CN104133035A - 一种用差减法测定压块球化剂中金属镁含量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用差减法测定压块球化剂中金属镁含量的方法，其中用稀乙酸溶解试样中金属镁，经过滤洗涤，不溶物经干燥称重。移取一定体积的滤液，以钨酸钠为指示剂，三氯化钛将三价铁全部还原为二价至生成“钨蓝”，以稀重铬酸钾溶液氧化过剩的还原剂，在硫酸-磷酸介质中，以二苯胺磺酸钠为指示剂，用重铬酸钾标准溶液滴定二价铁，计算滤液中铁的质量分数。试样中被稀乙酸溶解而减少的质量分数减去滤液中铁的质量分数即为金属镁的含量。本发明具有简单快速，准确度和精密度高等优点，完全满足冶金炉前化验分析的要求。

Description

一种用差减法测定压块球化剂中金属镁含量的方法

技术领域

本发明涉及一种对冶金原料进行化学分析的方法，具体涉及一种低硅压块球化剂中金属镁含量的测定方法。

背景技术

低硅压块球化剂由镁粉和铁粉及所设计的硅含量经混合后在高压下直接压制成型，其中含5％～15％Mg，≤5％C，≤20％Si，还可根据需要配入对石墨球化有利的稀土，增碳剂等成分。球化剂中的金属镁进入铁液后，首先起脱硫去氧作用，当铁液中的硫降至一定值时，镁开始对石墨起球化作用，促使石墨长成球状。因此，充分了解低硅压块球化剂中金属镁含量保证低硅压块球化剂的质量，对于冶炼过程中有效控制低硅压块球化剂的加入量，使其能充分发挥球化作用具有重大意义；而化学分析方法是客观反映低硅压块球化剂中镁含量的必要手段。因低硅压块球化剂含有大颗粒且延展性很强的镁粉和铁粉，其均匀性较差，且金属镁粉活性高，因此不适合按照合金制样方法直接破碎或磨碎制取试样，可通过大量取样来消除均匀性差带来的误差。若将大量试样全部溶解时，需要大量的强酸才能溶解完全，但试样中大量的碳很难被破坏，漂浮在试液中，需要过滤，而溶液中存在大量的铁离子，会影响金属镁的络合滴定，因此造成分析时间长，分析步骤复杂，重复性限普遍水平在3％左右，为了满足现场对试样快速准确分析的要求，需要发明一种测定低硅压块球化剂中金属镁含量的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种低硅压块球化剂中金属镁含量的快速测定方法。该方法具有简单快速，准确度和精密度高等优点，完全满足炉前化验分析的要求。

为解决上述技术问题，本发明提供一种低硅压块球化剂中金属镁含量的快速测定方法，该方法通过如下技术方案实现的：

(1)准确称取质量为10.0000～25.0000g的球化剂试样m₀于500mL烧杯中，加入100～500mL稀乙酸(1+10～1+1)，室温下充分摇动至金属镁完全溶解；用慢速滤纸过滤于500～1000mL容量瓶中，将全部残渣转移至滤纸上，并用纯水冲洗烧杯及滤纸上的残渣3～5次。以水稀释至刻度，混匀；

(2)将滤纸和残渣一同放入真空烘箱中快速干燥至完全烘干，取出放入干燥器中冷却至室温，然后快速称重为m₁，其中滤纸的质量为m₂；

(3)准确移取25～50.00mL的滤液，加约100mL水，1mL钨酸钠溶液(250g/L)为指示剂，在不断摇动下滴加三氯化钛(1+14)至试液呈“钨蓝”。滴加稀重铬酸钾溶液(1g/L)至蓝色消失，立即加入5～25mL硫酸-磷酸混合酸(3+3+4)，加3～5滴二苯胺磺酸钠指示剂(2g/L)溶液，用0.01mol/L～0.06mol/L重铬酸钾标准溶液滴定至试液由绿色至蓝绿色到最后一滴变为紫红色时为终点，记滴定体积为V；

(4)根据公式(一)计算滤液中金属铁的质量为m_(Fe)(g)；

$m_{\left(\mathrm{Fe}\right)}\left(g\right)=\frac{c\×V\×0.05585\×V_0}{V_1}$      (一)

