CN104833769A

CN104833769A - 平炉渣、转炉渣、电炉渣中氧化钙含量的测定方法

Info

Publication number: CN104833769A
Application number: CN201510260317.3A
Authority: CN
Inventors: 李虹; 刘建华; 周春玲
Original assignee: Baotou Iron and Steel Group Co Ltd
Current assignee: Baotou Iron and Steel Group Co Ltd; Inner Mongolia Baotou Steel Union Co Ltd
Priority date: 2015-05-20
Filing date: 2015-05-20
Publication date: 2015-08-12

Abstract

本发明公开了一种平炉渣、转炉渣、电炉渣中氧化钙含量的测定方法，在聚四氟乙烯烧杯一个加入质量为m的试样，另一个不加作为空白对照，分别加入盐酸、氢氟酸、硝酸溶解试样，之后加入硫酸冒烟，待试样呈湿盐状，取下，冷却后，分别加入盐酸加热溶解盐类，分别将试液转移到大容量瓶中，稀释至刻度定容，从定容后溶液中，分取定量溶液于烧杯中，分别依次加三乙醇胺、水、盐酸羟胺，加氢氧化钾溶液保持pH不低于12，加几滴硫酸镁，钙黄绿素指示剂适量，用浓度为C的EDTA标准溶液滴定至荧光绿消失为终点，计下体积为分别为V和V₀，得到钙含量为：W_CaO％＝C(V-V₀)M_CaO100/m K×100。

Description

平炉渣、转炉渣、电炉渣中氧化钙含量的测定方法

技术领域

本发明涉及炉渣分析领域，具体涉及一种容量法测定平炉渣、转炉渣、电炉渣中氧化钙含量的测定方法。

背景技术

目前，我国采用的炼钢方法主要是转炉、平炉和电炉炼钢。按炼钢方法分，钢渣可分为转炉钢渣、平炉钢渣和电炉钢渣；按不同生产阶段分，钢渣可分为炼钢渣、浇铸渣和喷溅渣。在炼钢渣中，平炉渣又可分为初期渣与末期渣(包括精炼渣与出钢渣)，电炉钢渣分为氧化渣与还原渣；按熔渣性质分，又可分为碱性渣与酸性渣。不同的原料、不同的炼钢方法、不同的生产阶段、不同的钢种生产以及不同的炉次等，所排出的钢种的组成与产生量是不同的。

(1)转炉钢渣：转炉钢渣将是钢渣的主要部分。目前，生产1t转炉钢约产生130-240kg钢渣。

(2)平炉钢渣：平炉炼钢周期比转炉长，分氧化期、精炼期与出钢期，并且每期终了都要出渣。氧化期排出的渣称初期渣，精炼期排出的渣称精炼渣，出钢后排出韵清称出钢渣，精炼渣与出钢渣又合称为末期渣。

钢渣由钙、铁、镁、硅、铝、锰、磷等氧化物组成。其中钙、铁、硅氧化物占绝大部分。各种成分的含量依炉型、钢渣可用作烧结剂。转炉钢渣一般含40％～50％的CaO，lt钢渣相当0.7～0.75t石灰石，把钢渣加工到小于l0mm钢渣粉，便可代替部分石灰石作烧结配料用。钢渣作烧结熔剂，不仅回收了钢渣中的Ca、Mg、Mn、Fe等元素，而且提高了烧结机利用系数和烧结矿的质量，降低了燃料消耗。

因此进行平炉渣、转炉渣、电炉渣中氧化钙的准确测定具有重要意义。

测定平炉渣、转炉渣、电炉渣中氧化钙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，适于平炉渣、转炉渣、电炉渣、电炉渣中氧化钙的连续测定分析。

发明内容

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

为达上述目的，本发明一种平炉渣、转炉渣、电炉渣中氧化钙含量的测定方法，包括以下步骤：

在聚四氟乙烯烧杯一个加入质量为m的试样，另一个不加作为空白对照，分别加入盐酸、氢氟酸、硝酸溶解试样，之后加入硫酸冒烟，待试样呈湿盐状，取下，冷却后，分别加入盐酸加热溶解盐类，分别将试液转移到大容量瓶中，稀释至刻度定容，从定容后溶液中，分取定量溶液于烧杯中，分别依次加三乙醇胺、水、盐酸羟胺，加氢氧化钾溶液保持pH不低于12，加几滴硫酸镁，钙黄绿素指示剂适量，用浓度为C的EDTA标准溶液滴定至荧光绿消失为终点，计下体积为分别为V和V₀，得到钙含量为：W_CaO％＝C(V-V₀)M_CaO100/m K×100；

式中：M_CaO：氧化钙的摩尔质量，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：试样消耗EDTA标准溶液的体积，mL；

V₀：空白消耗EDTA标准溶液的体积，mL。

其中所述盐酸和所述氢氟酸的浓度分别为65％和40％。

其中在低温电热板上于100℃下溶解试样。

其中所述硫酸浓度为5％。

其中所述硝酸浓度为67％。

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：采用本方法测定的结果，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：在聚四氟乙烯塑料烧杯中采用盐酸(65％)，硝酸(67％)－氢氟酸(40％)溶解试样，加硫酸冒烟(硫酸冒烟起大烟后1-2分钟即可，既试样呈湿盐状，如果硫酸冒烟时间过长，硫酸钡和硫酸钙会生成过硫酸钡和过硫酸钙后期加盐酸溶解不了，会影响测定结果。另外，烧杯中试样有黑色残渣，经过残渣处理后，残渣中测定钙为零。因此，可以说经过前期一系列酸处理后，试样中钙已经完全溶解，所以后期可以直接测定钙，不必要进行残渣处理。)取下，冷却后，沿杯壁小心加入5mL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溶液于250mL烧杯中，加50mL三乙醇胺(12％)(一定要第一个加入，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。

