一种煤助燃剂中三氧化二铁含量的测定方法
【专利摘要】本发明公开了一种煤助燃剂中三氧化二铁含量的测定方法。本发明是将待测试样经硫磷混酸溶解，氟化钾助溶，冒烟至瓶口，取下冷却，加入盐酸，滴加氯化亚锡还原至浅黄色，加热，取下冷却至50～60℃，滴加钨酸钠，用三氯化钛溶液还原至兰色，用重铬酸钾溶液氧化至兰色消失，滴加二苯胺磺酸钠，用重铬酸钾标准溶液滴定至稳定的紫色为终点，得到待测试样滴定毫升数；用已知三氧化二铁含量的标准物质标定滴定度，根据滴定度和试样的滴定毫升数得到试样中三氧化二铁的含量。本发明不需使用特定的分析仪器，具有操作方便、快速、分析成本低，其测定结果有良好的稳定性、重现性和准确性，能满足日常高炉喷吹用煤催化燃烧助燃剂中三氧化二铁含量的测定。
【专利说明】一种煤助燃剂中三氧化二铁含量的测定方法
【技术领域】
[0001]本发明属于化学分析【技术领域】，涉及一种三氧化二铁含量的测定方法，具体涉及一种高炉喷吹用煤催化燃烧助燃剂中三氧化二铁含量的测定方法。
【背景技术】
[0002]大幅度地提高高炉喷煤量是降低生铁生产成本、减轻环境污染和优化工艺结构的重要技术手段，煤粉的燃烧性能是高炉喷煤比提高的限制性环节。为了提高煤粉自身的燃烧性能，在高炉喷吹煤粉中掺入适量的助燃剂，可以提高高炉喷吹煤粉的燃烧率。而且，大量的工业炉窑实地使用证实，添加助燃剂后，不仅排烟中的CO浓度明显降低，还能使烟气黑度下降12级，能够有效减少燃煤对环境的污染。根据煤粉在高炉喷吹条件下的燃烧特性，制备助燃添加剂，用于高炉喷吹煤粉的催化燃烧是非常有意义的。而助燃剂中各组分含量的多少直接影响煤粉的燃烧效果，这就要求对助燃剂中各元素的含量进行准确的分析，但目前国内还没有制定助燃剂化学分析方法的国家标准和行业标准。
[0003]高炉喷吹用煤催化燃烧助燃剂中三氧化二铁含量的测定，目前还没有标准的分析方法。常规三氧化二铁含量的分析一般采用原子吸收法，但该方法须依赖特定的分析仪器，分析成本高，难以适应小规模实验室的使用，在实际生产应用中受到很大的限制。三氧化二铁含量的分析常规的还有邻二氮杂菲光度法，但该方法也依赖特定的分析仪器，不仅分析成本高，而且操作步骤繁琐，分析时间长也难于满足生产需要。
【发明内容】
[0004]为解决测定高炉喷吹用煤催化燃烧助燃剂中三氧化二铁含量难度较大等问题，本发明提供了一种不需使用特定的分析仪器，且操作方便、快速、分析成本低，测定结果具有良好的稳定性、重现性和准确性的煤助燃剂中三氧化二铁含量的测定方法。
[0005]本发明是通过以下步骤实现的:
A、在煤助燃剂待测试样中，按40?60mL/ga#加入硫磷混酸，得试样液；
B、在步骤A所得试样液中，按10?16mL/ga#加入25%氟化钾溶液，摇动容器使试样分散，放在电热板上溶解，并蒸发冒烟至瓶口，取下冷却至室温，得试样液；
C、在步骤B所得试样液中，按20?40mL/g试样加入体积比HCl= H2O=1:1的盐酸，用少量水吹洗瓶口，滴加6%氯化亚锡溶液还原至浅黄色，得试样液；
D、在步骤C所得试样液中，按80?100mL/ga#加入蒸馏水，放置在电热板上微沸I分钟，取下冷却至50?60°C，得试样液；
E、在步骤D所得试样液中，滴加10滴25%钨酸钠溶液，滴加三氯化钛溶液还原至兰色，滴加重铬酸钾溶液氧化至兰色消失，滴加5滴二苯胺磺酸钠溶液,用重铬酸钾标准溶液滴定至稳定的紫色为终点，得到滴定毫升数Va ；
F、试样中三氧化二铁含量W的计算:
W=TXV 试T一三氧化二铁标准物质平均滴定度，
V试—试样的滴定毫升数。
[0006]本发明具有以下优点:
(1)、本发明无需使用特定的分析仪器，且试剂用量少，分析成本低，在一般的小实验室就能实施。
[0007](2)本发明操作方便，分析速度快，一般25分钟就可分析一个样品，大大缩短了检测周期，提高了检测效率，减轻了检测人员的劳动强度。
[0008](3)本发明的测定结果具有良好的稳定性、重现性和准确性。
