含铁原料、高炉渣中钛含量的测定方法

摘要

本发明公开了一种含铁原料、高炉渣中钛含量的测定方法，所述的钛含量的测定方法包括钛标准工作样溶液的制取、工作曲线的绘制、母液的制备、钛含量的测定。采用上述技术方案，是在GB6730.22的基础上，通过大量实验，对该标准规定的方法进行改进，结合现有样品处理办法，研究出准确、快速的钛含量的分析、测定方法，经过试验验证，取得满意效果，测定结果准确、稳定，步骤简化，提高了化学成分分析的工作效率。

说明书

技术领域

本发明属于冶金工业生产的技术领域，涉及冶金生产中的物料成分测定技术，更具体地说，本发明涉及一种含铁原料、高炉渣中钛含量的测定方法。

背景技术

生铁是生产离心球墨铸铁管主要原料，其中生铁中的钛含量要严格控制，不得大于0.08％。在高炉冶炼中，高炉渣中的钛含量和生铁中的钛含量高低，主要与入炉含铁原料中的钛含量、渣和铁中的钛分配比有关系，渣和铁中的钛分配比与炉温高低有关系。当炉温越高，渣和铁中的钛分配比越低。高炉炉体耐火材料受到严重侵蚀时，高炉加入一定量高钛原料，保护高炉炉壁。因此，快速准确测定精粉、富粉、球团矿、烧结矿、除尘灰、高炉渣、生铁，显得很有必要的，为烧结、炼铁生产指导依据。

目前，采用GB6730.22《铁矿石化学分析方法 二安替吡啉甲烷光度法测定中钛量》，操作复杂，样品处理时间较长，分析速度慢。

用GB6730.22《铁矿石化学分析方法 二安替吡啉甲烷光度法测定中钛量》中试样的分解方法，操作步骤多，样品处理时间较长，只能测定TiO2指标，耗费时间长。

经试验表明，采用我单位多年使用的无水碳酸钠与硼酸混合助熔剂熔融法，制备试样母液，这样大大地减少试样处理时间。其它条件相同情况下，试样分解存在硫酸介质与硝酸介质两种情况下，测定TiO2的吸光度基本相同。采用上述母液制备方法，大大地提高分析速度。

不过，高炉渣不能采用40ml热硝酸(1+3)、10滴氢氟酸、40ml硼酸饱和溶液等溶解方法，采用此方法测定吸光度比采用母液制备法测定吸光度要低，且重新溶样，其吸光度值不稳定。故只能采用母液制备法。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种含铁原料、高炉渣中钛含量的测定方法，其目的是实现钛含量的快速、准确的测定。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

本发明所提供的含铁原料、高炉渣中钛含量的测定方法，所述的钛含量的测定方法包括钛标准工作样溶液的制取、工作曲线的绘制、母液的制备、钛含量的测定。

在本说明书中，溶液后的括号内数字表示：纯溶质的体积份数+水的体积份数；水为蒸馏水。

所述的钛含量的测定方法采用的试剂包括：

钛标准工作样溶液；

3.5％的二安替吡啉甲烷溶液：91克二安替吡啉甲烷溶于2509ml盐酸(1+12)中；

10％的酒石酸溶液；10％的抗坏血酸，所述的抗坏血酸现用现配)；盐酸(3+2)；

助熔剂：无水碳酸钠与硼酸质量比为2∶1；硝酸(1+6)；硝酸(1+12)；5％的亚硝酸纳。

所述的钛标准工作样溶液的制取方式为：

称取0.0834g、99.9％的二氧化钛，预先在800℃±10℃灼烧1小时于铂坩埚中，加5g焦硫酸钾在650℃±10℃左右熔融至清亮，冷却后将铂坩埚放入400ml烧杯中，加50ml硫酸(1+9)，加热使熔融物溶解，将铂坩埚用硫酸(1+9)洗净，取出；

冷至室温移入1000ml容量瓶中，用硫酸(1+9)稀释至刻度，混匀；

此时，溶液钛浓度为0.05mg/ml，此溶液再用硫酸(1+19)稀释成0.01mg/ml钛标准工作样溶液。

工作曲线的绘制：

分别移取0、2.00、4.00、6.00、8.00、10.0ml的钛标准工作样溶液分别置于6个100ml容量瓶中，相应加入10.0、8.00、6.00、4.00、2.00、0ml的硫酸(1+19)；