2.试剂：

2.1硝酸(67％)

2.2氢氟酸(40％)

2.3硫酸(5％)

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(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。

2.9EDTA标准溶液C(EDTA)＝0.01783mol/L

2.10硫酸镁水溶液(0.5％)

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％)，在低温电热板(100℃)上溶解试样，待试样大部分溶解后，加入5mL硝酸(67％)，加入20mL硫酸(5％)，继续加热至硫酸冒烟，试液呈湿盐状，(此步关键，试液呈湿盐状就取下，不要太长时间，否则，形成难溶焦硫酸钙和焦硫酸钡，到下一步用盐酸溶解不了，影响测定结果。另外，烧杯中试样有黑色残渣，经过残渣处理后，残渣中测定钙为零。因此，可以说经过前期一系列酸处理后，试样中钙已经完全溶解，所以后期可以直接测定钙，不必要进行残渣处理。)取下，冷却后，沿杯壁小心加入5mL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，从250mL容量瓶中，分取50mL溶液于250mL烧杯中，加50mL三乙醇胺(12％)(一定要第一个加入，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(进一步掩蔽作用)，加30mL氢氧化钾溶液(20％)(缓冲溶液)，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。计下体积V。

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％)，在低温电热板(100℃)上溶解试样，加入5mL硝酸(67％)，加入20mL硫酸(5％)，继续加热至硫酸冒烟，试液呈湿盐状，取下，冷却后，沿杯壁小心加入5mL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，从250mL容量瓶中，分取50mL溶液于250mL烧杯中，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。计下体积V₀。

6.分析结果计算：

W_CaO％＝C(V-V₀)M_CaO100/m K×100；

式中：M(CaO)：氧化钙的摩尔质量(g/mol)；

m：试样质量(g)；

K:试样分液比；(1/5)

C：EDTA标准溶液浓度(mol/L)；

V：试样消耗EDTA标准溶液的体积(mL)；

V0：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 测量样品与标准样品测量值

品名	测定值(％)	标准值(％)	误差(％)
				电炉渣507	TCa＝16.09	TCa＝16.22	0.60
平炉渣GSBH42011-94	CaO＝26.65	CaO＝26.73	0.60
				平炉渣R-712	CaO＝45.66	CaO＝45.56	0.60
平炉渣BH0125－7	CaO＝39.56	CaO＝39.78	0.60
				平炉渣H0125－6	CaO＝35.70	CaO＝35.68	0.60
电炉渣YSBC13839-96	TCa＝15.25	TCa＝15.53	0.60
				电炉渣GSBH42013-94	TCa＝16.25	TCa＝16.19	0.60
电炉渣GSBH42014-94	TCa＝28.80	TCa＝28.87	0.60
				转炉渣GBW01708	TCa＝25.75	TCa＝25.90	0.60
转炉渣GBW01705	TCa＝37.40	TCa＝37.39	0.60
				转炉渣GBW01704a	TCa＝41.55	TCa＝41.27	0.60
转炉渣YSBC19808-2000	CaO＝47.40	CaO＝47.60	0.60

由表1可以看出：数据准确，且操作流程短，快速、高效。

精密度如表2所示：

表2 样品多次测量值

由表2可以看出：测定结果精密度良好。

8.结论：

通过本方法，可以准确的测定出平炉渣、转炉渣、电炉渣中氧化钙的含量。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

1.一种平炉渣、转炉渣、电炉渣中氧化钙含量的测定方法，其特征在于包括以下步骤：

式中：M_CaO：氧化钙的摩尔质量，g/mol；

m：试样质量，g；

C：EDTA标准溶液浓度，mol/L；

V：试样消耗EDTA标准溶液的体积，mL；

V₀：空白消耗EDTA标准溶液的体积，mL。

2.根据权利要求1所述的平炉渣、转炉渣、电炉渣中氧化钙含量的测定方法，其特征在于：所述盐酸和所述氢氟酸的浓度分别为65％和40％。

3.根据权利要求1所述的平炉渣、转炉渣、电炉渣中氧化钙含量的测定方法，其特征在于：在低温电热板上于100℃下溶解试样。

4.根据权利要求1所述的平炉渣、转炉渣、电炉渣中氧化钙含量的测定方法，其特征在于：所述硫酸浓度为5％。

5.根据权利要求1所述的平炉渣、转炉渣、电炉渣中氧化钙含量的测定方法，其特征在于：所述硝酸浓度为67％。

6.根据权利要求1所述的平炉渣、转炉渣、电炉渣中氧化钙含量的测定方法，其特征在于：所述三乙醇胺浓度为12％。

7.根据权利要求1所述的平炉渣、转炉渣、电炉渣中氧化钙含量的测定方法，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所述的平炉渣、转炉渣、电炉渣中氧化钙含量的测定方法，其特征在于：所述硫酸镁溶液浓度为0.5％。