专利名称：直接还原铁中硅含量的测定方法
技术领域：
本发明涉及一种测定方法，尤其是涉及一种直接还原铁中硅含量的测定方法，属于分析测试技术领域。
背景技术：
直接还原铁中硅含量的测定，目前还没有定量的分析、测定方法。其他材料如钢中硅含量大多采用重量法、滴定法等进行测定，但操作烦琐，分析、测定流程长。采用硅钼蓝分光光度法测定直接还原铁中硅含量，试样用混合熔剂熔融，在c (H+)为0.1 0. 6mol/L的酸度下，硅酸与钼酸铵生成硅钼黄，在草酸存在下，用硫酸亚铁铵将硅钼黄还原成硅钼蓝， 测量其吸光度就能计算出直接还原铁中硅含量，但由于测定硅时干扰元素较多，如铁、砷、 磷等的干扰，使形成的硅钼蓝杂多酸灵敏度下降，测定难度较大，因此，目前还没有行之有效的方法能对直接还原铁中硅含量进行测定。
发明内容
为解决测定直接还原铁中硅含量的难度较大等问题，本发明的目的是提供一种能够准确测定直接还原铁中硅含量的方法，通过下列技术方案实现。本发明提供的是这样一种直接还原铁中硅含量的测定方法，包括用常规的分光光度仪测定待测试样液的吸光度值，根据该吸光度值在硅的标准工作曲线上得到对应硅含量值，其特征在于所述待测试样液经过下列步骤制备
A、在试样中，按30 40g/ g试样的量，加入无水碳酸钠和硼酸的混合物，在900 950°C下，加热熔融20 25min，得到熔样，其中，无水碳酸钠与硼酸的质量比为2 1 ；
B、在步骤A的熔样中，按50 55mL/ g熔样的量，加入盐酸溶液，加热至熔样完全溶解，冷却，用水稀释至0. 0004g / mL，摇勻，得溶液，其中，盐酸溶液为下列体积比盐酸水 =1:3;
C、按溶液钼酸铵溶液=1 4的体积比，将步骤B的溶液与钼酸铵溶液混合均勻， 得混合液，室温放置20min ；再按混合液草酸、硫酸混合酸=1 2的体积比，在混合液中加入草酸、硫酸混合酸，混勻，得混合草酸液；再按混合草酸液抗坏血酸、硫酸亚铁铵混合溶液=15 1的体积比，在混合草酸液中加入抗坏血酸、硫酸亚铁铵混合溶液，混勻；用水稀释至质量浓度为0. 001g/mL，并混勻，得待测试样液。所述步骤C的钼酸铵溶液是这样配制的在每IOOOmL水中，加入钼酸铵12. 5g，溶
解后混勻。所述步骤C的草酸、硫酸混合酸是这样配制的按草酸溶液硫酸溶液=3 1的体积比，使草酸与硫酸混合均勻，其中，草酸溶液是在每IOOOmL水中，加入草酸20g，溶解后混勻；硫酸溶液为下列体积比硫酸水=1 8。
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所述步骤C的抗坏血酸、硫酸亚铁铵混合溶液是这样配制的分别取抗坏血酸和硫酸亚铁铵各5 g，加入到250 mL水中溶解后混勻。所述无水碳酸钠、硼酸、盐酸、钼酸铵、草酸、硫酸、抗坏血酸和硫酸亚铁铵均为市购的分析纯产品。本发明与现有技术相比具有下列优点和效果采用上述方案制成待测试样液后， 即可用现有技术中的分光光度法，直接测定直接还原铁中硅含量，不仅操作方便，而且测定的硅含量准确率高，其测定结果具有良好的稳定性、重现性和准确性，试验证明本发明方法可靠、实用，能满足日常测定直接还原铁中硅含量的需要。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明做进一步描述。实施例1
1、硅标准液的制备
IA、将市购的基准纯二氧化硅(99.9%以上)于1000°C下灼烧lh，冷却、干燥；
