連鑄保護(hù)渣中鐵含量的快速測定方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種連鑄保護(hù)渣中鐵含量的快速測定方法，包括如下步驟：1）制備保護(hù)渣試樣溶液；2）配制鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液；3)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線；4）測定試樣溶液中的鐵含量；5)計(jì)算保護(hù)渣中的鐵含量，步驟3）和4）中的混合顯色液由抗壞血酸、鹽酸羥胺、鄰二氮雜菲溶液，及乙酸-乙酸鈉緩沖溶液混合而成。該顯色液可將抗壞血酸、鹽酸羥胺、鄰二氮雜菲和乙酸-乙酸鈉緩沖溶液一次加入，避免了現(xiàn)有技術(shù)中因試劑加入順序先后問題而造成的顯色不完全或無法顯色的問題，簡化了檢測步驟，具有靈敏度，操作簡單，分析快速的優(yōu)點(diǎn)；其中的抗壞血酸和鹽酸羥胺形成性能良好的抗壞血酸-鹽酸羥胺混合還原劑，使得還原反應(yīng)快速穩(wěn)定，有效提高了檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。
【專利說明】連鑄保護(hù)渣中鐵含量的快速測定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及冶金技術(shù)，具體地指一種連鑄保護(hù)渣中鐵含量的快速測定方法。
【背景技術(shù)】
[0002]連鑄保護(hù)渣，是連鑄生產(chǎn)中重要的功能材料，其作為結(jié)晶器與鑄坯之間相互作用的介質(zhì)，對連鑄工藝的順利進(jìn)行和改善鑄坯質(zhì)量影響顯著。保護(hù)渣中鐵元素主要以Fe2O3的形式存在，鐵含量的大小會(huì)對保護(hù)渣的粘度、熔點(diǎn)，及結(jié)晶礦相等物理化學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生影響，因此，準(zhǔn)確測定保護(hù)渣中的鐵含量對指導(dǎo)連鑄生產(chǎn)具有重要意義。
[0003]目前，連鑄保護(hù)渣鐵含量的常見測定方法有X射線熒光法(XRF)、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法(ICP-AES)，及鄰二氮雜菲分光光度法等，這些測試方法均存在一定的不足。其中，由于保護(hù)渣樣品具有不易保存性，X熒光法缺少有證保護(hù)渣標(biāo)準(zhǔn)樣品建立校準(zhǔn)曲線，只能選擇性質(zhì)相近的高爐渣、轉(zhuǎn)爐渣等標(biāo)準(zhǔn)樣品建立工作曲線，從而影響了結(jié)果的準(zhǔn)確性；另外，如相關(guān)文獻(xiàn)(姜亞男、楊光、田瑋.1CP-OES法測定保護(hù)渣中鐵、鋁、鎂的氧化物含量[J].河北冶金，2013，205，62-63)中介紹的利用ICP-AES法測定保護(hù)渣中鐵含量的方法，該方法采用堿熔方法熔樣，工作曲線中需要加入等量的混合熔劑匹配，檢出限為0.012mg/L，相對標(biāo)準(zhǔn)為1.26%，雖可以同時(shí)完成多元素的測定，但是儀器昂貴，方法不易推廣；而鄰二氮雜菲法分光光度法是現(xiàn)行黑色冶金行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YB/T190-2001 (連鑄保護(hù)渣化學(xué)分析方法)中規(guī)定的連鑄保護(hù)渣中鐵含量的測定方法，該方法是在乙酸-乙酸鈉緩沖中，二價(jià)鐵離子與鄰二氮雜菲生成橙紅色絡(luò)合物，以分光光度計(jì)于510nm處測定溶液吸光度，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線查得的質(zhì)量計(jì)算鐵含量，然而該方法在顯色時(shí)需要先加入還原劑抗壞血酸將樣品中的三價(jià)鐵還原成二價(jià)鐵，然后用緩沖溶液調(diào)節(jié)酸度，最后加入鄰二氮雜菲顯色，試液加入順序不能調(diào)換，否則將造成顯色不完全或無法顯色，導(dǎo)致了操作上的不便及測定時(shí)間過長。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是要提供一種連鑄保護(hù)渣中鐵含量的快速測定方法，該方法能夠快速，簡便而又準(zhǔn)確地測定保護(hù)渣中的鐵含量。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種連鑄保護(hù)渣中鐵含量的快速測定方法，該方法包括如下步驟:
