一种生铁中全铁含量的测定方法与流程

文档序号:32107016发布日期:2022-11-09 04:43阅读:251来源:国知局

1.本发明涉及化学分析技术领域,具体是一种生铁中全铁含量的测定方法。


背景技术:

2.铸造或锻造钢锭用钢水一般用电弧炉冶炼,钢水在冶炼过程中根据工艺要求需要配碳或最终增碳,因此需要使用部分生铁(铸造生铁、炼钢生铁),在计算加入量时需要掌握生铁中的全铁含量;另一方面,生铁中铁含量(品位)直接影响钢水收得率,进而影响生铁采购价格,影响钢水成本,因此,检验每批次生铁中全铁含量是炼钢生产管理的一项重要工作。
3.目前现有的全铁含量的测定方法,如国标gb/t 6730.65-2009,三氯化钛还原重铬酸钾滴定法测定全铁含量,主要是针对铁矿石,测定范围(质量分数):25-72%,而生铁中全铁含量一般>90%,含碳、硫成分也较高,用gb/t 6730.65-2009的方法检测,误差较大;此外,有些单位直接用光谱仪或荧光分析仪检测生铁中的全铁含量,误差更大,上述三种方法都不适合用于生铁中全铁含量的测定。
4.因此,研发一种分析准确、误差小、操作简单方便的方法来测定生铁中全铁含量,从而满足企业生产经营需要,成为行业内亟待解决的一个问题。


技术实现要素:

