CN104897661A - 高碳铬铁炉渣主要成分联合测定方法 - Google Patents

Abstract

一种高碳铬铁炉渣主要成分联合测定方法，其特征在于，用铁坩埚熔融一个高碳铬铁样品，用过氧化钠高温熔融分解，在盛水的250ml塑料杯中浸取后，用硫酸酸化澄清，放置室温后即获得高碳铬铁样品母液，对进行高碳铬铁样品母液定容分析，一次性分解样品，分别测定SiO₂、Al₂O₃、MgO、CaO和Cr₂O₃的化学成分：1).利用高锰酸钾氧化、硫酸亚铁铵滴定法测定Cr₂O₃；2).利用硅钼蓝光度法测定SiO₂；3).利用EDTA容量法测定Al₂O₃、MgO、CaO。采用本方法大大缩短了分析时间(本方法4小时内可做完SiO₂、Al₂O₃、MgO、CaO和Cr₂O₃)，同时，省略了采用镍坩埚重新称样分析Al₂O₃的步骤，节约了很多分析成本。

Description

高碳铬铁炉渣主要成分联合测定方法

技术领域

本发明涉及高碳铬铁主要成分测定方法及试剂领域，具体涉及一种高碳铬铁炉渣主要成分联合测定方法及试剂的配制；利用铁坩埚熔融一个样品进行化学分析，一次性分解样品，多元素综合测定，达到快速、准确测定高碳铬铁炉渣主要成分的目的。

背景技术

高碳铬铁炉渣的主要化学成分是SiO₂、Al₂O₃、MgO、CaO和Cr₂O₃，定期分析炉渣中的化学成分对冶炼生产具有重大的指导意义，它是冶金的眼睛。生产中一般采用过氧化钠在高温条件下熔融酸化处理高碳铬铁炉渣试样，然后再进行分析。这样在分别对高碳铬铁炉渣中各元素进行测定时，大量的时间浪费在试样的熔融酸化预处理过程中。传统方法分析SiO₂、Al₂O₃、MgO、CaO和Cr₂O₃，使用高氯酸脱水重量法做氧化硅分析，耗时较长，同时需要多次称样，不但增加分析成本，也延长了分析时间，一个全分析做出来需要10多个小时；为此，拟定用系统分析法测定高碳铬铁炉渣中的硅、铬、钙、镁、铝氧化物含量，对于生产企业而言具有积极的指导意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高碳铬铁炉渣主要成分联合测定方法及试剂；是利用铁坩埚熔融一个样品进行化学分析，一次性分解样品，多元素综合测定，达到快速、准确测定高碳铬铁炉渣主要成分的目的。

为实现上述目的，本发明采用了这样的技术方案：所述高碳铬铁炉渣主要成分联合测定方法，其特征在于，用铁坩埚熔融一个高碳铬铁样品，用过氧化钠高温熔融分解，在盛水的250ml塑料杯中浸取后，用硫酸酸化澄清，放置室温后即获得高碳铬铁样品母液，对进行高碳铬铁样品母液定容分析，一次性分解样品，分别测定SiO₂、Al₂O₃、MgO、CaO和Cr₂O₃的化学成分：1).利用高锰酸钾氧化、硫酸亚铁铵滴定法测定Cr₂O₃；2).利用硅钼蓝光度法测定SiO₂；3).利用EDTA容量法测定Al₂O₃、MgO、CaO。

传统方法分析SiO₂、Al₂O₃、MgO、CaO和Cr₂O₃，使用高氯酸脱水重量法做氧化硅分析，耗时较长，同时需要多次称样，不但增加分析成本，也延长了分析时间，一个全分析做出来需要10多个小时；采用本方法大大缩短了分析时间(本方法4小时内可做完SiO₂、Al₂O₃、MgO、CaO和Cr₂O₃)，同时，省略了采用镍坩埚重新称样分析Al₂O₃的步骤，节约了很多分析成本。本发明用碱熔酸化的方法处理高碳铬铁炉渣试样，效果较好。用同一母液对硅、铬、铝、镁、钙等元素进行测定，减少了试样的预处理过程，大大缩短了分析周期，用此方法对不同含量的高碳铬铁矿石标样进行测定，试验结果表明，只要控制好各元素测定的酸度和条件，方法的精密度和准确度都很高，分析结果误差完全在国标误差范围内，方法是可行的。既经济实惠又快速准确。