分别加入10ml的抗坏血酸(10％)、30ml的盐酸(3+2)，摇匀静止5分钟；

再分别加入30ml、3.5％的二安替吡啉甲烷溶液，用水稀释至刻度，混匀，静置40分钟；

以试剂空白为参比，于分光光度计波长385nm处用1cm比色皿测量其吸光度；

以钛量为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制工作曲线。

所述的母液制备方式为：

称取0.2g试样置于预先铺有所述的助熔剂的铂坩锅里，再覆盖一层助熔剂，加入助熔剂的总量为所称试样的12～17倍，盖上铂坩锅盖后，放入箱式电阻炉在950℃±10℃灼烧8～12分钟，将铂坩锅取出，冷却接近至室温，放在100ml热硝酸(1+6)中，加热使熔融物溶解；

用水洗出坩埚，冷却至室温，将溶液移入200ml容量瓶中，用水稀至刻度，摇匀，制成母液，供同时测定TFe、SiO2、P、CaO、MgO、MnO、CuO、TiO2等项目。

在母液制备中，当所述的试样含锰量高时，在加热溶解时出现棕色的水合二氧化锰沉淀，使溶液变混浊，此时，加5％的亚硝酸钠将高价锰还原成Mn2+，直至溶液变清。

所述的钛含量的测定为显色、测量：

移取母液5.00ml，置于100ml容量瓶中，5ml酒石酸(10％)，10ml抗坏血酸(10％)，30ml盐酸(3+2)，摇匀静止5分钟，30ml二安替吡啉甲烷溶液(3.5％)，用水稀释至刻度，混匀，静置40分钟；

以试剂空白为参比，于分光光度计波长385nm处用1cm比色皿测量其吸光度。

本发明采用上述技术方案，是在GB6730.22的基础上，通过大量实验，对该标准规定的方法进行改进，结合现有样品处理办法，研究出准确、快速的钛含量的分析、测定方法，经过试验验证，取得满意效果，测定结果准确、稳定，步骤简化，提高了化学成分分析的工作效率。

具体实施方式

下面通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

本发明为一种含铁原料、高炉渣中钛含量的测定方法，包括

本发明所提供的含铁原料、高炉渣中钛含量的测定方法，所述的钛含量的测定方法包括钛标准工作样溶液的制取、工作曲线的绘制、母液的制备、钛含量的测定。

本发明采用的主要仪器和试剂：

723型分光光度计(上海第三分析仪器厂)；TG328A电子天平，量程0～200g，最小分度值0.1mg；SX2-4-10M型箱式电阻炉。

采用上述技术方案，是在GB6730.22的基础上，通过大量实验，对该标准规定的方法进行改进，结合现有样品处理办法，研究出准确、快速的钛含量的分析、测定方法，经过试验验证，取得满意效果，测定结果准确、稳定，步骤简化，提高了化学成分分析的工作效率。

所述的钛含量的测定方法采用的试剂包括：

钛标准工作样溶液；

3.5％的二安替吡啉甲烷溶液：91克二安替吡啉甲烷溶于2509ml盐酸(1+12)中；

10％的酒石酸溶液；10％的抗坏血酸，所述的抗坏血酸现用现配)；盐酸(3+2)；

助熔剂：无水碳酸钠与硼酸质量比为2∶1；硝酸(1+6)；硝酸(1+12)；5％的亚硝酸纳。

所述的钛标准工作样溶液的制取方式为：

称取0.0834g、99.9％的二氧化钛，预先在800℃±10℃灼烧1小时于铂坩埚中，加5g焦硫酸钾在650℃±10℃左右熔融至清亮，冷却后将铂坩埚放入400ml烧杯中，加50ml硫酸(1+9)，加热使熔融物溶解，将铂坩埚用硫酸(1+9)洗净，取出；