5.本发明就是要解决目前行业内没有专门针对生铁中全铁含量检测的分析方法,导致现有的检测方法在用于检测生铁中全铁含量时均存在较大误差,进而影响炼钢生产管理的问题,提供一种生铁中全铁含量的测定方法。
6.本发明的一种生铁中全铁含量的测定方法,包括下述步骤:(1)制样取需要检测的生铁样品5kg,研磨混匀制成试样,待用;(2)试剂准备比重为1.42的浓硝酸、比重为1.19的浓盐酸 、比重为1.67的浓高氯酸、质量分数为6%的氟化钠溶液、质量分数为7%的钨酸钠溶液、质量分数为1%的硫酸铜溶液;三氯化钛溶液:是由三氯化钛:盐酸:水的质量比为1:1:3配制而成;质量分数为6%的二氯化锡溶液;硫磷混合酸:是将160ml浓硫酸慢慢注入盛有700ml水的烧杯中,再加入160ml浓磷酸混匀配制而成;质量分数为1%的二苯胺磺酸钠指示剂;摩尔浓度为0.06mol/l的重铬酸钾标准溶液;上述试剂均采用分析纯试剂;(3)测定a.称取0.150-0.200g试样置于500ml锥形瓶中,向锥形瓶加浓硝酸10ml、浓高氯酸10ml,加热至100℃,至试样完全溶解形成试液,使试样中的fe全部以fe3+形式存在于试液中;b.保持锥形瓶内试液温度为80-100℃,向锥形瓶中继续加氟化钠溶液15ml,浓盐
酸25ml,再滴加二氯化锡溶液并不断摇动锥形瓶,使反应物充分反应,试液变成微黄色,冷却至室温,将试液中大部分fe3+还原成fe2+,利用氟化钠的掩蔽作用,生成无色的六氟合铁络离子,消除剩余fe3+离子颜色影响,防止试液因存在少量fe3+离子呈现黄色干扰实验导致还原过量;c.加钨酸钠指示剂2ml,不断摇动锥形瓶,同时滴加三氯化钛溶液,将剩余fe
3+
还原成fe
2+
,直至试液变为蓝色,加硫酸铜溶液四滴,再加入蒸馏水稀至200-250ml,静置,在cu
2+
催化作用下,使试液的蓝色迅速褪色,至蓝色变为无色;d.待蓝色刚消退,加硫磷混合酸25ml,加二苯胺磺酸钠指示剂3滴,用重铬酸钾标准溶液滴定至试液由浅绿色至蓝绿色到最后一滴变为紫色时即为滴定终点,记录重铬酸钾标准溶液消耗量;(4)计算生铁中全铁的质量百分含量,采用下述公式进行计算:fe(%)=(v
×c×
0.05585)/m
×
100式中:v—滴定试液所消耗重铬酸钾标准溶液的体积(ml);c—重铬酸钾标准溶液的浓度(mol/l);m—称取试样的质量(g);0.05585—铁的摩尔质量,单位为mg/mol。
7.本发明的原理:利用浓硝酸、浓高氯酸的强氧化性溶解试样,以氟化钠、盐酸、二氯化锡,将试液中大部分fe
3+
还原成fe
2+
,再以钨酸钠为指示剂,用三氯化钛将剩余fe
3+
全部还原为fe
2+
至生成钨蓝使试液变为蓝色,用硫酸铜溶液,使蓝色迅速褪色(在cu
2+
催化作用下),用硫磷混酸作介质,以二苯胺磺酸钠指示剂,用重铬酸钾标准液滴定,根据消耗的重铬酸钾标准溶液量计算出全铁质量分数。
8.本方法准确度高、稳定性好,分析过程安全、高效、环保,解决了生铁中全铁含量测定结果不准确的问题,是测定生铁中全铁含量方法的重要创新。
具体实施方式
9.为了更好地解释本发明的技术方案,下面结合具体实施例对本发明的技术方案进行进一步的说明,下述实施例仅仅是示例性的说明本发明的技术方案,并不以任何形式限制本发明。
10.实施例1本实施例取公司采购的炼钢生铁(牌号l08)5kg,检测全铁含量,具体过程如下。
11.本实施例的一种生铁中全铁含量的测定方法,包括以下步骤:(1)制样:取炼钢生铁(牌号l08)5kg,研磨混匀制成试样,待用;(2)试剂准备a.试剂选取:浓硝酸(比重:1.42)1瓶、浓盐酸(比重:1.19) 1瓶、浓高氯酸(比重:1.67) 1瓶、氟化钠溶液(6%)1瓶、钨酸钠溶液(7%)1瓶;b.试剂配制:硫酸铜溶液(称取1g硫酸铜加水20ml,加8ml浓硫酸溶解后稀至
100ml)、三氯化钛溶液(按重量份比例:1份三氯化钛、1份盐酸、3份水混匀即得)、二氯化锡溶液(称取6g氯化亚锡,加20ml浓盐酸溶完后用水稀至100ml,加3g锡粒,防止二氯化锡被空气中的氧气氧化成四氯化锡)、硫磷混合酸(将160ml浓硫酸慢慢注入盛有700ml水的烧杯中,再加160ml浓磷酸混匀)、二苯胺磺酸钠指示剂(称取1g二苯胺磺酸钠溶于100ml水中,加0.4g无水碳酸钠摇匀)、重铬酸钾标准溶液(0.06mol/l);(上述试剂除重铬酸钾为基准试剂,其它试剂均为分析纯)(3)测定a.称取0.150g步骤(1)制备的试样,置于500ml锥形瓶,向锥形瓶中加浓硝酸10ml、浓高氯酸10ml,加热至100℃,溶解试样;b.保持锥形瓶内试液温度为80-100℃,向锥形瓶中继续加氟化钠溶液15ml、浓盐酸25ml,再滴加二氯化锡溶液并不断摇动锥形瓶,使其充分反应使试液变成微黄色,取下冷却至室温,此时由于氟化钠的掩蔽作用,生成无色的六氟络合铁络离子,防止试液因存在少量fe