具体实施方式

一种高碳铬铁炉渣主要成分联合测定方法，其特征在于，用铁坩埚熔融一个高碳铬铁样品，用过氧化钠高温熔融分解，在盛水的250ml塑料杯中浸取后，用硫酸酸化澄清，放置室温后即获得高碳铬铁样品母液，利用配制试剂对高碳铬铁样品母液进行定容分析，一次性分解样品，分别测定SiO₂、Al₂O₃、MgO、CaO和Cr₂O₃的化学成分：

1).利用高锰酸钾氧化、硫酸亚铁铵滴定法测定Cr₂O₃；

2).利用硅钼蓝光度法测定SiO₂；

3).利用EDTA容量法测定Al₂O₃、MgO、CaO。

一、分析原理：试样用过氧化钠高温熔融分解，在盛水的250ml塑料杯中浸取后，用硫酸酸化澄清，放置室温后定容分析；

1).Cr₂O₃的测定——高锰酸钾氧化，硫酸亚铁铵滴定法；

在硫磷混酸存在的条件下，用高锰酸钾做氧化剂，将三价铬氧化为六价铬，用氯化铵还原过量的高锰酸钾及氧化时产生的二氧化锰沉淀，在6％的酸度下以苯代邻氨基苯甲酸为指示剂，用硫酸亚铁铵标准溶液做还原滴定剂，通过消耗标准溶液的容积计算三氧化二铬的含量；

2).SiO₂的测定——硅钼蓝光度法。

二氧化硅熔融后生成可溶性硅酸钠，经酸化后硅酸钠变成硅酸，加入钼酸铵后与其反应生成硅钼黄，用硫酸亚铁铵还原后生成硅钼蓝，测其吸光度，通过查标准工作曲线图得出二氧化硅的含量；

3).Al₂O₃、MgO、CaO的测定——EDTA容量法。对溶液中铁、铝、铬高含量金属元素进行分离处理，铁、铝、铬分离后，钙、镁留于溶液中，微量锰借助盐酸羟胺还原为低价状态而消除干扰；通过滴定消耗EDTA标准溶液的容积计算钙、镁的含量；对滤纸上面的沉淀进行酸溶，再进行PH值调试，调试PH≥12即可；此时，再进行过滤，铝进入溶液当中，对溶液进行酸度调试，调PH值2.5左右，过量EDTA(视铝含量高低而定)，加入醋酸钠缓冲溶液(PH_5.5-6)，以二甲酚橙作指示剂，用硝酸锌标准溶液滴定；

其反应式如下：

H₂Y^2-+Al³⁺→AlY^-+2H⁺

AlY^-+6KF→AlF3.3KF+Y^4-+3K⁺

Zn²⁺+H₂Y^2-→ZnY^2-+2H⁺

所述配制试剂包括下列原料的其中一种或者几种的混合，分别是：

①、过氧化钠(固体)；

②、硫酸(1+1)；

③、硫磷混酸(6+4)；

④、高锰酸钾溶液(饱和)；

⑤、氯化铵溶液(25％)；

⑥、苯代邻氨基苯甲酸(0.2％)【0.2g指示剂溶于100ml0.2％的碳酸钠溶液中】；

⑦、硫酸亚铁铵滴定液(0.058mol/L)

⑧、硫酸(1+19)

⑨、亚硫酸钠饱和溶液；

⑩、钼酸铵溶液(5％)；

a、硫草混酸【1份硫酸(1+3)和3份草酸(5％)混匀】；

b、硫酸亚铁铵还原液【100ml溶液中有硫酸(1+1)10ml，硫酸亚铁铵6g】(6％)；

c、氯化铵(固体)；

d、过氧化氢(30％)；

e、氨水(1+1)；

f、盐酸(1+1)；

g、盐酸羟胺(固体)；

h、氢氧化钾溶液(20％)