式中：

c—为重铬酸钾标准溶液的浓度，mol/L；

V₀—滤液的总体积，mL；

V₁—分取试液的体积，mL；

0.05585—1mmol铁的质量，g。

(5)试样的总质量m₀减去滤纸上残渣的质量再减去滤液中铁的质量除以试样的总质量即为金属镁的质量百分含量w(Mg)(％)；

根据公式(二)计算试样中金属镁的质量百分含量w(Mg)(％)

$w\left(\mathrm{Mg}\right)(\%)=\frac{m_0-m_1+m_2-m_{\left(\mathrm{Fe}\right)}}{m_0}\×100$      (二)。

进一步地，所述步骤(1)中，在称取压块球化剂试样时，试样均匀性差时取样量为20.0000～25.0000g，反之取样量为10.0000～20.0000g。

再进一步地，所述步骤(1)中，室温下充分摇动10～40min即可将金属镁完全溶解，反应过程中由于有氢气释放，放在通风器中进行，所有操作过程严禁明火。

再进一步地，所述步骤(2)中，真空烘箱的温度为50～110℃，快速干燥0.5～1h即可烘干。

再进一步地，所述步骤(3)中，当试样中金属铁被溶解的多时，选择用浓度为0.040mol/L～0.060mol/L的重铬酸钾标准溶液滴定二价铁离子，反之选择浓度为0.010mol/L～0.040mol/L的重铬酸钾标准溶液滴定。

本发明的有益效果在于：

本发明可以检测压块球化剂试样中金属镁含量范围在5～15％，几乎涵盖了生产过程中所有压块球化剂的金属镁分布梯度，能长期应用于实验室压块球化剂中金属镁的定量检测。在室温下，稀乙酸能快速溶解金属镁，而对金属铁溶解较少，因此用稀乙酸10～40min即可溶解低硅压块球化剂中金属镁；分析时，只需直接测定溶液中被溶解的少量铁离子就可计算金属镁的含量，大大简化了分析步骤，缩短了分析周期，从而分析一个批试样的时间约60min，适用于大批量化检验工作的现状。此外，仅使用稀乙酸溶解试样，避免了使用大批量强腐蚀性化学试剂，在降低化验费用的同时，也减少了对环境的污染。本发明的检测方法的测量精密度在2.0％左右，小于国内同类行业标准精度要求。

具体实施方式

下面通过实施例进一步说明本发明的技术方案：低硅压块球化剂中金属镁含量的测定方法，但本发明的内容不仅仅局限于以下实施例：

(1)准确称取10.0000g球化剂试样于500mL烧杯中，加入200mL稀乙酸(1+9)，室温下充分摇动20min至金属镁完全溶解。用慢速滤纸过滤于500mL容量瓶中，将全部残渣转移至滤纸上，并用纯水冲洗烧杯及滤纸上的残渣3～5次。以水稀释至刻度，混匀；

(2)将滤纸和残渣一同放入90℃的真空烘箱中快速干燥1h，取出放入干燥器中冷却至室温，后快速称重为m₁，其中滤纸的质量为m₂；

(3)准确移取50mL的滤液，加约100mL水，1mL钨酸钠溶液(250g/L)为指示剂，在不断摇动下滴加三氯化钛(1+14)至试液呈“钨蓝”。滴加稀重铬酸钾溶液(1g/L)至蓝色消失，立即加入10mL硫酸-磷酸混合酸(3+3+4)，加5滴二苯胺磺酸钠指示剂(2g/L)溶液，用0.050mol/L重铬酸钾标准溶液滴定至试液由绿色至蓝绿色到最后一滴变为紫红色时为终点，记滴定体积为V；

(4)据公式(一)计算滤液中金属铁的质量为m_(Fe)(g)；

$m_{\left(\mathrm{Fe}\right)}\left(g\right)=\frac{c\×V\×0.05585\×V_0}{V_1}$      (一)

式中：

c—为重铬酸钾标准溶液的浓度，mol/L；

V₀—滤液的总体积，mL；

V₁—分取试液的体积，mL；

0.05585—1mmol铁的质量，g。

(5)试样的总质量m₀减去滤纸上残渣的质量再减去滤液中铁的质量除以试样的总质量即为金属镁的质量百分含量w(Mg)(％)；

(6)根据公式(二)计算试样中金属镁的质量百分含量w(Mg)(％)。

$w\left(\mathrm{Mg}\right)(\%)=\frac{m_0-m_1+m_2-m_{\left(\mathrm{Fe}\right)}}{m_0}\×100$      (二)