[0006]I)制備保護(hù)渣試樣溶液:首先將質(zhì)量為Hitl保護(hù)渣試樣用鹽酸、氫氟酸，及硝酸溶解后用高氯酸冒煙至近干，然后用鹽酸溶解浸取鹽類，冷卻至室溫后稀釋，過濾后定容制得體積為\的試樣溶液；
[0007]2)配制鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液:首先將Fe2O3灼燒并冷卻至室溫后，加入鹽酸和水，進(jìn)行加熱溶解，得到鐵標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液，然后將鐵標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液稀釋后得到鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液；
[0008]3)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線:移取不同體積的一組鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液，用水稀釋后在各鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液中加入等量的混合顯色液，然后用水定容后制得一組等體積的標(biāo)準(zhǔn)溶液，并設(shè)空白樣，用分光光度計(jì)在波長為510nm處檢測各標(biāo)準(zhǔn)溶液和空白樣的吸光度，從而繪制出“鐵質(zhì)量(m)-吸光度(A)的標(biāo)準(zhǔn)曲線”;其中，所述混合顯色液由抗壞血酸、鹽酸羥胺、鄰二氮雜菲溶液，及乙酸-乙酸鈉緩沖溶液混合而成；
[0009]4)測定試樣溶液中的鐵含量:移取體積為V1試樣溶液，用水稀釋后加入與步驟
3)標(biāo)準(zhǔn)樣中等量的混合顯色液，然后用水定容至與標(biāo)準(zhǔn)樣等體積；用分光光度計(jì)在波長為5IOnm處檢測試樣溶液的吸光度，從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出鐵含量為Hi1 ；
[0010]5)計(jì)算保護(hù)渣中的鐵含量%e:由試樣溶液的總體積Vci,試樣溶液的分取體積V1,保護(hù)渣試樣質(zhì)量Hitl，及從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得的鐵含量ml數(shù)據(jù)可計(jì)算得到保護(hù)渣中的鐵含量WFe。
[0011]所述步驟3)中，所述混合顯色液由濃度為10g/L的抗壞血酸、濃度為10g/L的鹽酸羥胺、濃度為10g/L鄰二氮雜菲溶液，及l(fā)mol/L的乙酸-乙酸鈉緩沖溶液以體積比為
I: 0.5?2: I?4: 18?24混合而成。
[0012]所述步驟3)中，所述鄰二氮雜菲溶液由鄰二氮雜菲粉末溶于I體積乙醇中，然后用水稀釋至5體積配制而成。
[0013]所述步驟3)中，所述乙酸-乙酸鈉緩沖溶液按照136g三水乙酸鈉溶于300mL水中，再加入57mL冰乙酸，用水稀釋至IOOOmL的比例配制而成。
[0014]所述步驟I)中，用質(zhì)量百分比濃度為36%?38%的鹽酸，質(zhì)量百分比濃度為40%?47%的氫氟酸，質(zhì)量百分比濃度為65%?68%的硝酸，及質(zhì)量百分比濃度為70%?72%的高氯酸按體積比為10?30: 3?10: 5?20: 3?10加入溶解保護(hù)渣試樣。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0016]其一，本發(fā)明混合顯色液中的抗壞血酸和鹽酸羥胺形成性能良好的抗壞血酸-鹽酸羥胺混合還原劑，其中，抗壞血酸為中等強(qiáng)度還原劑，其電極電位為+0.30V，鹽酸羥胺電極電位為+0.42V，與其他還原劑相比有更好的穩(wěn)定性，使用抗壞血酸-鹽酸羥胺混合還原齊U，使得還原反應(yīng)快速穩(wěn)定，既可以保證三價(jià)鐵還原徹底，又可以避免抗壞血酸將保護(hù)渣中的其他高價(jià)離子還原至二價(jià)，有效提高了檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0017]其二，將抗壞血酸、鹽酸羥胺、鄰二氮雜菲和乙酸-乙酸鈉緩沖溶液配制成混合顯色液，一次加入，避免了現(xiàn)有技術(shù)中因試劑加入順序先后問題而造成的顯色不完全或無法顯色的問題，簡化了檢測步驟，具有靈敏度和精確度高，操作簡單，分析快速、設(shè)備成本低的優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為實(shí)施例1?3的鐵質(zhì)量(m)-吸光度(A)標(biāo)準(zhǔn)曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但是本發(fā)明并不限于下述實(shí)施例。