i、铬黑T指示剂(0.5％)【称铬黑T 0.5g置于100ml酒精溶液中，加入4.5g盐酸羟胺溶解，摇匀；】；

j、钙指示剂(1g钙指示剂+99g氯化钠)；

k、三乙醇胺(1+1)；

m、氨性缓冲溶液(PH＝10)【1000ml溶液中有氯化铵67.5g，浓氨水570ml】；

n、EDTA标准溶液(0.012mol/L)；

p、乙酸-乙酸钠缓冲溶液：PH_5.5-6.0溶解200g结晶乙酸钠或200g无水乙酸钠于500ml水中，加入10ml冰乙酸，用水稀释至1L；

q、二甲酚橙指示剂(0.5％)【0.5g二甲酚橙指示剂溶于100ml水中溶液中】；

r、硝酸锌标准溶液(0.06mol/L)；

s、盐酸(5％)；

t.盐酸(15％)；

u.热氢氧化钠洗液0.1％(PH≥12)。

三、分析步骤：精称0.4000g高碳铬铁炉渣试样置于已盛有4——5g的过氧化钠的铁坩埚中，混匀，于酒精喷灯上熔融至亮红色液体后，再熔1分钟，取下冷却，用75-80ml水浸出于塑料杯子中，用水洗净坩埚，用硫酸(1∶1)酸化浸出液，并过量5ml，移入200ml容量瓶中，冷却，稀释至刻度，摇匀；获得高碳铬铁炉渣试样母液；

1).Cr₂O₃的测定——高锰酸钾氧化，硫酸亚铁铵滴定法；

确移取50ml高碳铬铁炉渣试样母液，置于250ml的三角中，加入6-8ml硫磷混酸，加入2-3ml高锰酸钾，加热煮沸至有MnO₂沉淀析出(1--1.5分钟)，加入25％氯化铵溶液20ml，加热至溶液呈亮黄橘色后，继续煮沸1分钟至冒大气泡，取下，迅速流水冷却至室温，用硫酸亚铁铵滴定液滴定至黄绿色后，加入5滴苯代邻氨基苯甲酸指示剂(0.2％)，继续滴定至溶液有紫红色变为亮绿色为终点。

计算：W_Cr203％＝T_Cr203×V×100/r.m

T_Cr203：1ml硫酸亚铁铵滴定液相当于三氧化二铬的克数(g/ml)

V：滴定时消耗硫酸亚铁铵溶液的容积(ml)

m：试样的质量(g)

r：试液分取比；

2).SiO₂的测定——硅钼蓝光度法；

准确移取50ml高碳铬铁炉渣试样母液于200ml容量瓶中，用水稀释至刻度摇匀；准确移取上述溶液2ml置于100ml容量瓶中，加入(1∶19)硫酸5ml，滴加2-3滴无水亚硫酸钠溶液还原Cr⁶⁺离子为Cr³⁺离子，加入5ml钼酸铵(5％)，加热至70℃，放置室温，加入20ml硫草混合酸，立即加入10ml硫酸亚铁铵溶液(6％)，用水稀释至刻度，摇匀，比色。

根据比色结果(消光值也叫吸光度)，在标准工作曲线图上查找SiO₂的含量。标准工作曲线图是用基准二氧化硅，在和试样同等试验条件下制作的标准工作曲线。

3).MgO、CaO的测定——EDTA滴定法；

在200ml容量瓶中，准确移取10ml高碳铬铁炉渣试样母液两份，分别放入250ml烧杯中，加入(1∶19)硫酸5ml，滴加亚硫酸钠溶液还原Cr⁶⁺离子为Cr³⁺离子，加入过氧化氢(30％)2-3ml，加入固体氯化铵2-3g，滴加浓氨水至出现红褐色胶状沉淀后(溶液PH值控制PH_7-7.5，用精密PH_6.4-8.0试纸应以7.2为最好)，加热煮沸半分钟，静置片刻后(此时溶液PH值应在6.7-7.2)，趁热过滤于300ml烧杯中，洗涤烧杯和沉淀各2-3次。

CaO的测定：一份高碳铬铁炉渣试样母液中加入盐酸羟胺少许，三乙醇胺(1∶1)3ml，KOH(20％)10ml，搅拌后，加入适量钙指示剂，用EDTA标准溶液滴定至红色转变为纯蓝色为终点；记下读数V₁。

MgO的测定：另一份高碳铬铁炉渣试样母液中加入盐酸羟胺少许，三乙醇胺(1∶1)5ml，搅拌后，加入PH＝10的氨性缓冲溶液10ml，滴加5-7滴铬黑T指示剂(0.5％)，用EDTA标准溶液滴定至红色转变为纯蓝色为终点；记下读数V₂。

计算：W_CaO％＝T_CaO×V₁×100/r.m

W_MgO％＝T_MgO×(V₂-V₁)×100/r.m

m：试样质量(g)

T_CaO：1mlEDTA标准溶液相当于氧化钙的质量(g)

T_MgO：1mlEDTA标准溶液相当于氧化镁的质量(g)

V₁：滴定氧化钙时消耗EDTA标准溶液的容积(ml)

