CN104820061A - 硅钙钡合金中钙含量的测定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种硅钙钡合金中钙含量的测定方法，在聚四氟乙烯烧杯一个加入质量为m的硅钙钡合金试样，另一个不加作为空白对照，之后分别加入硝酸-氢氟酸混合液，在低温电热板上溶解试样，待试样溶解后，分别加入硫酸，继续加热至硫酸冒烟，待试样呈湿盐状，取下，冷却后，分别加入盐酸加热溶解盐类，分别将试液转移到大容量瓶中，稀释至刻度定容，从定容后溶液中，分取定量溶液于烧杯中，分别依次加三乙醇胺、水、盐酸羟胺，加氢氧化钾溶液保持pH不低于12，加几滴硫酸镁，钙黄绿素指示剂适量，用浓度为C的EDTA标准溶液滴定至荧光绿消失为终点，计下体积为分别为V和V₀，得到钙含量为：W_Ca％＝C(V-V₀)M_Ca100/mK×100。

Description

硅钙钡合金中钙含量的测定方法

技术领域

本发明涉及铁合金分析领域，具体涉及一种容量法测定硅钙钡合金中钙含量的测定方法。

背景技术

硅钙钡合金是钡系合金中高效新型复合合金，是练钢的脱氧剂、脱硫剂，还兼有脱磷(BaP₂，BaP₃)作用：是铸造中的孕育剂和变质剂。

硅钙钡是较好的脱氧剂和脱硫剂，在脱氧过程中硅，钙，钡三种元素互相促进，有效提高了利用率。硅钙钡可使钢中氧含量降到最低，硅，钙，钡的回收率高于其它合金的收得率。同时能使形成的其他复杂氧化物易从钢液中上浮，净化复钢液，提高钢的冲击韧性和加工性能。钡在炼钢温度范围内有效地降低钙的蒸气压，增加钙在钢液中的溶解度，同硅钙合金相比，用合金作为钙源加入钢渣中，用硅钙钡合金作为钙源加钢液中，加入的钙量即使是硅钙合金加入量的一半时，钢液中的钙含量却是硅钙合金的两倍左右，钙的回收率明显高于硅钙合金，而且钢液中钙的稳定性也显著提高。这说明钡在钢渣中有效地保护了钙减少了钙的挥发和氧化，从而达到对钢液处理的目的，具有以下特点：1:脱氧能力强，钢水流动性好彻底解决了连铸水口的结瘤问题；2:显著提高硅，锰等的回收率及减少碳粉加入量；3:脱硫效果明显，缩短炼钢周期；4:适用范围广，可全部或按工艺要求部分代替铝线，硅铝钡，硅铝铁，硅钙线等炼钢中脱氧材料，降低脱氧成本，因此进行硅钙钡合金中钙的准确测定具有重要意义。

测定硅钙钡中钙的方法大型企业大多采用大型仪器分析，但成本高，对于小型企业，化学分析方法更加体现其优势，即方便、快捷。化学分析法大部分用氨水分离干扰元素，操作较繁琐，费时。

发明内容

为了解决现有方法中测定硅钙钡合金中钙含量时，耗时长的问题。本发明提供一种更加快速、准确、高效的测定硅钙钡合金中钙含量的方法。

为达上述目的，本发明一种硅钙钡合金中钙含量的测定方法，其以下步骤：

在聚四氟乙烯烧杯一个加入质量为m的硅钙钡合金试样，另一个不加作为空白对照，之后分别加入硝酸-氢氟酸混合液，在低温电热板上溶解试样，待试样溶解后，分别加入硫酸，继续加热至硫酸冒烟，待试样呈湿盐状，取下，冷却后，分别加入盐酸加热溶解盐类，分别将试液转移到大容量瓶中，稀释至刻度定容，从定容后溶液中，分取定量溶液于烧杯中，分别依次加三乙醇胺、水、盐酸羟胺，加氢氧化钾溶液保持pH不低于12，加几滴硫酸镁，钙黄绿素指示剂适量，用浓度为C的EDTA标准溶液滴定至荧光绿消失为终点，计下体积为分别为V和V₀，得到钙含量为：W_Ca％＝C(V-V₀)M_Ca100/m K×100；