IB、按10g混合熔剂/ g试样的量，将上述干燥的二氧化硅加入无水碳酸钠和硼酸的混合熔剂4 g，在950°C温度下，加热熔融试样15min，冷却成熔块，其中混合熔剂为下列质量比2份质量的无水碳酸钠1份质量的硼酸，研细并混勻；
IC、将步骤IB的熔块放入100mL水中至完全溶解，冷却至室温，用水稀释成200 μ g/mL 的硅溶液，得硅标准液；
ID、移取步骤IC的硅标准溶液50.00 mL于500 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇勻， 移入塑料瓶中保存。此溶液1 mL含20 μ g硅。2、铁溶液的制备
2 A、在高纯铁试样中按3.2mL / g试样，加入市购的分析纯盐酸，在150°C下，加热至试样溶解，得溶解液；
2 B、在步骤2A所得的溶解液中按0.5mL / ImL溶解液，滴加市购的分析纯硝酸，在 100°C下，缓慢加热溶解，煮沸IOmin除去氮氧化物，得溶解液；
2 C、在步骤2B所得的溶解液中按2.5mL / IOmL溶解液，加入高氯酸，并在350°C下， 加热冒烟至瓶口并继续加热5min，冷却溶解液；
2D、在步骤2C所得的溶解液中按lOmL/mL溶解液，加入盐酸溶液，加热至100°C待盐类溶解，冷却溶解液至室温，进行过滤，合并洗涤液与滤液并用水稀释浓度为細g / mL，得 4mg / mL的铁溶液，其中盐酸溶液为分析纯盐酸与水的体积比为1:1; 3、硅工作曲线的绘制
3A、分别移取步骤 ID 制得的 0. 00 mL、0. 50 mLU. 00 mL、2. 00 mL、4. 00 mL、6. 00 mL、 8. 00 mL 硅标准溶液(质量分数分别为 0. 00%,0. 50%U. 00%,2. 00%,4. 00%,6. 00%, 8. 00%),分别置于7个IOOmL容量瓶中，各加入2D步骤制得的5mL铁溶液，分别依次加入 20 mL钼酸铵溶液，摇勻，放置20 min,加入50 mL草酸-硫酸混合酸，摇勻，加入5 mL抗坏血酸-硫酸亚铁铵混合溶液，摇勻，用水稀释至刻度，摇勻，得显色液。3B、用现有技术中的常规分光光度法，将步骤3A中0. 00 mL溶液制成的显色液移入2 cm比色皿作为参比液，分别将步骤3A中另外六份溶液制成的显色液移入2 cm比色皿中，于分光光度计波长680 nm处，测量硅的吸光度。3C、分别以步骤3A中硅标准溶液的质量分数(质量分数分别为0.00^^0.50%, 1.00%,2. 00%,4. 00%,6. 00%,8. 00%)为横坐标，步骤所得硅标准溶液吸光度值为纵坐标，绘制出硅的标准工作曲线。4、直接还原铁待测试样液的的制备
4 A、在0. IOOOg直接还原铁试样中，按30g / g试样的量，加入分析纯无水碳酸钠和分析纯硼酸的混合物3g，在900°C下，加热熔融20min，得熔样2g，其中，无水碳酸钠与硼酸的质量比为2:1;
4 B、在步骤4A的2g熔样中，按50mL / g熔样的量，加入盐酸溶液100 mL，加热至熔样完全溶解，冷却，用水稀释至250mL，摇勻，得溶液，其中，盐酸溶液为下列体积比分析纯盐酸水=13；