冷至室温移入1000ml容量瓶中，用硫酸(1+9)稀释至刻度，混匀；

此时，溶液钛浓度为0.05mg/ml，此溶液再用硫酸(1+19)稀释成0.01mg/ml钛标准工作样溶液。

工作曲线的绘制：

分别移取0、2.00、4.00、6.00、8.00、10.0ml的钛标准工作样溶液分别置于6个100ml容量瓶中，相应加入10.0、8.00、6.00、4.00、2.00、0ml的硫酸(1+19)；

分别加入10ml的抗坏血酸(10％)、30ml的盐酸(3+2)，摇匀静止5分钟；

再分别加入30ml、3.5％的二安替吡啉甲烷溶液，用水稀释至刻度，混匀，静置40分钟；

以试剂空白为参比，于分光光度计波长385nm处用1cm比色皿测量其吸光度；

以钛量为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制工作曲线。

所述的母液制备方式为：

称取0.2g试样置于预先铺有所述的助熔剂的铂坩锅里，再覆盖一层助熔剂，加入助熔剂的总量为所称试样的12～17倍，盖上铂坩锅盖后，放入箱式电阻炉在950℃±10℃灼烧8～12分钟，将铂坩锅取出，冷却接近至室温，放在100ml热硝酸(1+6)中，加热使熔融物溶解；

用水洗出坩埚，冷却至室温，将溶液移入200ml容量瓶中，用水稀至刻度，摇匀，制成母液，供同时测定TFe、SiO2、P、CaO、MgO、MnO、CuO、TiO2等项目。

在母液制备中，当所述的试样含锰量高时，在加热溶解时出现棕色的水合二氧化锰沉淀，使溶液变混浊，此时，加5％的亚硝酸钠将高价锰还原成Mn2+，直至溶液变清。

所述的钛含量的测定为显色、测量：

移取母液5.00ml，置于100ml容量瓶中，5ml酒石酸(10％)，10ml抗坏血酸(10％)，30ml盐酸(3+2)，摇匀静止5分钟，30ml二安替吡啉甲烷溶液(3.5％)，用水稀释至刻度，混匀，静置40分钟；

以试剂空白为参比，于分光光度计波长385nm处用1cm比色皿测量其吸光度。

通过实施上述方案，其结果的讨论：

试样的分解：

用GB 6730.22《铁矿石化学分析方法二安替吡啉甲烷光度法测定中钛量》中试样的分解方法，操作步骤多，样品处理时间较长，只能测定TiO2指标，耗费时间长。经试验表明，采用我单位多年使用的无水碳酸钠与硼酸混合助熔剂熔融法，制备试样母液，这样大大地减少试样处理时间。其它条件相同情况下，试样分解存在硫酸介质与硝酸介质两种情况下，测定TiO2的吸光度基本相同。采用上述母液制备方法，大大地提高分析速度。

不过，高炉渣不能采用我单位使用的40ml热硝酸(1+3)、10滴氢氟酸、40ml硼酸饱和溶液等溶解方法，采用此方法测定吸光度比采用母液制备法测定吸光度要低，且重新溶样，其吸光度值不稳定。故只能采用母液制备法。

盐酸用量：

试验表明，在100ml容量瓶中，加入16～50ml盐酸(3+2)溶液，显色恒定，本发明选用30ml。

二安替吡啉甲烷用量：

试验表明，移取10.0ml钛标准工作样溶液置于100ml容量瓶中，加入25～45ml二安替吡啉甲烷溶液，显色最大且恒定。本发明选用30ml。

显色反应速度及络合物稳定性：

试验表明，在室温条件下(20℃左右)，静置15～80分钟，显色最大且恒定，静置三个小时后显色很缓慢。但室温较低情况下，显色较慢，需静置近25分钟，显色才达到最大；室温较高情况下，显色较快，褪色也较快，静置60分钟后，显色逐渐缓慢减少，本发明采用静置时间选用40分钟(考虑冬天室内有蒸汽，静置时间可选用30分钟)。

样品分析：

按实验方法操作，对分析高炉渣标样和磁铁矿标样进行测定，结果见下表：(％)

  样品  认定值  测定值  高炉渣  (YSBC288551-98)  0.616  0.610，0.628，0.615，0.608，0.615，  磁铁矿(93-44)  0.79  0.820，0.815，0.795，0.816，0.809

以上对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。