式中：M_Ca：钙的摩尔质量，g/mol；

m：试样质量，g；

K:试样分液比，K＝后取的定量溶液/转移到的大容量瓶的容量瓶容积；

C：EDTA标准溶液浓度，mol/L；

V：试样消耗EDTA标准溶液的体积，mL；

V₀：空白消耗EDTA标准溶液的体积，mL。

其中所述硝酸和所述氢氟酸体积用量为1:1，浓度分别为67％和40％。

其中在低温电热板上于100℃下溶解试样。

其中所述硫酸浓度为5％。

其中所述盐酸浓度为65％。

其中所述三乙醇胺浓度为12％。

其中所述氢氧化钾浓度为20％。

本发明与现有技术不同之处在于本发明取得了如下技术效果：

1)快速、高效，低成本：该方法大大缩短了操作流程，节约了药品，降低了检测成本，提高了生产效率；

2)准确、稳定：本方法采用三乙醇胺掩蔽干扰元素与氨水两次分离干扰元素，两者测定结果一样。保证了测定结果稳定，数据准确。

具体实施方式

以下结合实施例，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

1.方法提要：在聚乙烯塑料烧杯中采用硝酸(67％)－氢氟酸(40％)溶解硅钙钡合金试样，加硫酸冒烟(硫酸冒烟起大烟后1-2分钟即可，既试样呈湿盐状，如果硫酸冒烟时间过长，硫酸钡和硫酸钙会生成过硫酸钡和过硫酸钙后期加盐酸溶解不了，会影响测定结果。)取下，冷却后，沿杯壁小心加入5mL盐酸(65％)，加热溶解盐类。将试液转移到250mL容量瓶中，稀释至刻度定容(此时溶液浑浊，因为有硫酸钡沉淀，硫酸钡沉淀颗粒很细，是晶型沉淀，在250mL容量瓶中占用的体积可以忽略不计，经过试验对结果只有0.1％的影响，如果精确分析，可以将溶液过滤到250mL容量瓶中后，在定容。一般的生产就不需要过滤，完全可以满足生产需要。)分取50mL溶液于250mL烧杯中，加50mL三乙醇胺(12％)(一定要第一个加入，是为了首先将铁和铝等干扰元素掩蔽)，加50mL水，加盐酸羟胺少许(加入盐酸羟胺的目的，同样起到进一步掩蔽作用，加入量一般0.5克左右既可以。)，加30mL氢氧化钾溶液(20％)(作为缓冲溶液，钙与EDTA络合要求pH值大于12，加入氢氧化钾(20％)保证体系的PH值。)，加几滴硫酸镁(0.5％)(为了滴定终点敏锐，终点好看。)，钙黄绿素适量，用EDTA标准溶液滴定至荧光绿消失为终点。

2.试剂：

2.1硝酸(67％)

2.2氢氟酸(40％)

2.3硫酸(5％)

2.4盐酸(65％)

2.5盐酸羟胺(固体)

2.6三乙醇胺(12％)

2.7氢氧化钾水溶液(20％)

2.8钙黄绿素指示剂：1g钙黄绿素与100g烘干后的氯化钠研细混匀，放在磨口瓶中备用。

2.9EDTA标准溶液C(EDTA)＝0.01783mol/L

2.10硫酸镁(0.5％)

3.取样与制样：按照铁合金取制样标准进行样品制取。

4.称样量：称取试样0.2500g

5.分析步骤：

称取硅钙钡合金试样0.2500g于聚四氟乙烯烧杯中，加入10mL硝酸(67％)，加入10mL氢氟酸(40％)，在低温(100℃)电热板上溶解试样，待试样溶解后，加入20mL硫酸(5％)，继续加热至硫酸冒烟，冒大烟1-2分钟后，试样呈湿盐状，取下，冷却后，沿杯壁小心加入5mL盐酸(65％)，加热溶解盐类，将试液转移到250mL容量瓶中，稀释至刻度定容。从定容后的250mL溶液中，分取50mL溶液于250mL烧杯中，加50mL三乙醇胺(12％)，加50mL水，加盐酸羟胺少许，加30mL氢氧化钾溶液(20％)，加几滴硫酸镁(0.5％)，钙黄绿素指示剂适量，用浓度C(EDTA)＝0.01783mol/L标准溶液滴定至荧光绿消失为终点，计下体积为V。