V₂：滴定氧化钙、氧化镁和量时，消耗消耗EDTA标准溶液的容积(ml)；

r：分液率。

将做钙或镁滤纸上面的沉淀过滤溶解于一个300ml玻璃烧杯中(用15％热盐酸溶解)，用5％的热稀盐酸冲洗滤纸2次。取下，用固体氢氧化钠调节PH≥12值后，加热微沸，趁热过滤于250ml玻璃烧杯中，用0.1％氢氧化钠热溶液冲洗烧杯2次，冲洗滤纸上面沉淀4次。此时，烧杯溶液控制在100ml左右，用1∶1盐酸调整PH在2.5左右，加入10ml EDTA(0.012mol/L)标准溶液(EDTA加入量视铝含量高低而定，一般0.012mol/L的EDTA加入10ml是完全可以的)，加入PH_5.5-6的乙酸-乙酸钠缓冲溶液10ml，煮沸3分钟，流水冷却至室温，加入2-3滴二甲酚橙(0.5％)至橘黄色，用硝酸锌滴定至橘红色或酒红色为终点(不计读数)。加入15％KF溶液10ml，放在电热板上加热煮沸2-3分钟，取下，流水冷却至室温(此时如果溶液显示红色，需要加入几滴盐酸，使红色退去)，补加1-2滴二甲酚橙指示(0.5％)，用硝酸锌滴定至橘红色或酒红色为终点，记下读数V。

计算：W_A1203％＝T_A1203×V×K×100/r.m

m-试样质量(g)；

V-第二次滴定时消耗硝酸锌标准溶液的容积(ml)；

T_A1203-1mlEDTA(0.012mol/L)标准溶液相当于三氧化二铝的质量(g)；

K-EDTA和硝酸锌的容积比值；

r-分液率。

Claims (2)

1.一种高碳铬铁炉渣主要成分联合测定方法，其特征在于，用铁坩埚熔融一个高碳铬铁样品，用过氧化钠高温熔融分解，在盛水的250ml塑料杯中浸取后，用硫酸酸化澄清，放置室温后即获得高碳铬铁样品母液，利用配制试剂对高碳铬铁样品母液进行定容分析，一次性分解样品，分别测定SiO₂、Al₂O₃、MgO、CaO和Cr₂O₃的化学成分：1).利用高锰酸钾氧化、硫酸亚铁铵滴定法测定Cr₂O₃；2).利用硅钼蓝光度法测定SiO₂；3).利用EDTA容量法测定Al₂O₃、MgO、CaO。

2.按照权利要求1所述的高碳铬铁炉渣主要成分联合测定方法，其特征在于，所述配制试剂包括下列原料的其中一种或者几种的混合，分别是：

①、过氧化钠(固体)；

②、硫酸(1+1)；

③、硫磷混酸(6+4)；

④、高锰酸钾溶液(饱和)；

⑤、氯化铵溶液(25％)；

⑥、苯代邻氨基苯甲酸(0.2％)【0.2g指示剂溶于100ml 0.2％的碳酸钠溶液中】；

⑦、硫酸亚铁铵滴定液(0.058mol/L)

⑧、硫酸(1+19)

⑨、亚硫酸钠饱和溶液；

⑩、钼酸铵溶液(5％)；

a、硫草混酸【1份硫酸(1+3)和3份草酸(5％)混匀】；

b、硫酸亚铁铵还原液【100ml溶液中有硫酸(1+1)10ml，硫酸亚铁铵6g】(6％)：

c、氯化铵(固体)；

d、过氧化氢(30％)；

e、氨水(1+1)；

f、盐酸(1+1)；

g、盐酸羟胺(固体)；

h、氢氧化钾溶液(20％)

i、铬黑T指示剂(0.5％)【称铬黑T 0.5g置于100ml酒精溶液中，加入4.5g盐酸羟胺溶解，摇匀；】；

j、钙指示剂(1g钙指示剂+99g氯化钠)；

k、三乙醇胺(1+1)；

m、氨性缓冲溶液(PH＝10)【1000ml溶液中有氯化铵67.5g，浓氨水570ml】；

n、EDTA标准溶液(0.012mol/L)；

p、乙酸-乙酸钠缓冲溶液：PH_5.5-6.0溶解200g结晶乙酸钠或200g无水乙酸钠于500ml水中，加入10ml冰乙酸，用水稀释至1L；

q、二甲酚橙指示剂(0.5％)【0.5g二甲酚橙指示剂溶于100ml水中溶液中】；

r、硝酸锌标准溶液(0.06mol/L)；

s、盐酸(5％)；

t.盐酸(15％)；

u.热氢氧化钠洗液0.1％(PH≥12)。