SU740715A1 - Способ определени сульфидного, закисного и окисного железа в металлургических продуктах - Google Patents

Description

Изобретение относится к области аналитической химии, в частности, химическому фазовому анализу шлаков, содержащих железо в виде сульфидов, закиси (силикаты, вюстат, магнетит), окиси (магнетит).

Известен способ определения закисного и ⁵ окисного железа в шлаках путем разложения навески шлака соляной кислотой с добавкой фторида аммония в атмосфере инертного. газа. В одной параллельной пробе определяют колориметрическим методом содержание окисного железа, а в другой параллельной - закисное железо бихроматным методом [1].

Однако, метод неприменим для шлаков, содержащих металлическое железо и его супьфи- ₎₅ ды.

Известен способ определения магнетита в металлургических продуктах путем предварительного растворения сульфидной и металлической фазы в метанольном растворе брома . с последующим переводом в раствор магнетита. Для этого используют смесь растворов сернокислого комплексона III и хлората калия в соотношении от 1,0:0,5 до 1,0:2,0 [2].

Недостатком способа является использование для растворения сульфидной и металлической фазы токсичного реагента — метилового спирта.

Известен также способ определения сульфидного окисного и закисного железа в окисленных продуктах металлургического производства (шлаки, огарки и др.), согласно которому навеску анализируемого продукта обрабатывают смесью брома и метолового спирта и в растворе определяют содержание сульфидного и металлического железа.Нерастворимый остаток обрабатывают 0,09 М раствор-эм бифторида аммония в 0,1 М уксусной кислоте, ь растворе определяют 'закисное железо, а второй остаток*^-обрабатывают 0,36 М раствором бифгорида аммония ,ι и 8н. соляной кислоты, в нем определяют содержание общего и закисного железа, а по их разности рассчитывают количество окисного железа [3].

Однако указанный способ ограничен в применении из-за использования токсичного реагента - метолового спирта; работа с и эследним требует осторожности. Замена его этиловым спиртом при анализе шлаков невозможна, поскольку происходит растворение силикатной фазы, в состав которой входит железо. ⁴

Наиболее близким по технической· сущности и достигаемому результату является способ определения закиси и окиси железа в металлургических продуктах, основанный на окислении смесью брома и четыреххлористого углерода всех штейиообразующях фаз (сульфидов, металлических меди и свинца), с переводом в раствор-компонентов, составляющих эти фазы, Из•Мельченный штейн обрабатывают смесью, состоящей из 60 мл воды и 4 мл брома на 1 г штейна, перемешивают 15 мин, а затем добавляют 10 мл четыреххлористого углерода (соотношение | брома' и четыреххлористого углерода равно 1:2,5) и продолжают обработку.’Кипячёидем раствора удаляют бром и четыреххпористмй углерод, отфильтрова’шый. нерастворимы» осадок полностью растворяют в горячей соляной ,θ кислоте (1:1).

В растворе одной параллельной пробы определяют двухвалентное железо (закисное), а в.другой параллельной определяют общее железо. Трехвалентное железо определяют ио разпости общего и двухвалентного железа [4].

В таком содержании метод не применим длд анализа шлаков продуктов, имеющих в своем составе силикатную фазу, в состав которой входит железо, растворимую в смеси брома, зр воды и четыреххлористого углерода, содержащееся в ней .железо переходит также в раствор, : Целью изобретения является определение железа в металлургических -продуктах, имеющих в .своей основе-силикатную форму. 35

Поставленная цель достигается тем, что обработку шлаков ведут смесыо брома и четыреххйористого углерода в соотношении 1:1,5—2 с последующей добавкой 0,04—0,05%-ного раствора яблочной кислоты в количестве 200—250 мл, как комплексообраз.оватсля, предотвращающего гидролиз железа, снижающий точность определения форм железа.

Затем из первого раствора определяют сульфидное железо: из остатка, обработанного соляной кислотой с добавлением фтористого аммония, определяют закисное жбзгезо, а в параллельной пробе — общее железо. Трехваиентнос железо рассчитывают по разности.

Раствор яблочной кислоты связывает железо и удерживает его в растворе,не затрагивая при этом силикатную фазу, последняя полностью остается в нерастворимом остатке.

Таким образом применение раствора яблочной кислоты позволяет разделить сульфидное железо, находящееся в растворе, от железа окисного н закисного, находящегося в нерастворимом остатке, и получить точное их количественное содержание

Соотношение брома и четыреххлористого углерода (1 : 1,5—2)позволяет сократить время растворения сульфида железа до 30 мин, практически не затронув другие соединения железа.