[0020]以下實(shí)施例中用于溶解保護(hù)渣試樣的鹽酸、氫氟酸、硝酸，及高氯酸均為市售濃度，其中，鹽酸的質(zhì)量百分比濃度為36%?38%，氫氟酸的質(zhì)量百分比濃度為40%?47%，硝酸的質(zhì)量百分比濃度為65%?68%的，及高氯酸的質(zhì)量百分比濃度為70%?72% ;以下實(shí)施例中配制的乙酸-乙酸鈉緩沖溶液的pH優(yōu)選4?5。[0021]實(shí)施例1:
[0022]采用武漢鋼鐵(集團(tuán))公司第二煉鋼廠連鑄生產(chǎn)工藝所用的連鑄保護(hù)渣作為試樣。
[0023]I)首先，稱取質(zhì)量mQ=0.1OOOg的保護(hù)渣，置于300mL聚四氟乙烯燒杯中，用少量水潤濕后，加入IOmL鹽酸,3mL氫氟酸,5mL硝酸,低溫加熱30min ;然后加3mL高氯酸,低溫加熱至冒高氯酸煙，繼續(xù)加熱冒煙至近干；冷卻后，按先ImL后9mL共加入IOmL鹽酸，用少量水沖洗杯壁，加熱5min溶解鹽類(控制溶解浸取鹽類的鹽酸用量，使得溶液中濃鹽酸的含量不超過定容體積的百分比2%)，冷卻至室溫后，用慢速濾紙干過濾試樣溶液，將試樣溶液定容至Vtl=SOmL ；
[0024]2)將預(yù)先灼燒并冷卻至室溫的0.3574g Fe2O3置于燒杯中，加入I?2mL質(zhì)量百分比濃度為36%?38%的鹽酸，加熱溶解后冷卻至室溫，轉(zhuǎn)移到容量瓶中，用去離子水稀釋至刻度并混勻后得到鐵標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液，將鐵標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液稀釋，配制100μ g/mL的鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液；
[0025]3)分別移取 2.0OmL,4.0OmL,6.0OmL,8.0OmLU0.0OmL 鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液(100 μ g/mL)分裝在IOOmL容量瓶中，并以去離子水設(shè)置空白樣，各加入15mL混合顯色液，用水稀釋至刻度并混勻，室溫放置15min后，將標(biāo)準(zhǔn)溶液和空白樣分別移于厚度為3cm吸收皿中，用分光光度計(jì)在波長為510nm處測各標(biāo)準(zhǔn)溶液和空白樣的吸光度A，數(shù)據(jù)如表I。以各標(biāo)準(zhǔn)溶液和空白樣中鐵的質(zhì)量為橫坐標(biāo)，以測得的各標(biāo)準(zhǔn)溶液和空白樣的吸光度為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，標(biāo)準(zhǔn)曲線如圖1中a線所示，線性相關(guān)度為0.9999。
[0026]4)分取Vi=20.0OmL試樣溶液于50mL容量瓶中，加入15mL混合顯色液，用水稀釋至刻度并混勻，室溫放置15min后,取部分加入混合顯色液后的試樣溶液移入厚度為3cm吸收皿中，并以去離子水設(shè)置空白樣為參比，用分光光度計(jì)在波長為510nm處測得試樣溶液的吸光度A為0.1803 ；
[0027]上述步驟3)和4)中 用到的混合顯色液由I體積抗壞血酸，I體積鹽酸羥胺，2體積鄰二氮雜菲溶液，及20體積lmol/L的乙酸-乙酸鈉緩沖溶液混合而成，其中，抗壞血酸的濃度為10g/L ;鹽酸羥胺的濃度為10g/L ;鄰二氮雜菲溶液的濃度為10g/L，鄰二氮雜菲溶液的配制方法為:稱取5g鄰二氮雜菲溶于IOOmL乙醇中，用水稀釋至500mL ;乙酸-乙酸鈉緩沖溶液的配制方法為:稱取136g三水乙酸鈉(CH3COONa.3H20)溶于300mL水中，加入57.0mL冰乙酸(P =1.05g/mL),用水稀釋至IOOOmL后混勻。該混合顯色液最好在配制好一周內(nèi)使用。
[0028]5)根據(jù)試樣溶液的吸光度A為0.1803，從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出試樣溶液中鐵的質(zhì)量為11 =198.9919 μ g,所述保護(hù)洛中的鐵含量WFe可按下式計(jì)算:
【權(quán)利要求】