[0009](4)本发明分析准确度高，分析可靠、实用，能满足日常高炉喷吹用煤催化燃烧助燃剂中三氧化二铁含量的测定需要。
【具体实施方式】
[0010]下面对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。
[0011]本发明包括以下步骤:
A、在煤助燃剂待测试样中，按40-60mL/ga#加入硫磷混酸，得试样液；
B、在步骤A所得试样液中，按10-16mL/ga#加入25%氟化钾溶液，摇动容器使试样分散，放在电热板上溶解，并蒸发冒烟至瓶口，取下冷却至室温，得试样液；
C、在步骤B所得试样液中，按20-40mL/g试样加入体积比HCl= H2O=1:1的盐酸，用少量水吹洗瓶口，滴加6%氯化亚锡溶液还原至浅黄色，得试样液；
D、在步骤C所得试样液中，按80-100mL/ga#加入蒸馏水，放置在电热板上微沸I分钟，取下冷却至50-60°C，得试样液；
E、在步骤D所得试样液中，滴加10滴25%钨酸钠溶液，滴加三氯化钛溶液还原至兰色，滴加重铬酸钾溶液氧化至兰色消失，滴加5滴二苯胺磺酸钠溶液,用重铬酸钾标准溶液滴定至稳定的紫色为终点，得到滴定毫升数Va ；
F、试样中三氧化二铁含量W的计算:
W=TXV 试
T一三氧化二铁标准物质平均滴定度，
V试—试样的滴定毫升数。
[0012]所述三氧化二铁标准物质平均滴定度T是通过下列步骤得到:
a、以多个已知三氧化二铁含量的标准物质，采用A至E步骤的方式，得到每个标准物质对应的滴定毫升数Vn;
b、根据以下公式得到多个滴定度Tn:
Tn=Wn/Vn
Wn—每个三氧化二铁标准物质的百分含量，
Vn—对应每个标准物质得到的滴定毫升数；
C、根据以下公式得到平均滴定度T:
T= (T1+T2+—+Tn) /n
n—所用标准物质的个数。[0013]所述硫磷混酸为体积比H2SO4: H3P O4=1:1的混合酸。
[0014]所述步骤B中的容器是锥形瓶。
[0015]所述步骤B中的试样液放在电热板上溶解是放在已加热至300?350°C的电热板上溶解。
[0016]所述步骤B中的25%氟化钾溶液是称取25g氟化钾溶于IOOmL蒸馏水中得到。
[0017]所述步骤C中的6%氯化亚锡溶液是将6g氯化亚锡溶于20mL密度为1.19g/mL的盐酸中，用蒸馏水稀释至IOOmL,并加入少量金属锡粒得到。
[0018]所述步骤E中的25%钨酸钠溶液是称取25g钨酸钠溶于50mL蒸馏水中，加入5mL密度为1.69g/mL的磷酸，用蒸馏水稀至IOOmL,摇匀得到。
[0019]所述步骤E中的三氯化钛溶液是取15?20%三氯化钛液体用体积比HC1:H20=5:95的盐酸稀释20倍，加一层液体石腊保护得到。
[0020]所述步骤E中的二苯胺磺酸钠溶液是称取0.3g 二苯胺磺酸钠溶于20mL蒸馏水中，用蒸馏水稀至IOOmL,摇匀得到。
[0021 ] 所述步骤E中的重铬酸钾溶液是取重铬酸钾标准溶液稀释三倍得到。
[0022]所述重铬酸钾标准溶液由以下步骤制备得到:
(1)、将市售分析纯的1.0g重铬酸钾置于500mL烧杯中；
(2)、按IOOmIVgiisigw的量，在步骤(I)烧杯中加入蒸馏水，溶解完全；
(3)、将步骤(2)中的溶液移入IOOOmL容量瓶中，用水稀释至IOOOmL,摇匀，得到约1.0mg/mL的重铬酸钾标准溶液。
[0023]所述盐酸、硫酸、磷酸、氟化钾、氯化亚锡、钨酸钠、三氯化钛、重铬酸钾和/或二苯胺磺酸钠均为市购分析纯产品。
[0024]所述器皿和仪器均为通常实验室用的器皿和仪器。
[0025]实施例1
本发明所用的试剂及其配制:
1、氟化钾(25%):称取25g氟化钾溶于IOOmL蒸馏水中，移入塑料瓶中贮藏；
2、氯化亚锡(6%):将6g氯化亚锡溶于20mL密度为1.19g/mL的盐酸中，用蒸馏水稀释至IOOmL,并加入少量金属锡粒；