Концентрация яблочной кислоты (0,05%) позволяет удержать в растворе двухвалентное (сульфидное) железо от выпадения в виде гидроокислов, практически не затрагивая другие формы железа (железа и стекла, фаялита, магнетита) .

П р и м е р. К навескам шлака по 0,3 г приливают смесь, состоящую из 4 мл брома И б мл четыреххлористого углерода, перемешивают 30 мил при комнатной температуре, приливают 200 мл 0,05%-ного раствора яблочной кислоты и затем кипячением быстро удаляют . бром, и четыреххлористый углерод (в течение 7—10 мин). Растворы отфильтровывают через плотные фильтры декантацией, промывают горячей водой. Фильтраты упаривают, разлагают кислотами и определяют в них содержание железа сульфидного.

Нерастворимый остаток смывают с фильтра в колбы, добавляют к нему. 0,5-1,0 г фтористого аммония, промывают фильтры в эти же колбы концентрированной соляной кислотой, чередуя с горячей водой (соотношение их 1:1) до отрицательной реакции на железо с роданистым аммонием.

Для полного растворения закисного железа полученные растворы кипятят в течение 15 мин.

В растворе одной параллельной пробы определяют железо двухвалентное (закисное) хроматным методом: в качестве индикатора используют фенилзнтраниповую кислоту. В другой параллельной пробе раствор с нерастворимым остатком упаривают, разлагают кислотами и определяют железо обгцее. Трехвалентное (окисное) железо рассчитывают по разности общего железа и двухвалентного (оно является железом магнетита).

Экспериментально было проверено на препаратах. ’ Брались сульфиды железа с содержанием железа до 61%,' сульфида пинка, свинца, меди — халькопирит, борнит, халькозин. В выбранных условиях достигается полное растворение как препаратов, так и их смесей с шлаками. В шлаках содержание сульфидного железа от 0,5—8%, магнетита от 7-25%, силиката от 7-40%, фаялита от 50—75%. Следовательно соотношение брома и четыреххлористого углерода взято с целью полного растворения самого большого содержания сульфида железа.

Claims (2)