4 C、移取步骤4B的溶液5.00mL，按溶液钼酸铵溶液=1 4的体积比，在5. OOmL溶液中加入20 mL钼酸铵溶液(该钼酸铵溶液是每IOOOmL水中，加入分析纯钼酸铵12. 5g，溶解后摇勻)混合均勻，得混合液，室温放置20 min;再按混合液草酸、硫酸混合酸=1 2 的体积比，在混合液中加入50 mL草酸、硫酸混合酸(该草酸、硫酸混合酸是按草酸溶液 硫酸溶液=3 1的体积比混合得到的，其中，草酸溶液是每IOOOmL水中，加入分析纯草酸 20g，溶解后摇勻；硫酸溶液为下列体积比分析纯硫酸水=1 8)，混勻，得混合草酸液； 再按混合草酸液抗坏血酸、硫酸亚铁铵混合溶液=15 1的体积比，在混合草酸液中加入5 mL抗坏血酸、硫酸亚铁铵混合溶液(该抗坏血酸、硫酸亚铁铵是分别取分析纯抗坏血酸和分析纯硫酸亚铁铵各5 g,加入到250 mL水中，溶解后摇勻)，混勻；用水稀释至IOOmL, 并混勻，得待测试样液。在与步骤;3B完全相同的条件下测量步骤4C中待测试样液的吸光度值，在步骤3C 的工作曲线上，获得该例试样中硅的质量分数为3. 54%0实施例2
1-3步骤同实施例1。4、直接还原铁待测试样液的的制备
4 A、在0. IOOOg直接还原铁试样中按40g / g试样的量，加入分析纯无水碳酸钠和分析纯硼酸的混合物4g，再在950°C下，加热熔融25min，得到熔样3g，其中，无水碳酸钠与硼酸的质量比为2:1;
4 B、在步骤4A的3g熔样中按55mL / g熔样的量，加入盐酸溶液165 mL，加热至熔样完全溶解，冷却，用水稀释溶解液至250mL，摇勻，得溶液，其中，盐酸溶液为下列体积比分析纯盐酸水=1 3 ；
4 C、移取步骤4B的溶液5. OOmL,按溶液钼酸铵溶液=1 4的体积比，在溶液中加入20 mL钼酸铵溶液(该钼酸铵溶液是在每IOOOmL水中，加入分析纯钼酸铵12. 5g，溶解后摇勻)混合均勻，得混合液，室温放置20 min ；再按混合液草酸、硫酸混合酸=1 2 的体积比，在混合液中加入50 mL草酸、硫酸混合酸(该草酸、硫酸混合酸是按草酸溶液 硫酸溶液=3 1的体积比例混合而得到，其中，草酸溶液是每IOOOmL水中，加入分析纯草酸20g进行溶解后摇勻；硫酸溶液为下列体积比分析纯硫酸水=1 8)，混勻，得混合草酸液；再按混合草酸液抗坏血酸、硫酸亚铁铵混合溶液=15 1的体积比，在混合草酸液中加入5 mL抗坏血酸-硫酸亚铁铵混合溶液(该抗坏血酸、硫酸亚铁铵是分别取分析纯抗坏血酸和分析纯硫酸亚铁铵各5 g,加入250 mL水中进行溶解后摇勻)，混勻；用水稀释至IOOmL,并混勻，得待测试样液。在与实施例1步骤;3B完全相同的条件下测量步骤4C中待测试样液的吸光度值， 在步骤3C的工作曲线上，获得该例试样中硅的质量分数为3. 54%0实施例3
1-3步骤同实施例1。4、直接还原铁待测试样液的的制备
4 A、在0. IOOOg直接还原铁试样中按35g / g试样的量，加入分析纯无水碳酸钠和分析纯硼酸的混合物3. 5g，再在920°C下，加热熔融22min，得到熔样2. 5g，其中，无水碳酸钠与硼酸的质量比为2 1 ；
4 B、在步骤4A的2.5g熔样中按52mL / g熔样的量，加入盐酸溶液130 mL，加热至熔样完全溶解，冷却，用水稀释溶解液至250mL，摇勻，得溶液，其中，盐酸溶液为下列体积比 分析纯盐酸水=1 3 ；
4 C、移取步骤4B的溶液5. OOmL,按溶液钼酸铵溶液=1 4的体积比，在溶液中加入20 mL钼酸铵溶液(该钼酸铵溶液是在每IOOOmL水中，加入分析纯钼酸铵12. 5g，溶解后摇勻)混合均勻，得混合液，室温放置20 min ；再按混合液草酸、硫酸混合酸=1 2 的体积比，在混合液中加入50 mL草酸、硫酸混合酸(该草酸、硫酸混合酸是按草酸溶液 硫酸溶液=3 1的体积比例混合而得到，其中，草酸溶液是每IOOOmL水中，加入分析纯草酸20g进行溶解后摇勻；硫酸溶液为下列体积比分析纯硫酸水=1 8)，混勻，得混合草酸液；再按混合草酸液抗坏血酸、硫酸亚铁铵混合溶液=15 1的体积比，在混合草酸液中加入5 mL抗坏血酸、硫酸亚铁铵混合溶液(该抗坏血酸、硫酸亚铁铵是分别取分析纯抗坏血酸和分析纯硫酸亚铁铵各5 g,加入250 mL水中进行溶解后摇勻)，混勻；用水稀释至IOOmL,并混勻，得待测试样液。在与实施例1步骤;3B完全相同的条件下测量步骤4C中待测试样液的吸光度值， 在步骤3C的工作曲线上，获得该例试样中硅的质量分数为3. 54%0
