的樣品，這樣的操作既考慮了樣品的水分，又保證了藥劑的穩(wěn)定，我單位及部分企業(yè)使用該法，但尚無標準支持。

(3) 終點判定誤差。

對于很多技術人員尤其是新手，吸藍量測試的終點不易判斷。筆者建議嚴格按照標準采用中性定量濾紙，同時多操作實踐，到終點后可繼續(xù)滴加1～2mL亞甲基藍溶液，若淺綠色暈環(huán)變明顯且寬度增大，則表明終點判斷無誤。盡可能避免因人為出現(xiàn)的誤差。

亞甲基藍溶液的真實濃度，行業(yè)中有一個標定的方法。仔細研究該方法，可以看到，標定過程比較復雜，對于操作人員的要求也比較高，并不適用目前我國的膨潤土中小企業(yè)為主的現(xiàn)狀。為解決以上問題，筆者根據(jù)已有的工作經(jīng)驗，提出制作膨潤土吸藍量標準樣思路供同行參考。

目前，很多行業(yè)(如環(huán)境行業(yè))一直使用標準樣。國內也有蒙脫石標準樣，但價格較高(220元/g)，且蒙脫石含量過高，沒有我們需要的指標，不適用于膨潤土行業(yè)。

2 標準樣的制備

膨潤土吸藍量標準樣，顧名思義，就是由行業(yè)公認的權威單位監(jiān)督生產(chǎn)出來的吸藍量穩(wěn)定為某一個數(shù)值，供行業(yè)中對比參考的一種樣品。

2.1 原料的選擇與制備

標準樣原料的選擇相當關鍵，要選擇具有代表性的，如遼寧建平、新疆夏子街、山東濰坊、河南信陽、廣西寧明、吉林劉房子的膨潤土，并進行礦物研究。選擇雜質礦物少的原料進行濕法提純，或直接選擇品位高的原礦作原料，吸藍量應＞40g/100g，提純完畢之后用X射線-衍射并在國家權威部門進行吸藍量檢測，確定該樣品的蒙脫石含量和吸藍量值。

制作不同吸藍量標準樣具體方法為：將蒙脫石含量高的膨潤土與無吸藍能力的碳酸鈣粉體進行比例混合，使吸藍量準確達到要求(如常用的30g/100g)。

2.2 定期測定

為防止樣品混合后變質或者發(fā)生其他變化，對標識后的樣品進行定期檢測，每月測試一次，持續(xù)6個月，各檢測結果誤差≤2%，達到要求后再進行下一步工作，標準樣保質期原則上為6個月。后期，根據(jù)實際檢測結果和行業(yè)需要，可以延長至2～3年。

2.3 包裝

標準樣使用過程中保證質量穩(wěn)定，同時要使用方便，包裝方式非常重要。對于非金屬礦粉體，常用的包裝方式有自封袋和專用藥劑瓶，這些包裝方式廉價，批量生產(chǎn)易行，但是存在以下問題：

(1) 使用每次都要稱量，稱量需要打開試劑瓶，這個過程會不可避免吸潮或者變質。

(2) 為保證質量需要烘干，但每次烘干都需要多取樣品，扔棄或者倒回包裝會引起浪費或污染。

為了解決以上問題，結合環(huán)境、食品行業(yè)中快速檢測試劑的封裝方式，建議將定量膨潤土封裝進一次性塑料滴管，從而解決以上的問題。該方法實現(xiàn)的標準樣少數(shù)企業(yè)之間使用效果反映良好，具體實現(xiàn)方式如下：

(1) 訂做一定體積(如3mL)的一次性塑料滴管(或將普通滴管前端小口剪除)。

(2) 為避免樣品吸潮保證滴管內部無水蒸氣，將滴管正置于70℃消解器中(或者其他加熱裝置)加熱10min。

(3) 精確稱取0.200g烘干冷卻的膨潤土200目粉末樣品(吸藍量為30.00g/100g)，用小漏斗小心加進滴管，在加熱裝置中靜置10min。

(4) 穩(wěn)定后，采用封口機將樣品封裝，做好吸藍量、生產(chǎn)日期、生產(chǎn)單位等關鍵標識，即產(chǎn)品標準樣，見圖1。

圖1 封裝示意

2.4 使用方法

標準樣使用方法與普通膨潤土樣品測試無異，使用時，倒置滴管，輕輕彈管口幾下，然后小心剪開封裝后的滴管，將樣品倒入盛有50mL蒸餾水的錐形瓶中。為避免粉末粘附在滴管內，多次吸取混合液清洗滴管(由于標準樣品封裝在滴管內，該過程非常簡單)，最后按照標準測試，得到滴定體積并可以根據(jù)公式計算得到吸藍量值。滴定值與標準值進行比對，若基本誤差在5%以內，說明亞甲基藍溶液配制沒有問題，可正常使用。

由于不同的亞甲基藍藥劑含量不同，但亞甲基藍用量與膨潤土蒙脫石含量基本呈線性關系，因此，若誤差較大，根據(jù)標準樣品折算系數(shù)。如標準樣吸藍量30.00g/100g，實際滴定體積是41.3mL，則吸藍量與亞甲基藍的換算公式如下：