1. 3. спиртом при анализе шлаков невозможна, посTcojibicy происходит растьореплЕ сюшкатной фазы в состав которой входит железо. Наиболее близким по тех1 нческой сущности и достигаемому результату  вл етс  способ определенк  закиси и окиси лселеза в м.еталлургийских продутстах, основанный на окислении смесью брома и четыреххлористого всех штейнообразующглх фаз (сульфидов, метал лдпеских меди, и свинца), с переводом в pactвор-компонентов , составл ющих эти фазы, Измельченный штсйп обрабатывакот смесью, состо Щей из 60 мл воды и 4 мл брома на 1 г штейна, персменгивают 15 мин, а затем добавл ют 10 мл чет.ьгреххлористого углерода (осотпоигение i брома и четырех: лористого углерода равно It/,,5) и ггродолжакл обработку.Кип: чёпаем раствора удал ют бром н четыреххлористый уг.псрод, отф)Л.ьтровапиый перастворнмыйо-аа;док нолпостыо раствор ют в гор чей сол но кислоте (1 1). В растворе одной параллельной пробы определ ют дзухвале1(тн,ое железо (закисное), г в /хругой парал.юлыюй снре дел ют общее iteneзо . TpexBajieiiTiioe железо ог1ре,.ел 1от по разности общего н двухвалентного железа 4. В таком сохержанип метод не нрр;меш1М дл составе снлика1;)уш фазу, в сосгав которой вхо;,нт железо, растворимую в смеси бро-ма, водьт и .стыреххлорнстого утлерода, содержаHtcecH в ней же.лезо нереходит также в раствор : Целью н:зоорет п;1Я  в:  егсл онределет ие железа в метал.чургпческих ггро;1уктах, ил еющих вiсвоей основе силикатную форму. Поставленна  )ель достигаетс  тем, тго обработку шлаков вед.ут смесью брома и четырех хлористого уг.пзрода в сооттгошенпи 1:1,5-2 с пОс.пеДуюн,ей добавкой 0,04-0.05%-ного раствора  блочно кислоть в кол честве 200-250 мл как комнлексооб Л1зовател , нредотврали юп.тего гйдролнз же.юза, онг.жаюлщй то-пюсть оиределени .  форм железа. Затем из нс)вого раств.ора определ ют суль фндное железо, из остатка, обработанного соллной )той с добавлением фтористого амМ01 ) , онре;1ел 1от закксное х ё езо, а в на 5аллелъной пробе - общее железо. Трехвалентное железо рассчитывают но разности. Раствор  блочной кислоты св зывает железо и удерживает его в растворе,не затрагива  при этом силикатную фазу, последн   полность остаетс  в нерастворимом остатке. Такил образом применение paciBOiia  блочной кислоты позво.л ет разделить еульфидд-ое же.чезо, нахо,дпщеес  в растворе, от же.леза окисного и закпеного, наход щегос  в нераствар: .1молг остатке, н ло.чучить точное их количественное co:i,ei5: aiHie. Соотношение брома и четьфеххлорнстого углерода (1 ; 1,5-2) позвол ет сократить врем  растворени  сульфида железа до 30 мин, пракTWiecKH не затронув другие соединени  железа. Ко1щентраци5  блочной кислоты (0,05%) позвол ет удержать в растворе двухвалентное (сульфидное) железо от выпадени  в виде гидрооккслов , практически не затрагива  другие формы железа (железа н стекла, фа лита, магнеткта ). П р и м е р. К навескам шлака по 0,3 г пpиливaj oт смесь, состо щую из 4 мл брома п 6 мл четыреххлористого углерода, переменгавают 30 мин при комнатной температуре, приливают 200 мл 0,05%-ного раствора  блочной КИСЛОТЬ и затем кин чеьшем быстро удал ют . бром, и четыреххлористый углерод (в течение 7-10 МШ1). Растворы отфильтровывают через плотные фильтры декантащгей, промывают гор чей водой. Фильтраты упаривают, разлагают кислотами и определ ют в пах содержание железа сульфидного. Нерастворимый остаток смывают с фильтра в колбы, добавл ют к нему 0,5-1,0 г фтористого аммони , промывают фильтры в эти же колбы концентрированной сошгной кислотой, череду  с гор чей водой (соотношение их 1:1) до отридательйой реакщш на железо с роданистым арлмонием. Дл.ч растворени  закисного железа получе}пн 1е растворы кип т т в течение 15 мин. В растворе одной параллельной пробы определ ют железо двухвалентное (закисное) хро.матiiHM методом; в качестве индикатора используют феннжзнтраниловую кислоту. В другой параллельной пробе раствор с нерастворимым остатко л упаривают, разлагают кислотами и опреде1т ют железо об1цее. Трехвалентное (окисное) железо рассчитывают по разности общего железа и двухвале}ггного (oifo  вл етс  железом магнетита). Экспериментально было ароьерено на препаратах . Брались сульфиды железа с содержанием железа до 61%, сульфида нднка, свинца, меди - халькопирит, борнит, халькозин. В выбранных услови х доетигаетс  полное растворе1 ие как пренарзтов, так и их смесей с шлаками. В ninaках содержание сульфидного железа от 0,5-8%, магнетита от .25%, силиката от 7-40%, фа лита от 50-75%, C юдoвaтeлы o соотнощение брома и четыреххлориетого углерода вз то с целью полного растворени  самого большого содержани  сульфида железа. Формула изобретени  Способ определени  сульфидного, закис .ного н окисного железа в металлургических

   5 7407156

   продуктах, включающий окисление исходногоЙсточ шки информащш,

   материала бромом в смеси с четыреххлористымпртмтые во BioiMaime при экспертизе

   углеродом, последующим удалением колетонен-, 1. Файнберг С. Ю. А чализ руд цветш гх метов смеси кип чением и кислотной, обработкойталлов. 1953.

   нерастворимого остатка, отличающий-s
2. 2. Авторское сввдетелъстЕо № 369486,

   с   тем, что, с целью анализа соединений же-кл. G 01 N 31/00, 1970.

   лаза в металлургтеских прод5л тах, имеющих3. Фши шпова П. А. Фазовый анализ продукв своей основе силикатную форму, окислениетов даеткой металлургии i-ш соед не1ш  железа.

   исходного материала ведут при соотношении(Труды Г нщветмета), М., 1968, № 28, с. 86-97.

   брома и четьфеххлористого углерода 1°Л,5-2,10

   а последующее удаление этих компонентов осу-4. Строителев И. А., Суворова М, В. и др.

   ществл ют при введении. 0,04-0,05%-ного раст-. Информациошаш бюллетень. ЦвеиЕа  металвора  блочной кислоты., № 14, 1963 (прототип).