CN104792784A - 高炉渣中氧化钙、氧化镁含量的连续测定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高炉渣中氧化钙、氧化镁含量的连续测定方法，在聚乙烯塑料烧杯中一个高炉渣试样，另一个不加作为空白对照，之后分别加盐酸，硝酸－氢氟酸溶解，加高氯酸冒烟，之后再加盐酸加热溶解盐类，将试液分别转移到大容量瓶中，稀释至刻度定溶，每一溶液又分取等量的溶液两份，试样和空白对照中的一份依次加三乙醇胺、水、盐酸羟胺，加氢氧化钾溶液，加几滴硫酸镁，钙黄绿素适量，用EDTA标准溶液滴定至荧光绿消失为终点，记下体积计算氧化钙含量；试样和空白中的另一份依次加三乙醇胺、水、盐酸羟胺，加氨-氯化铵缓冲溶液，加入铬黑T指示剂适量，用EDTA标准溶液滴定至紫红色变为蓝色为终点，记下体积计算氧化镁含量。

Description

高炉渣中氧化钙、氧化镁含量的连续测定方法

技术领域

本发明涉及炉渣分析领域，特别是涉及一种容量法测定高炉渣中氧化钙、氧化镁的连续测定方法。

背景技术

由于炉渣具有熔点低、密度小和不溶于生铁的特点，所以高炉冶炼过程中渣、铁才能得以分离，获得纯净的生铁，这是高炉造渣过程的基本作用。另外，炉渣对高炉冶炼还有以下几方面的作用：

(1)渣铁之间进行合金元素的还原及脱硫反应，起着控制生铁成分的作用。比如，高碱度渣能促进脱硫反应，有利于锰的还原，从而提高生铁质量。

(2)炉渣的形成造成了高炉内的软熔带及滴落带，对炉内煤气流分布及炉料的下降都有很大的影响，因此，炉渣的性质和数量对高炉操作直接产生作用。

(3)炉渣附着在炉墙上形成渣皮，起保护炉衬的作用。但是另一种情况下又可能侵蚀炉衬，起破坏性作用。因此，炉渣成分和性质直接影响高炉寿命。

在控制和调整炉渣成分和性质时，必须兼顾上述几方面的作用。

高炉生产中可根据各自炉渣成分的特点选择一种最简单又具有代表性的表示方法。渣的碱度在一定程度上决定了其熔化温度、熔化性温度、黏度及黏度随温度变化的特征，以及其脱硫和排碱能力等。因此碱度是非常重要的代表炉渣成分的实用性很强的参数。(CaO+MgO)/(SiO₂+Al₂O₃)为碱度，因此进行高炉渣中氧化钙、氧化镁的准确测定具有重要意义。目前测定高炉渣中氧化钙、氧化镁的方法有仪器分析和化学分析法两种。大型企业大多采用大型仪器分析，但成本高，对于小型企业，化学分析方法更加体现其优势，即方便、快捷。化学分析法钙的测定一般脱锰后，用氨水分离干扰元素，操作较繁琐，费时。本方法在试样溶解后，不需要脱锰，不进行氨水分离干扰元素，直接在滴定时用三乙醇胺掩蔽干扰元素，不进行沉淀的分离、过滤、洗涤。大大缩短了分析时间，减少了损失，提高了准确度。提高生产效率，降低了试剂消耗及人工成本，方法易于掌握且结果准确度高，能够在生产中推广应用。使用设备简单，分析流程短，具有准确、快速的特点，适于高炉渣中氧化钙、氧化镁的连续测定分析。