准确度试验：

按照与实施例的操作，用本发明的方法与JB/T4394-1999稀土镁合金(即球化剂)铜试剂分离EDTA络合滴定法测定镁量进行比较，以验证本发明方法的准确度。其中对JB/T4394-1999的称样量及溶解试剂相应增加，然后稀释到测量的范围内，其他测定条件不变。

表1 压块球化剂中金属镁含量比对结果

试样编号	差减法(％)	JB/T4394-1999(％)	偏差(％)
				1#	5.58	5.69	-0.11
2#	7.65	7.48	0.17
				3#	9.17	9.03	0.14
4#	10.58	10.32	0.26
				5#	11.78	11.47	0.31

精密度试验

按照实施例的操作，用本发明的方法对球化剂试样平行测定6次(n＝6)，将测得数据做数理统计处理，得出相对标准偏差。

表2 精密度试验结果(n＝6)

由表1～表2可知，利用本发明的方法具有良好的准确度和精密度高，利于推广应用。

Claims (5)

1.一种用差减法测定压块球化剂中金属镁含量的方法，其特征在于：它包括以下步骤：

(1)准确称取质量为10.0000～25.0000g的球化剂试样m₀于500mL烧杯中，加入100～500mL稀乙酸(1+10～1+1)，室温下充分摇动至金属镁完全溶解；用慢速滤纸过滤于500～1000mL容量瓶中，将全部残渣转移至滤纸上，并用纯水冲洗烧杯及滤纸上的残渣3～5次。以水稀释至刻度，混匀；

(2)将滤纸和残渣一同放入真空烘箱中快速干燥至完全烘干，取出放入干燥器中冷却至室温，然后快速称重为m₁，其中滤纸的质量为m₂；

(3)准确移取25.00～50.00mL的滤液于烧杯中，加约100mL水，1mL钨酸钠溶液(250g/L)为指示剂，在不断摇动下滴加三氯化钛(1+14)至试液呈“钨蓝”；滴加稀重铬酸钾溶液(1g/L)至蓝色消失，立即加入5～25mL硫酸-磷酸混合酸(3+3+4)，加3～5滴二苯胺磺酸钠指示剂(2g/L)溶液，用0.010mol/L～0.060mol/L重铬酸钾标准溶液滴定至试液由绿色至蓝绿色到最后一滴变为紫红色时为终点，记滴定体积为V；

(4)根据公式(一)计算滤液中金属铁的质量为m_(Fe)(g)；

$m_{\left(\mathrm{Fe}\right)}\left(g\right)=\frac{c\×V\×0.05585\×V_0}{V_1}$      (一)

式中：

c—为重铬酸钾标准溶液的浓度，mol/L；

V₀—滤液的总体积，mL；

V₁—分取试液的体积，mL；

0.05585—1mmol铁的质量；

(5)试样的总质量m₀减去滤纸上残渣的质量，再减去滤液中铁的质量，最后除以试样的总质量即为金属镁的质量百分含量w(Mg)(％)；

(6)根据公式(二)计算试样中金属镁的质量百分含量w(Mg)(％)

$w\left(\mathrm{Mg}\right)(\%)=\frac{m_0-m_1+m_2-m_{\left(\mathrm{Fe}\right)}}{m_0}\×100$      (二)。

2.如权利要求1所述的一种用差减法测定压块球化剂中金属镁含量的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，在称取压块球化剂试样时，试样均匀性差时取样量为20.0000～25.0000g，反之取样量为10.0000～20.0000g。

3.如权利要求1所述的一种用差减法测定压块球化剂中金属镁含量的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，室温下充分摇动10～40min即可将金属镁完全溶解，反应过程中由于有氢气释放，放在通风器中进行，所有操作过程严禁明火。

4.如权利要求1所述的一种用差减法测定压块球化剂中金属镁含量的方法，其特征在于：所述步骤(2)中，真空烘箱的温度为50～110℃，快速干燥0.5～1h即可烘干。

5.如权利要求1所述的一种用差减法测定压块球化剂中金属镁含量的方法，其特征在于：所述步骤(3)中，当试样中金属铁被溶解的多时，选择用浓度为0.040mol/L～0.060mol/L的重铬酸钾标准溶液滴定二价铁离子，反之选择浓度为0.010mol/L～0.040mol/L的重铬酸钾标准溶液滴定。