CN101713742A - 铁钙包芯线中钙含量的测定方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铁钙包芯线中钙含量的测定方法，属于分析化学领域。本发明所解决的技术问题是提供了一种能够更准确测定铁钙包芯线中钙含量的方法。本发明铁钙包芯线中钙含量的测定方法为：取铁钙包芯线中的芯粉，过筛，分别测定筛上芯粉和筛下芯粉中的钙含量，筛上芯粉和筛下芯粉钙含量的加权值之和即为铁钙包芯线中的钙含量。本发明方法可以大量取样，精密度更高，测定结果更为准确，为铁钙包芯线中钙含量的测定提供了一种新的选择，具有广阔的应用前景。

Description

铁钙包芯线中钙含量的测定方法

技术领域

本发明涉及铁钙包芯线中钙含量的测定方法，属于分析化学领域。

背景技术

近年来，在炼钢生产过程中，为了净化钢液，改变夹杂物的形态，提高钢水可铸性和力学性能，降低成本，常常在炉外精炼过程中加入铁钙等合金包芯线。为了保证铁钙包芯线中芯粉的质量，为铁钙线芯粉加入量提供参考数据，通常需要及时准确地测定铁钙线芯粉中金属钙、铁的含量。

铁钙线芯粉由铁粉和钙粒按配比混匀，铁钙线芯粉芯粉中各成分的质量分数分别为：铁50～80％、钙20～50％，其它不可避免的杂质元素甚微。在日常化学分析中，取制样非常关键，要求采取足够量试样，以确保试样具有代表性，同时对所取试样要通过破碎、粉碎、混匀、缩分等步骤以确保试样符合化学分析要求粒度。由于铁钙线芯粉中金属钙颗粒在空气中易氧化变质，如试样制备为化学分析用粉末样，会导致检测结果失真。因此，样品氧化变质成为准确测定铁钙线芯粉钙含量技术难点。

周桂海，《EDTA滴定法测定钙铁线中金属钙含量》，《梅山科技》，2008年第3期：41～42页中公开了一种采用直截取一定长度包芯线(长度未明确)，直接称样测定化学成分的方法。该方法的主要步骤为：取样品(该方法未公开样品取样量，根据其样品分解所加盐酸和硝酸的量可以推定其样品取样量在10g以下)，加适量水水化(使部分钙与水反应)，然后加入盐酸和硝酸，加热使样品完全溶解，所得试液中再加入氯化铵，然后用氨水调节pH＝6～7，加热煮沸，再次调节pH＝6～7，过滤，滤液中加入适量镁溶液、三乙醇胺溶液、氢氧化钠溶液和钙指示剂，以EDTA标准液滴定溶液由酒红色变为纯蓝色，即为滴定终点。根据EDTA标准液的消耗计算钙含量。吴细平等，《铝钙线中钙、铁、铝测定方法》，《江西冶金》，2008年2月第28卷第1期中公开了一种通过增加取样量(6～9g)，采用常规方法测定钙含量的方法。上述方法存在下述缺陷：1、样品取样量较低(均在10g以下)，取样的代表性不强；2、由于铁粉、钙粒粒度和比重差别较大，采用上述方法测定样品的精密度差，难以达到准确测定的目的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够更准确测定铁钙包芯线中钙含量的方法。

本发明铁钙包芯线中钙含量的测定方法为：取铁钙包芯线中的芯粉，过筛，分别测定筛上芯粉和筛下芯粉中的钙含量，筛上芯粉和筛下芯粉钙含量的加权值之和即为铁钙包芯线中的钙含量，具体计算公式为：

W_Ca＝k₁W_Ca(筛上)+k₂W_Ca(筛下)

式中，W_Ca为铁钙包芯线芯粉中钙的质量含量，W_Ca(筛上)为筛上芯粉中钙的质量含量，W_Ca(筛下)为筛下芯粉中钙的质量含量，k₁为筛上芯粉占总芯粉的质量百分比；k₂为筛下芯粉占总芯粉的质量百分比。

进一步的，上述铁钙包芯线中的芯粉优选过0.4～0.6mm筛，更优选过0.5mm筛。

进一步的，为了使测定结果更准确，使取样更具有代表性，本发明方法中铁钙包芯线中的芯粉的取样量优选为40～50g。

由于铁粉、钙粒粒度和比重差别较大，钙粒在空气中容易被氧化变质，直接测定铁钙包芯线中的芯粉的钙含量时，需要进行大量化学预处理工作。这也使得目前在测定铁钙包芯线中的芯粉的钙含量时，取样量都较少(一般为4～6g，最高不超过10g)。本发明通过对铁钙包芯线中的芯粉筛分，将铁粉(筛下芯粉的主要成分)和钙粒(筛上芯粉的主要成分)分离开来，大大减少了化学预处理试样的工作量，也减少了钙粒被氧化的几率，可以进行大量取样，解决了本领域长期未解决的技术难题。在大量取样时，由于筛上芯粉的粒度较大，混合不均匀，需要完全测定筛上芯粉中的钙含量。而筛下芯粉的粒度较小，容易混匀，取混匀后的筛下芯粉4～6g测定钙含量即可。