3、钨酸钠(25%):称取25g钨酸钠溶于50mL蒸馏水中，如混浊则增加过滤，加5mL密度为1.69g/mL的磷酸，用蒸馏水稀至IOOmL,摇匀；
4、三氯化钛溶液:取15?20%三氯化钛液体用体积比HCl:H20=5:95的盐酸稀释20倍，加一层液体石腊保护；
5、二苯胺磺酸钠指示剂(0.3%):称取0.3g 二苯胺磺酸钠溶于20mL蒸馏水中，用蒸馏水稀至IOOmL,摇匀；
6、重铬酸钾溶液:取重铬酸钾标准溶液稀释三倍；
7、重铬酸钾标准溶液的制备:
7A、将市售分析纯的1.0g重铬酸钾置于500mL烧杯中；
7B、按IOOmIVg8w的量，在步骤7A的烧杯中加入蒸馏水，溶解完全；
7C、将步骤7B中的溶液移入IOOOmL容量瓶中，用水稀释至IOOOmL,摇匀，得大约
1.0mg/mL的重铬酸钾标准溶液；所述盐酸、硫酸、磷酸均为市购分析纯产品；
所述器皿和仪器均为通常实验室用的器皿和仪器。
[0026]实施例2
1、试样的滴定
IA、在0.5000g煤助燃剂待测试样中，按40mL/g试样的量，加入体积比H2SO4: H3P O4=1:1的硫磷混酸，得试样液；
IB、在步骤IA所得的试样液中，按10mL/ga#的量，加入25%氟化钾溶液，摇动锥形瓶使试样分散，放在已加热至300-350°C的电热板上溶解，并蒸发冒烟至瓶口，取下冷却至室温，得试样液；
IC、在步骤IB所得的试样液中，按20mL/ga#的量，加入体积比HCl:H2O=1:1盐酸，用少量水吹洗瓶口，滴加6%氯化亚锡溶液还原至浅黄色，得试样液；
ID、在步骤IC所得的试样液中，按80mL/ga#的量，加入蒸馏水，放置在电热板上微沸I分钟，取下，冷却至50-60°C，得试样液；
IE、在步骤ID所得的试样中，滴加10滴25%钨酸钠溶液，滴加三氯化钛溶液还原至兰色，滴加重铬酸钾溶液氧化至兰色消失，滴加5滴二苯胺磺酸钠溶液,用重铬酸钾标准溶液滴定至稳定的紫色为终点，得到待测试样滴定毫升数￥?=12.05mL。
[0027]2、滴定度的确定
2A、以3个各0.5000g的已知三氧化二铁含量(WA=L 39%、W2%=2.35%、W3%=3.08%)的标准物质，采用IA至IE步骤，分别得到三个滴定毫升数(V1=7.05 mL、V2=Il.90 mL、V3=15.60mL)；
2B、根据步骤2A中三氧化二铁标准物质含量及所对应的滴定毫升数，按以下公式得到3 个滴定度(T1=0.1972、T2=0.1975、T3=0.1974):
Tn=Wn/Vn
T1=L 39 + 7.05=0.1972
T2=2.35 + 11.90=0.1975
Ts=3.08 + 15.60=0.1974
2C、根据步骤2B所得的滴定度，按以下公式得到平均滴定度T=0.1974:
T=(WT3) /3 = (0.1972+0.1975+0.1974)/3=0.1974
3、试样中三氧化二铁含量的计算
根据步骤IE所得的试样滴定毫升数和步骤2C所得的平均滴定度，按以下公式得到待测试样中三氧化二铁的含量W=2.38(%):
W=TXV 试
=0.1974X12.05=2.38。
[0028]实施例3
1、试样的滴定
IA、在1.5000g煤助燃剂待测试样中，按60mL/g试样的量，加入体积比H2SO4: H3P O4=1:1的硫磷混酸，得试样液；
IB、在步骤IA所得的试样液中，按16mL/ga#的量，加入25%氟化钾溶液，摇动锥形瓶使试样分散，放在已加热至300?350°C的电热板上溶解，并蒸发冒烟至瓶口，取下冷却至室温，得试样液；
IC、在步骤IB所得的试样液中，按40mL/ga#的量，加入体积比HCl:H2O=1:1的盐酸，用少量水吹洗瓶口，滴加6%氯化亚锡溶液还原至浅黄色，得试样液；
ID、在步骤IC所得的试样液中，按100mL/ga#的量，加入蒸馏水，放置在电热板上微沸I分钟，取下，冷却至50?60°C，得试样液；