1.一種連鑄保護(hù)渣中鐵含量的快速測定方法，其特征在于:該方法包括如下步驟: 1)制備保護(hù)渣試樣溶液:首先將質(zhì)量為Hltl保護(hù)渣試樣用鹽酸、氫氟酸，及硝酸溶解后用高氯酸冒煙至近干，然后用鹽酸溶解浸取鹽類，冷卻至室溫后稀釋，過濾后定容制得體積為V0的試樣溶液； 2)配制鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液:首先將Fe2O3灼燒并冷卻至室溫后，加入鹽酸和水，進(jìn)行加熱溶解，得到鐵標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液，然后將鐵標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液稀釋后得到鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液； 3)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線:移取不同體積的一組鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液，用水稀釋后在各鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液中加入等量混合顯色液，然后用水定容后制得一組等體積的標(biāo)準(zhǔn)溶液，并設(shè)空白樣，用分光光度計(jì)在波長為510nm處檢測各標(biāo)準(zhǔn)溶液和空白樣的吸光度，從而繪制出“鐵質(zhì)量(m)-吸光度(A)的標(biāo)準(zhǔn)曲線”；其中，所述混合顯色液由抗壞血酸、鹽酸羥胺、鄰二氮雜菲溶液，及乙酸-乙酸鈉緩沖溶液混合而成； 4)測定試樣溶液中的鐵含量:移取體積為V1試樣溶液，用水稀釋后加入與步驟3)標(biāo)準(zhǔn)樣中等量的混合顯色液，然后用水定容至與標(biāo)準(zhǔn)樣等體積；用分光光度計(jì)在波長為510nm處檢測試樣溶液的吸光度，從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出鐵含量為Hl1 ； 5)計(jì)算保護(hù)渣中的鐵含量I:由試樣溶液的總體積Vtl,試樣溶液的分取體積V1，保護(hù)渣試樣質(zhì)量IV及從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得的鐵含量Hl1數(shù)據(jù)可計(jì)算得到保護(hù)渣中的鐵含量WFe。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連鑄保護(hù)渣中鐵含量的快速測定方法，其特征在于:所述步驟3)中，所述混合顯色液由濃度為10g/L的抗壞血酸、濃度為10g/L的鹽酸羥胺、濃度為10g/L鄰二氮雜菲溶液，及l(fā)mol/L的乙酸-乙酸鈉緩沖溶液以體積比為1: 0.5?2: I?4: 18?24混合而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的連鑄保護(hù)渣中鐵含量的快速測定方法，其特征在于:所述步驟3)中，所述鄰二氮雜菲溶液由鄰二氮雜菲粉末溶于I體積乙醇中，然后用水稀釋至5體積配制而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的連鑄保護(hù)渣中鐵含量的快速測定方法，其特征在于:所述步驟3)中，所述乙酸-乙酸鈉緩沖溶液按照136g三水乙酸鈉溶于300mL水中，再加入57mL冰乙酸，用水稀釋至IOOOmL的比例配制而成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的連鑄保護(hù)渣中鐵含量的快速測定方法，其特征在于:所述步驟I)中，用質(zhì)量百分比濃度為36%?38%的鹽酸，質(zhì)量百分比濃度為40%?47%的氫氟酸，質(zhì)量百分比濃度為65%?68%的硝酸，及質(zhì)量百分比濃度為70%?72%的高氯酸按體積比為10?30: 3?10: 5?20: 3?10加入溶解保護(hù)渣試樣。
【文檔編號】G01N21/78GK103439324SQ201310350472
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月13日
【發(fā)明者】邵梅, 聞向東, 陳士華, 張穗忠, 吳立新, 周鄭, 譚謙, 趙希文, 文斌 申請人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司