空白：

在聚四氟乙烯烧杯中，加入10mL硝酸(67％)，加入10mL氢氟酸(40％)，在低温(100℃)电热板上溶解试样，待试样溶解后，加入20mL硫酸(5％)，继续加热至硫酸冒烟，冒大烟1-2分钟后，试样呈湿盐状，取下，冷却后，沿杯壁小心加入5mL盐酸(65％)，加热溶解盐类，将试液转移到250mL容量瓶中，稀释至刻度定容。从定容后的250mL溶液中，分取50mL溶液，于250mL烧杯中，加50mL三乙醇胺(12％)，加50mL水，加盐酸羟胺少许，加30mL氢氧化钾溶液(20％)，加几滴硫酸镁(0.5％)，钙黄绿素指示剂适量，用EDTA标准溶液滴定至荧光绿消失为终点，计下体积为V₀。

6.分析结果计算：

W(Ca)％＝C(V-V₀)M(Ca)100/m K×100

式中：M(Ca)：钙的摩尔质量(g/mol)

m：试样质量(g)

K:试样分液比

C：EDTA标准溶液浓度(mol/L)

V：试样消耗EDTA标准溶液的体积(mL)

V₀：空白消耗EDTA标准溶液的体积(mL)

7.标样分析对照：

由上表可以看出：使用三乙醇胺直接掩蔽测定硅钙钡合金中钙含量所得的数据与氨水两次分离测定硅钙钡合金中钙含量所得的数据一样，准确，且操作流程短，快速、高效。

8.结论：

通过本方法，可以准确的测定出硅钙钡合金中钙含量。相比于原方法节约药品消耗及人工成本，大大缩短了操作时间，降低能耗。使得测定数据准确可靠，在生产中应用取得较好的效果。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种硅钙钡合金中钙含量的测定方法，其特征在于包括以下步骤：

在聚四氟乙烯烧杯一个加入质量为m的硅钙钡合金试样，另一个不加作为空白对照，之后分别加入硝酸-氢氟酸混合液，在低温电热板上溶解试样，待试样溶解后，分别加入硫酸，继续加热至硫酸冒烟，待试样呈湿盐状，取下，冷却后，分别加入盐酸加热溶解盐类，分别将试液转移到大容量瓶中，稀释至刻度定容，从定容后溶液中，分取定量溶液于烧杯中，分别依次加三乙醇胺、水、盐酸羟胺，加氢氧化钾溶液保持pH不低于12，加几滴硫酸镁，钙黄绿素指示剂适量，用浓度为C的EDTA标准溶液滴定至荧光绿消失为终点，计下体积为分别为V和V₀，得到钙含量为：W_Ca％＝C(V-V₀)M_Ca100/m K×100；

式中：M_Ca：钙的摩尔质量，g/mol；

m：试样质量，g；

K:试样分液比，K＝后取的定量溶液/转移到的大容量瓶的容量瓶容积；

C：EDTA标准溶液浓度，mol/L；

V：试样消耗EDTA标准溶液的体积，mL；

V₀：空白消耗EDTA标准溶液的体积，mL。

2.根据权利要求1所述的硅钙钡合金中钙含量的测定方法，其特征在于：所述硝酸和所述氢氟酸体积用量为1:1，浓度分别为67％和40％。

3.根据权利要求1所述的硅钙钡合金中钙含量的测定方法，其特征在于：在低温电热板上于100℃下溶解试样。

4.根据权利要求1所述的硅钙钡合金中钙含量的测定方法，其特征在于：所述硫酸浓度为5％。

5.根据权利要求1所述的硅钙钡合金中钙含量的测定方法，其特征在于：所述盐酸浓度为65％。

6.根据权利要求1所述的硅钙钡合金中钙含量的测定方法，其特征在于：所述三乙醇胺浓度为12％。

7.根据权利要求1所述的硅钙钡合金中钙含量的测定方法，其特征在于：所述氢氧化钾浓度为20％。