M =K·V

式中：M ——吸藍量(g/100g)；

V ——體積(mL)；

K ——換算系數(shù)(g/mL·100g，此種情況下?lián)Q算系數(shù)為0.726)。

對于某些用戶，只需要知道膨潤土吸藍量是否達標，不需要具體數(shù)據(jù)，那么操作更加簡單，達到滴定體積41.3mL即可。

2.5 行業(yè)推廣試用

該方法及樣品在小范圍內使用效果良好，但要推廣為行業(yè)服務，首先行業(yè)要達成共識，認可該標準物質。同時由于膨潤土結構的復雜性，不同地區(qū)測試結果會有不同變化，因此在推廣前要多個企業(yè)試用，同時進行信息匯總，有問題可以及時對產(chǎn)品進行改進。

行業(yè)認可之后，產(chǎn)品需要有資質的單位進行生產(chǎn)，保證產(chǎn)品的權威性和準確性。

3 終點判斷法

3.1 傳統(tǒng)方法(玻璃棒濾紙法)

3.1.1 測試過程

(1) 每次滴加后，搖晃15～30s，用直徑2.5～3.0mm的玻璃棒沾一滴試液滴于中速定量濾紙上，觀察在中央深藍色斑點周圍有無出現(xiàn)淡藍色暈環(huán)。

(2) 若未出現(xiàn)，則繼續(xù)滴加。當深藍色斑點周圍剛出現(xiàn)淡藍色暈環(huán)時，再搖晃30s。

(3) 用玻璃棒沾一滴試液于濾紙上，若淡藍色暈環(huán)仍不消失，即為滴定終點，記下滴定所耗次甲基藍標準溶液的毫升數(shù)。

3.1.2 原理分析

傳統(tǒng)方法測試主要利用了蒙脫石的吸附性，而吸附終點的判斷則巧妙利用了其顏色的微妙變化。筆者將一個吸藍量28.5g/100g的產(chǎn)品進行檢測，每次滴2mL亞甲基藍溶搖勻后，取0.5mL測試液離心分離(離心管底端為離心后的膨潤土，上為離心液)，觀察顏色變化，見圖2。

圖2 吸藍量測試顏色變化示意

從圖2中可以明顯發(fā)現(xiàn)以下幾個現(xiàn)象：

(1) 未滴加亞甲基藍溶液的(0mL)混合液離心后，離心液無色透明。

(2) 隨著亞甲基藍溶液的滴加(2mL)，離心液變成深藍色(采用玻璃棒濾紙法在滴定初期也能看到這種現(xiàn)象)。

(3) 隨后滴加量逐漸增大(4～28mL)，離心液又變回無色透明。

(4) 剛到達終點(30mL，微微過量)，離心液出現(xiàn)淡淡的湖藍色(標準中描述的淡藍色)。

(5) 滴加過量后(32mL)出現(xiàn)明顯的湖藍色。

以上的顏色變化過程在濾紙上反映出來就是傳統(tǒng)的方法。當然，采用此方法可以更直觀判定滴定終點，但操作起來會相當復雜，根據(jù)已有經(jīng)驗，筆者采用了一種簡單可行的毛細管法。

3.2 毛細管法

該方法的思路就是采用毛細管吸取測試液，采用絮凝進行固液分離，觀察毛細管中清液顏色是否有湖藍色判斷是否到終點，操作示意見圖3，具體步驟如下：

圖3 毛細管法操作示意

(1) 采用80μL的毛細管代替玻璃棒，快速蘸取滴加亞甲基藍的測試液。

(2) 蘸取0.1%的PAM溶液。

(3) 搖晃兩次，毛細管中的膨潤土顆粒迅速絮凝，可以明顯看到清液的顏色。

(4) 根據(jù)顏色是否有湖藍色判斷終點是否到達(毛細管法每蘸一次需要消耗一根毛細管，但由于毛細管本身價格便宜，同時可以洗凈烘干重復利用，檢測成本更低)。

4 結語

本文是筆者根據(jù)多年工作經(jīng)驗和實際工作中遇到的困難思考形成的，該方法及思路有以下關鍵點：

(1) 標準樣原料的選擇與制備非常重要，也是筆者一直在研究的方向。

(2) 標準樣的干燥及封裝步驟，本文的方法結合其他行業(yè)成熟的產(chǎn)品提出，簡單實用。

(3) 標準樣品的試用及行業(yè)討論認同，這一項工作是后期需要一直關注的，希望行業(yè)能給予大力的支持。

(4) 毛細管法經(jīng)實踐證明可行，該法也希望行業(yè)內朋友進行驗證，同時據(jù)此探索全自動檢測的原理和方法。

[1]中國國家標準化管理委員會.GB/T 20973-2007 膨潤土[S].北京：中國標準出版社，2007.

[2]中華人民共和國建設部.JG/T 193-2006 鈉基膨潤土防水毯[S].北京：中國標準出版社，2007.

[3]國家建筑材料工業(yè)局.JC/T 593-1995 膨潤土試驗方法[S].北京：中國標準出版社，2004.

Research on Bentonite Ethylene Blue Adsorbed

PENG Chun-yan1, WANG Xian-san2, WANG Zhi-qiang2
(1. Institute of Technical Information for Building Materials Industry, Beijing 100024, China; 2. China National Non-metallic Minerals Industry Co., Ltd., Beijing, 100142, China)

The writer puts forward a thought about standard sample of bentonite ethylene blue adsorbed,and a new method to judgement the endpoint, hope to get valuable advice to Improve the bentonite ethylene blue adsorbed test method.

bentonite; ethylene blue adsorbed; standard sample; capillary method

P619.255；TQ041.7

A

1007-9386(2014)05-0020-03

2014-05-14