发明内容

为了解决现有方法中测定高炉渣中氧化钙、氧化镁时，耗时长的问题。本发明提供一种更加快速、准确、高效的测定高炉渣中氧化钙、氧化镁含量的方法。

为达上述目的，本发明一种高炉渣中氧化钙、氧化镁含量的连续测定方法，包括以下步骤：

在聚乙烯塑料烧杯中一个加入质量为m高炉渣试样，另一个不加作为空白对照，之后分别加盐酸，硝酸－氢氟酸溶解，加高氯酸冒烟，烟冒净，试液干枯，之后再加盐酸加热溶解盐类，将试液分别转移到大容量瓶中，稀释至刻度定溶，每一溶液又分取等量的溶液两份，分别置于四个和前面大烧杯体积相等的大烧杯中，试样和空白对照中的一份依次加三乙醇胺、水、盐酸羟胺，加氢氧化钾溶液，加几滴硫酸镁，钙黄绿素适量，用浓度为C的EDTA标准溶液滴定至荧光绿消失为终点，记下体积分别为V_Ca和V₀₁；试样和空白中的另一份依次加三乙醇胺、水、盐酸羟胺，加氨-氯化铵缓冲溶液，加入铬黑T指示剂适量，用浓度为C的EDTA标准溶液滴定至紫红色变为蓝色为终点，记下体积分别为V_(Mg+Ca)和V₀₂；

得到的氧化钙含量为W_CaO％＝C(V_Ca-V₀₁)M_CaO100/m K×1000；

得到的氧化镁的含量为W_MgO％＝C(V_(Mg+Ca)-V_Ca-(V₀₂-V₀₁)M_MgO100/m K×1000；

式中：M_CaO：氧化钙的摩尔质量，g/mol；

M_MgO：氧化镁的摩尔质量，g/mol；

m：试样质量，g；

K:试样分液比，K＝后取的定量溶液/转移到的大容量瓶的容量瓶容积；

C：EDTA标准溶液浓度，mol/L；

V_Ca：试样中钙消耗EDTA标准溶液的体积，mL；

V₀₁：滴定钙时空白消耗EDTA标准溶液的体积，mL；

V_(Mg+Ca)：钙镁合量所消耗EDTA标准溶液的体积，mL；

V₀₂：滴定钙镁合量时空白消耗EDTA标准溶液的体积，mL。

其中所述盐酸浓度为65％。

其中所述硝酸浓度为67％。

其中所述氢氟酸浓度为40％。

其中所述高氯酸浓度为70％。

其中所述三乙醇胺浓度为12％。

其中所述氢氧化钾溶液浓度为20％。

其中所述硫酸镁溶液浓度为0.5％。

本发明与现有技术不同之处在于本发明取得了如下技术效果：

1)快速、高效，低成本：该方法大大缩短了操作流程，节约了药品，降低了检测成本，提高了生产效率；

2)准确、稳定：采用本方法，氧化钙的测定结果与脱锰后，氨水两次分离干扰元素，两者测定结果一样。保证了测定结果稳定，数据准确。

具体实施方式

以下结合实施例，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

1.方法提要：在聚乙烯塑料烧杯中采用盐酸(65％)，硝酸(67％)－氢氟酸(40％)溶解试样，加高氯酸冒烟，烟冒净，一点烟看不见，试液干枯。加10mL盐酸(65％)，加热溶解盐类。将试液转移到250mL容量瓶中，稀释至刻度定溶。分取50mL溶液两份，分别置于两个250mL烧杯中，一份加50mL三乙醇胺(12％)，加50mL水，加盐酸羟胺少许，加30mL氢氧化钾溶液(20％)，加几滴硫酸镁(0.5％)，钙黄绿素适量，用EDTA标准溶液滴定至荧光绿消失为终点。另一份加50mL三乙醇胺(12％)，加50mL水，加盐酸羟胺少许，加10mL氨-氯化铵缓冲溶液(pH＝10)，加入T指示剂适量，用EDTA标准溶液滴定至紫红色变为蓝色为终点。

2.试剂：

2.1硝酸(67％)

2.2氢氟酸(40％)

2.3高氯酸(70％)

2.4盐酸(65％)

2.5盐酸羟胺(固体)

2.6三乙醇胺(12％)

2.7氢氧化钾水溶液溶液(20％)

2.8钙黄绿素指示剂：1g钙黄绿素与100g烘干后的氯化钠研细混匀，放在磨口瓶中备用。

2.9 EDTA标准溶液C(EDTA)＝0.01783mol/L

2.10硫酸镁水溶液(0.5％)

2.11氨-氯化铵缓冲溶液(pH＝10):67g氯化铵溶于200mL水中，加入570mL浓氨水，以水稀释至1000mL.