IE、在步骤ID所得的试样中，滴加10滴25%钨酸钠溶液，滴加三氯化钛溶液还原至兰色，滴加重铬酸钾溶液氧化至兰色消失，滴加5滴二苯胺磺酸钠溶液,用重铬酸钾标准溶液滴定至稳定的紫色为终点，得到待测试样滴定毫升数Va=36.20mL。
[0029]2、滴定度的确定
2A、以 5 个各 1.500g 的已知三氧化二铁含量(WA=L 52%、ff2%=2.17%、ff3%=2.52%、W4%=2.79%、W5%=3.14%)的标准物质，采用IA至IE步骤，分别得到滴定毫升数(V1=23.15 mL、V2=33.00 mL、Vs=38.35 mL、V4=42.35 mL、V5=47.75mL)；
2B、根据步骤2A中三氧化二铁标准物质含量及所对应的滴定毫升数，按以下公式得到滴定度(T1=0.06566、T2=0.06576、T3=0.06571、T4=0.06588、T5=0.06576):
Tn=WnVn
T1=L 52 + 23.15=0.06566
T2=2.17 + 33.00=0.06576
T3=2.52 + 38.35=0.06571
T4=2.79 + 42.35=0.06588
T5=3.14 + 47.75=0.06576
2C、根据步骤2B所得的滴定度，按以下公式得到平均滴定度T=0.06575: T=(WWT5) /5 = (0.06566+0.06576+0.06571+0.06588+0.06576)/5 =0.06575
3、试样中三氧化二铁含量的计算
根据步骤IE所得的试样滴定毫升数和步骤2C所得的平均滴定度，按以下公式得到试样中三氧化二铁的含量W =2.38(%):
W=TXV 试
=0.06575X36.20=2.38。
[0030]实施例4
1、试样的滴定 IA、在1.0OOOg煤助燃剂待测试样中，按50mL/g试样的量，加入体积比H2SO4: H3P O4=1:1的硫磷混酸，得试样液；
IB、在步骤IA所得的试样液中，按14mL/ga#的量，加入25%氟化钾溶液，摇动锥形瓶使试样分散，放在已加热至300?350°C的电热板上溶解，并蒸发冒烟至瓶口，取下冷却至室温，得试样液；
IC、在步骤IB所得的试样液中，按30mL/ga#的量，加入体积比HCl:H2O=1:1的盐酸，用少量水吹洗瓶口，滴加6%氯化亚锡溶液还原至浅黄色，得试样液；ID、在步骤IC所得的试样液中，按90mL/ga#的量，加入蒸馏水，放置在电热板上微沸I分钟，取下，冷却至50-60°C，得试样液；
IE、在步骤ID所得的试样中，滴加10滴25%钨酸钠溶液，滴加三氯化钛溶液还原至兰色，滴加重铬酸钾溶液氧化至兰色消失，滴加5滴二苯胺磺酸钠溶液,用重铬酸钾标准溶液滴定至稳定的紫色为终点，得到待测试样滴定毫升数￥?=24.10mL。
[0031]2、滴定度的确定
2A、以3个已知三氧化二铁含量(WA=L 39%、ff2%=2.35%、ff3%=3.08%)的标准物质，采用IA至IE步骤，分别得到三个滴定毫升数(V1=H.1OmL, V2=23.75 mL、V3=31.20 mL)；
2B、根据步骤2A中三氧化二铁标准物质含量及所对应的滴定毫升数，按以下公式得到3 个滴定度(T1=0.09858、T2=0.09895、T3=0.09872):
Tn=Wn Vn
T1=L 39 + 14.10=0.09858
T2=2.35 + 23.75=0.09895
Ts=3.08 + 31.20=0.09872
2C、根据步骤2B所得的滴定度，按以下公式得到平均滴定度T=0.09875:
T=(WT3) /3 = (0.09858+0.09895+0.09872)/3 =0.09875
3、试样中三氧化二铁含量的计算
根据步骤IE所得的待测试样滴定毫升数Va和步骤2C所得的平均滴定度T，按以下公式得到试样中三氧化二铁的含量W=2.38 (%):
W=TXV 试