3+
呈现黄色导致还原过量;c.加钨酸钠指示剂2ml,不断摇动锥形瓶,同时滴加三氯化钛溶液,直至试液变为蓝色,加硫酸铜溶液四滴,加入蒸馏水稀至200ml,静放,至蓝色变为无色;d.待蓝色刚消退,加硫磷混合酸25ml,加二苯胺磺酸钠指示剂3滴,用重铬酸钾标准溶液滴定至试液由浅绿色至蓝绿色到最后一滴变为紫色时即为终点,记录重铬酸钾标准溶液消耗量;本实施例中重铬酸钾标准溶液消耗量为41.2ml;(4)计算根据公式fe(%)=(v
×c×
0.05585)/m
×
100,将v、c、m代入公式得到:fe(%)=(41.2
×
0.06
×
0.05585)/0.150
×
100=92.04%,计算出试样中全铁含量为92.04%。
12.稳定性试验:再取上述步骤(1)制得的试样4份(分别标记为2#、3#、4#、5#,上述检测的试验标记为1#试样),重复上述测定方法(3)-(4)的步骤,测定4份试样中全铁含量,测定结果如下表1所示:表1 实施例1所制试样进行稳定性检测的试验结果1#2#3#4#5#92.04%92.32%91.95%92.27%92.11%上表1的数据显示,本实施例1制得的试样经过五次稳定性检测,测定结果误差在0.4%以内,说明本发明测定方法稳定性较好。
13.实施例2取公司采购的炼钢生铁(牌号l04)5kg,检测全铁含量,具体过程如下。
14.本实施例的一种生铁中全铁含量的测定方法,包括以下步骤:(1)制样:取炼钢生铁(牌号l04)5kg,研磨混匀制成试样,待用;(2)试剂准备a.试剂选取:浓硝酸(比重:1.42)1瓶、浓盐酸(比重:1.19) 1瓶、浓高氯酸(比重:1.67) 1瓶、氟化钠溶液(6%)1瓶、钨酸钠溶液(7%)1瓶;b.试剂配制:硫酸铜溶液(称取1g硫酸铜加水20ml,加8ml浓硫酸溶解后稀至
100ml)、三氯化钛溶液(按重量份:1份三氯化钛,1份盐酸,3份水混匀)、二氯化锡溶液(称取6g氯化亚锡,加20ml浓盐酸溶完后用水稀至100ml,加3g锡粒,防止二氯化锡被空气中的氧气氧化成四氯化锡)、硫磷混合酸(将160ml浓硫酸慢慢注入盛有700ml水的烧杯中,再加160ml浓磷酸混匀)、二苯胺磺酸钠指示剂(称取1g二苯胺磺酸钠溶于100ml水中,加0.4g无水碳酸钠摇匀)、重铬酸钾标准溶液(0.06mol/l);(上述试剂除重铬酸钾为基准试剂,其它试剂均为分析纯)(3)测定a.称取0.200g步骤(1)制备的试样,置于500ml锥形瓶,向锥形瓶中加浓硝酸10ml、浓高氯酸10ml,加热至100℃,溶解试样;b.保持锥形瓶内试液温度为80-100℃,向锥形瓶中继续加氟化钠溶液15ml、浓盐酸25ml,再滴加二氯化锡溶液并不断摇动锥形瓶,使其充分反应使试液变成微黄色,取下冷却至室温,此时由于氟化钠的掩蔽作用,生成无色的六氟络合铁络离子,防止试液因存在少量fe
3+
呈现黄色导致还原过量;c.加钨酸钠指示剂2ml,不断摇动锥形瓶,同时滴加三氯化钛溶液,直至试液变为蓝色,加硫酸铜溶液四滴,加入蒸馏水稀至250ml,静放,至蓝色变为无色;d.待蓝色刚消退,加硫磷混合酸25ml,加二苯胺磺酸钠指示剂3滴,用重铬酸钾标准溶液滴定至试液由浅绿色至蓝绿色到最后一滴变为紫色时即为终点,记录重铬酸钾标准溶液消耗量;本实施例中重铬酸钾标准溶液消耗量为55.1ml;(4)计算根据公式fe(%)=(v
×c×
0.05585)/m
×
100,将v、c、m代入公式得到:fe(%)=(55.1
×
0.06
×
0.05585)/0.200
×
100=92.32%,计算出试样中全铁含量为92.32%。
15.再取上述步骤(1)制得的试样4份(分别标记为2#、3#、4#、5#,上述检测的试验标记为1#试样),重复上述测定方法(3)-(4)的步骤,测定4份试样中全铁含量,测定结果如下表1所示:表2 实施例2所制试样进行稳定性检测的试验结果上表2的数据显示,本实施例2制得的试样经过五次稳定性检测,测定结果误差在0.4%以内,说明本发明测定方法稳定性较好。
16.本发明的实施例仅为最佳例举,并非对技术方案的限定性实施。上述实施例仅仅是本发明为解释本发明而例举的具体实例,并不以任何形式限制本发明,任何人根据上述内容和形式做出的不偏离本发明权利要求保护范围的非实质性的改变,均应认为落入本发明权利要求的保护范围。
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