其中，上述筛上芯粉或筛下芯粉的钙含量优选采用EDTA滴定法测定。

进一步的，本发明铁钙包芯线中钙含量的测定方法，其筛上芯粉或筛下芯粉的钙含量测定包括如下步骤：

a、溶解：取筛上芯粉或筛下芯粉，加适量水水化，然后加入适量盐酸使筛上芯粉或筛下芯粉完全溶解；

b、继续加入适量硝酸并加热煮沸，使Fe²⁺全部转化为Fe³⁺，用氢氧化钾调节溶液至沉淀产生，然后用盐酸调节沉淀刚好溶解；

c、加入适量六次甲基四胺缓冲溶液，煮沸使六次甲基四胺中的氨释放；

d、c步骤所得滤液中加入适量含镁溶液(如：氯化镁溶液等)、三乙醇胺溶液、氢氧化钾溶液和含钙指示剂，用EDTA标准溶液滴定至溶液颜色由紫红色变化蓝色为终点，根据消耗的EDTA标准溶液的体积计算筛上芯粉或筛下芯粉中的钙含量。

本发明方法可以大量取样，精密度更高，测定结果更为准确，为铁钙包芯线中钙含量的测定提供了一种新的选择，具有广阔的应用前景。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例采用本发明方法测定铁钙包芯线中钙含量

1、样品取样及过筛

截除约2m长铁钙包芯线试样后，立即剪取25cm左右长铁钙包芯线；将所取试样芯粉取出，置于称量瓶中。将芯粉全部过0.5mm标准试样筛，称量，记录筛上芯粉、筛下芯粉质量，并计算筛上、筛下芯粉所占的百分比例。

2、测定次数

同一试样测定2次，即截除约2m长铁钙包芯线试样后，立即剪取两段25cm左右长铁钙包芯线用于测定。

3、试料量

全部筛上芯粉分装于两个500mL烧杯中，盖上表面皿。筛下芯粉混匀后，称取5.0g(精确至0.1mg)筛下芯粉于500mL烧杯中，盖上表面皿。

4、试料溶解

向装筛上芯粉的两个500mL烧杯中，各分次加入50mL水水化，待反应平静后，各分次加入100mL盐酸(指未稀释的浓盐酸，下同)溶解，至液面平静，加热至分解完全，取下冷却至室温，将两个烧杯中的溶液全部转移至500mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀，为试液A；

向装5.0g筛下芯粉的500mL烧杯中，分次加入100mL水水化，待反应平静后，分次加入100mL盐酸溶解，至液面平静，加热至分解完全，取下冷却至室温，将溶液转移至500mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀，为试液B。

5、铁钙沉淀分离

移取10.00mL试液A于300mL烧杯中，加10mL硝酸(指未经稀释的浓硝酸，下同)，加热煮沸2～3min，用水稀释至150mL，用氢氧化钾溶液调至沉淀产生，再用盐酸调至沉淀刚好溶解，加入15mL300g/L六次甲基四胺缓冲溶液，置于电热板上煮沸2min～3min，冷却后定容于250mL容量瓶中干过滤，为滤液C。

移取15.00mL试液B于300mL烧杯中，余下同试液A分离步骤，制成滤液D。

6、滴定

移取25mL滤液C于500mL三角瓶中，加入2mL0.5mg/mL氧化镁标准溶液，5mL 2+1(即三乙醇胺与水体积比为2∶1)三乙醇胺溶液，20mL400g/L氢氧化钾溶液，少许钙指示剂，用0.01mol/L EDTA标准溶液滴定至溶液颜色由紫红色变化蓝色为终点，由消耗的EDTA标准溶液的体积计算筛上芯粉中钙含量。

移取100mL滤液D于500mL三角瓶中，加入0.5mg/mL 2mL氧化镁标准溶液，余下同滤液C中钙滴定操作步骤，由消耗的EDTA标准溶液的体积计算筛下芯粉中钙含量。

注：筛上芯粉、筛下芯粉钙含量的加权值之和为铁钙包芯线芯粉中钙含量。

7、分析结果

7.1按(1)、(2)式分别计算筛上(或筛下)芯粉、铁钙包芯线芯粉中钙含量，以质量百分数表示：

式中：

T_EDTA/Ca——EDTA标准溶液对钙的滴定度，单位为毫克每毫升(mg/mL)