2.12铬黑T指示剂：1g铬黑T与100g烘干后的氯化钠研细混匀，放在磨口瓶中备用。

3.取样与制样：按照炉渣取制样标准进行样品制取。

4.称样量：称取试样0.2500g

5.分析步骤：

样品试验：称取试样m0.2500g于聚四氟乙烯烧杯中，加入10mL盐酸(65％)，加入10mL氢氟酸(40％)，在电热板上溶解试样，待试样大部分溶解后，加入5mL硝酸(67％)，加入5mL高氯酸(70％)，继续加热至高氯酸冒烟，高氯酸烟冒净，看不见一点烟，取下，加入盐酸(65％)10mL，加热溶解盐类，将试液转移到250mL容量瓶中，稀释至刻度定溶。从250mL容量瓶中，分取50mL溶液两份，分别置于两个250mL烧杯中，一份加50mL三乙醇胺(12％)(第一个加入，是为了首先将铁和铝等干扰元素掩蔽)，加50mL水，加盐酸羟胺少许(加入盐酸羟胺的目的，同样起到进一步掩蔽作用，加入量一般0.5克左右既可以。)，加30mL氢氧化钾溶液(20％)(作为缓冲溶液，钙与EDTA络合要求pH值大于12，加入氢氧化钾(20％)保证体系的pH值。)，加几滴硫酸镁(0.5％)，钙黄绿素指示剂适量(为了滴定终点敏锐，终点好看。)，用EDTA标准溶液滴定至荧光绿消失为终点。计下体积为V_Ca。另一份加50mL三乙醇胺(12％)，加50mL水，加盐酸羟胺少许，加10mL氨-氯化铵缓冲溶液(pH＝10)，加入铬黑T指示剂适量，用EDTA标准溶液滴定至紫红色变为蓝色为终点，计下体积为V_(Mg+Ca)。

空白试验：于聚四氟乙烯烧杯中，加入10mL盐酸(65％)，加入10mL氢氟酸(40％)，在电热板上溶解试样，待试样大部分溶解后，加入5mL硝酸(67％)，加入5mL高氯酸(70％)，继续加热至高氯酸冒烟，高氯酸烟冒净，看不见一点烟，取下，加入盐酸(65％)10mL，加热溶解盐类，将试液转移到250mL容量瓶中，稀释至刻度定溶。分取50mL溶液两份，分别置于两个250mL烧杯中，一份加50mL三乙醇胺(12％)，加50mL水，加盐酸羟胺少许，加30mL氢氧化钾溶液(20％)，加几滴硫酸镁(0.5％)，钙黄绿素指示剂适量，用EDTA标准溶液滴定至荧光绿消失为终点。计下体积为V₀₁。另一份加50mL三乙醇胺(12％)，加50mL水，加盐酸羟胺少许，加10mL氨-氯化铵缓冲溶液(pH＝10)，加入络T指示剂适量，用EDTA标准溶液滴定至紫红色变为蓝色为终点，计下体积为V₀₂。