权利要求
1.一种直接还原铁中硅含量的测定方法，包括用常规的分光光度仪测定待测试样液的吸光度值，根据该吸光度值在硅的标准工作曲线上得到对应硅含量值，其特征在于所述待测试样液经过下列步骤制备A、在试样中，按30 40g/ g试样的量，加入无水碳酸钠和硼酸的混合物，在900 950°C下，加热熔融20 25min，得到熔样，其中，无水碳酸钠与硼酸的质量比为2 1 ；B、在步骤A的熔样中，按50 55mL/ g熔样的量，加入盐酸溶液，加热至熔样完全溶解，冷却，用水稀释至0. 0004g / mL，摇勻，得溶液，其中，盐酸溶液为下列体积比盐酸水 =1:3;C、按溶液钼酸铵溶液=1 4的体积比，将步骤B的溶液与钼酸铵溶液混合均勻， 得混合液，室温放置20min;再按混合液草酸、硫酸混合酸=1 2的体积比，在混合液中加入草酸、硫酸混合酸，混勻，得混合草酸液；再按混合草酸液抗坏血酸、硫酸亚铁铵混合溶液=15 1的体积比，在混合草酸液中加入抗坏血酸、硫酸亚铁铵混合溶液，混勻；用水稀释至质量浓度为0. 001g/mL，并混勻，得待测试样液。
2.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于所述步骤C的钼酸铵溶液是这样配制的在每IOOOmL水中，加入钼酸铵12. 5g，溶解后混勻。
3.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于所述步骤C的草酸、硫酸混合酸是这样配制的按草酸溶液硫酸溶液=3 1的体积比，使草酸与硫酸混合均勻，其中，草酸溶液是在每IOOOmL水中，加入草酸20g，溶解后混勻；硫酸溶液为下列体积比硫酸水= 1 8。
4.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于所述步骤C的抗坏血酸、硫酸亚铁铵混合溶液是这样配制的分别取抗坏血酸和硫酸亚铁铵各5 g，加入到250 mL水中溶解后混勻。
5.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于所述无水碳酸钠、硼酸、盐酸、钼酸铵、草酸、硫酸、抗坏血酸和硫酸亚铁铵均为市购的分析纯产品。
全文摘要
本发明提供一种直接还原铁中硅含量的测定方法，通过在直接还原铁试样中加入无水碳酸钠、硼酸混合物，并在900～950℃下熔样，再用盐酸溶样得溶液后，依次与钼酸铵溶液、草酸/硫酸混合酸、抗坏血酸/硫酸亚铁铵混合溶液混合后，用水稀释并混匀，得待测试样液。即可用现有技术中的分光光度法，直接测定直接还原铁中硅含量，不仅操作方便，而且测定的硅含量准确率高，其测定结果有良好的稳定性、重现性和准确性，试验证明本发明方法可靠、实用，能满足日常测定直接还原铁中硅含量的需要。
文档编号G01N1/28GK102323131SQ20111027356
公开日2012年1月18日 申请日期2011年9月15日 优先权日2011年9月15日
发明者李宏萍, 陈涛, 陶俊, 高丽萍, 高玲 申请人:武钢集团昆明钢铁股份有限公司