V₁——试液消耗EDTA标准溶液的体积，mL；

V₀——空白试验消耗EDTA标准溶液的体积，mL；

r——试液分取比(分取比为：移取体积∶容量瓶定容体积，如本实施例筛上芯粉分取比10/500×25/250＝1/500)；

m——筛上或筛下芯粉的试料量(g)。

W_Ca＝k₁W_Ca(筛上)+k₂W_Ca(筛下)

式中，W_Ca为铁钙包芯线芯粉中钙的质量含量，W_Ca(筛上)为筛上芯粉中钙的质量含量，W_Ca(筛下)为筛下芯粉中钙的质量含量，k₁为筛上芯粉占总芯粉的质量百分比；k₂为筛下芯粉占总芯粉的质量百分比。

7.2样品分析结果

计算试样的2个分析值的算术平均值，并按GB/T 8170的规定修约至小数点后两位，其值作为该样品的一个分析结果。

按上述方法，取10个试样，每个试样剪取两段25cm左右(约45g)，测定样品中钙量，测定结果见表1。

表1本发明方法测定铁钙包芯线芯粉钙质量含量结果(％)

计算出 $S_R=\sqrt{\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{(R_i-\stackrel{\‾}{R})}^2}{n-1}}=0.35\%,$

S_Rt_0.95，5＝0.35％×2.26＝0.79％。

从表l可以看出：样品中钙量测定结果总标准偏差估计值为0.79％，测定结果精密度(包括取制化偏差)较好。

从3个批次铁钙线产品中，按上述方法分别剪取15cm，25cm、50cm试样四段(分别测定4次)，芯粉质量在20～100g，测定并计算钙含量，结果见表2。

表2本发明方法测定铁钙包芯线芯粉钙质量含量结皋(％)

注：极差＝最大值-最小值(反映方法精密度)。

从表2可以看出，本发明方法精密度较高，取样量越大，测定结果越准确。

对比试验例

采用吴细平等在《江西冶金》发表的《铝钙线中钙、铁、铝测定方法》，直接剪取试样6cm试样，试样质量为10g，各测定4次，与本发明方法进行对比，本发明方法直接剪取试样25cm，试样质量为45g，结果见表3。

表3铁钙包芯线芯粉钙质量含量测定结果

从表3可以看出，本发明方法的精密度明显高于现有方法。

Claims (8)

1.铁钙包芯线中钙含量的测定方法，其特征在于：取铁钙包芯线中的芯粉，过筛，分别测定筛上芯粉和筛下芯粉中的钙含量，筛上芯粉和筛下芯粉钙含量的加权值之和即为铁钙包芯线中的钙含量，具体计算公式为：

W_Ca＝k₁W_Ca(筛上)+k₂W_Ca(筛下)

式中，WCa为铁钙包芯线芯粉中钙的质量含量，WCa为筛上芯粉中钙的质量含量，WCa为筛下芯粉中钙的质量含量，k1为筛上芯粉占总芯粉的质量百分比；k2为筛下芯粉占总芯粉的质量百分比。

2.根据权利要求1所述的铁钙包芯线中钙含量的测定方法，其特征在于：铁钙包芯线中的芯粉过0.4～0.6mm筛。

3.根据权利要求2所述的铁钙包芯线中钙含量的测定方法，其特征在于：铁钙包芯线中的芯粉过0.5mm筛。

4.根据权利要求1～3任一项所述的铁钙包芯线中钙含量的测定方法，其特征在于：铁钙包芯线中的芯粉的取样量为20～50g。

5.根据权利要求4所述的铁钙包芯线中钙含量的测定方法，其特征在于：取所有的筛上芯粉测定其钙含量；筛下芯粉混匀后取4～6g，测定其钙含量。

6.根据权利要求1～5任一项所述的铁钙包芯线中钙含量的测定方法，其特征在于：筛上芯粉或筛下芯粉的钙含量采用EDTA滴定法测定。

7.根据权利要求6所述的铁钙包芯线中钙含量的测定方法，其特征在于：筛上芯粉或筛下芯粉的钙含量测定包括如下步骤：

a、溶解：取筛上芯粉或筛下芯粉，加适量水水化，然后加入适量盐酸使筛上芯粉或筛下芯粉完全溶解；

b、继续加入适量硝酸并加热煮沸，使Fe²⁺全部转化为Fe³⁺，用氢氧化钾调节溶液至沉淀产生，然后用盐酸调节沉淀刚好溶解；

c、加入适量六次甲基四胺缓冲溶液，煮沸使六次甲基四胺中的氨释放；

d、c步骤所得滤液中加入适量含镁溶液、三乙醇胺溶液、氢氧化钾溶液和含钙指示剂，用EDTA标准溶液滴定至溶液颜色由紫红色变化蓝色为终点，根据消耗的EDTA标准溶液的体积计算筛上芯粉或筛下芯粉中的钙含量。

8.根据权利要求7所述的铁钙包芯线中钙含量的测定方法，其特征在于：d步骤所述含镁溶液为氯化镁溶液。