6.分析结果计算：

W_CaO％＝C(V_Ca-V₀₁)M_CaO100/m K×1000；

W_MgO％＝C(V_(Mg+Ca)-V_Ca-(V₀₂-V₀₁)M_MgO100/m K×1000；

式中：M_CaO：氧化钙的摩尔质量(g/mol)；

M_MgO：氧化镁的摩尔质量(g/mol)；

m：试样质量(g)；

K:试样分液比(50/250＝1/5)；

C：EDTA标准溶液浓度(mol/L)；

V_Ca：试样中钙消耗EDTA标准溶液的体积(mL)；

V₀₁：滴定钙时空白消耗EDTA标准溶液的体积(mL)；

V_(Mg+Ca)：钙镁合量所消耗EDTA标准溶液的体积(mL)；

V₀₂：滴定钙镁合量时空白消耗EDTA标准溶液的体积(mL)。

7.标样分析对照：

准确度如表1所示：

表1样品氧化钙、氧化镁含量值

由表1可以看出：测定所得的数据，准确，且操作流程短，快速、高效。精密度如表2所示：

表2样品多次平行测量数值

由表2可以看出：精密度很好。

8.结论：

通过本方法，可以连续准确的测定出高炉渣中氧化钙、氧化镁的含量。大大缩短了操作时间，降低能耗。使得测定数据准确可靠，在生产中应用取得较好的效果。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种高炉渣中氧化钙、氧化镁含量的连续测定方法，其特征在于包括以下步骤：

在聚乙烯塑料烧杯中一个加入质量为m高炉渣试样，另一个不加作为空白对照，之后分别加盐酸，硝酸－氢氟酸溶解，加高氯酸冒烟，烟冒净，试液干枯，之后再加盐酸加热溶解盐类，将试液分别转移到大容量瓶中，稀释至刻度定溶，每一溶液又分取等量的溶液两份，分别置于四个和前面大烧杯体积相等的大烧杯中，试样和空白对照中的一份依次加三乙醇胺、水、盐酸羟胺，加氢氧化钾溶液，加几滴硫酸镁，钙黄绿素适量，用浓度为C的EDTA标准溶液滴定至荧光绿消失为终点，记下体积分别为V_Ca和V₀₁；试样和空白中的另一份依次加三乙醇胺、水、盐酸羟胺，加氨-氯化铵缓冲溶液，加入铬黑T指示剂适量，用浓度为C的EDTA标准溶液滴定至紫红色变为蓝色为终点，记下体积分别为V_(Mg+Ca)和V₀₂；

得到的氧化钙含量为W_CaO％＝C(V_Ca-V₀₁)M_CaO100/m K×1000；

得到的氧化镁的含量为W_MgO％＝C(V_(Mg+Ca)-V_Ca-(V₀₂-V₀₁)M_MgO100/m K×1000；

式中：M_CaO：氧化钙的摩尔质量，g/mol；

M_MgO：氧化镁的摩尔质量，g/mol；

m：试样质量，g；

K:试样分液比，K＝后取的定量溶液/转移到的大容量瓶的容量瓶容积；

C：EDTA标准溶液浓度，mol/L；

V_Ca：试样中钙消耗EDTA标准溶液的体积，mL；

V₀₁：滴定钙时空白消耗EDTA标准溶液的体积，mL；

V_(Mg+Ca)：钙镁合量所消耗EDTA标准溶液的体积，mL；

V₀₂：滴定钙镁合量时空白消耗EDTA标准溶液的体积，mL。

2.根据权利要求1所述的高炉渣中氧化钙、氧化镁含量的连续测定方法，其特征在于：所述盐酸浓度为65％。

3.根据权利要求1所述的高炉渣中氧化钙、氧化镁含量的连续测定方法，其特征在于：所述硝酸浓度为67％。

4.根据权利要求1所述的高炉渣中氧化钙、氧化镁含量的连续测定方法，其特征在于：所述氢氟酸浓度为40％。

5.根据权利要求1所述的高炉渣中氧化钙、氧化镁含量的连续测定方法，其特征在于：所述高氯酸浓度为70％。

6.根据权利要求1所述的高炉渣中氧化钙、氧化镁含量的连续测定方法，其特征在于：所述三乙醇胺浓度为12％。

7.根据权利要求1所述的高炉渣中氧化钙、氧化镁含量的连续测定方法，其特征在于：所述氢氧化钾溶液浓度为20％。

8.根据权利要求1所述的高炉渣中氧化钙、氧化镁含量的连续测定方法，其特征在于：所述硫酸镁溶液浓度为0.5％。