=0.09875X24.10=2.38。
【权利要求】
1.一种煤助燃剂中三氧化二铁含量的测定方法，其特征在于包括以下步骤: A、在煤助燃剂待测试样中，按40-60mL/ga#加入硫磷混酸，得试样液； B、在步骤A所得试样液中，按10-16mL/ga#加入25%氟化钾溶液，摇动容器使试样分散，放在电热板上溶解，并蒸发冒烟至瓶口，取下冷却至室温，得试样液； C、在步骤B所得试样液中，按20-40mL/g试样加入体积比HCl= H2O=1:1的盐酸，用少量水吹洗瓶口，滴加6%氯化亚锡溶液还原至浅黄色，得试样液； D、在步骤C所得试样液中，按80-100mL/ga#加入蒸馏水，放置在电热板上微沸I分钟，取下冷却至50-60°C，得试样液； E、在步骤D所得试样液中，滴加10滴25%钨酸钠溶液，滴加三氯化钛溶液还原至兰色，滴加重铬酸钾溶液氧化至兰色消失，滴加5滴二苯胺磺酸钠溶液,用重铬酸钾标准溶液滴定至稳定的紫色为终点，得到滴定毫升数Va ； F、试样中三氧化二铁含量W的计算: W=TXV 试 T一三氧化二铁标准物质平均滴定度， V?—试样的滴定毫升数。
2.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于所述三氧化二铁标准物质平均滴定度T是通过下列步骤得到: a、以多个已知三氧化二铁含量的标准物质，采用A至E步骤的方式，得到每个标准物质对应的滴定毫升数Vn; b、根据以下公式得到多个滴定度Tn:
Tn=Wn Vn Wn—每个三氧化二铁标准物质的百分含量， Vn—对应每个标准物质得到的滴定毫升数； C、根据以下公式得到平均滴定度T:
T= (T1+T2+—+Tn) /n
η—所用标准物质的个数。
3.根据权利要求1或2所述的测定方法，其特征在于所述硫磷混酸为体积KH2SO4:H3PO4=I: I的混合酸。
4.根据权利要求1或2所述的测定方法，其特征在于所述步骤B中的试样液放在电热板上溶解是放在已加热至300-350°C的电热板上溶解。
5.根据权利要求1或2所述的测定方法，其特征在于所述步骤B中的25%氟化钾溶液是称取25g氟化钾溶于IOOmL蒸馏水中得到。
6.根据权利要求1或2所述的测定方法，其特征在于所述步骤C中的6%氯化亚锡溶液是将6g氯化亚锡溶于20mL密度为1.19g/mL的盐酸中，用蒸馏水稀释至IOOmL,并加入少量金属锡粒得到。
7.根据权利要求1或2所述的测定方法，其特征在于所述步骤E中的25%钨酸钠溶液是称取25g钨酸钠溶于50mL蒸馏水中，加入5mL密度为1.69g/mL的磷酸，用蒸馏水稀至IOOmL,摇匀得到。
8.根据权利要求1或2所述的测定方法，其特征在于所述步骤E中的三氯化钛溶液是取15?20%三氯化钛液体用体积比HCl: H20=5:95的盐酸稀释20倍，加一层液体石腊保护得到。
9.根据权利要求1或2所述的测定方法，其特征在于所述步骤E中的二苯胺磺酸钠溶液是称取0.3g 二苯胺磺酸钠溶于20mL蒸馏水中，用蒸馏水稀至IOOmL,摇匀得到。
10.根据权利要求1或2所述的测定方法，其特征在于所述步骤E中的重铬酸钾溶液是取重铬酸钾标准溶液稀释三倍得到；所述重铬酸钾标准溶液由以下步骤制备得到: (1)、将市售分析纯的1.0g重铬酸钾置于500mL烧杯中； (2)、按IOOmIVgiisigw的量，在步骤(I)烧杯中加入蒸馏水，溶解完全； (3)、将步骤(2)中的溶液移入IOOOmL容量瓶中，用水稀释至IOOOmL,摇匀，得到约·1.0mg/mL的重铬酸钾标准溶液。
【文档编号】G01N21/79GK103439329SQ201310381203
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年8月28日 优先权日:2013年8月28日
【发明者】曾海梅, 高玲, 李宏萍, 高丽萍 申请人:武钢集团昆明钢铁股份有限公司