硅钙钡合金中钙含量的测定方法
【技术领域】
[0001] 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】
[0002] 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。
[0003] 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。
[0004] 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】
[0005] 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。
[0006] 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：
[0007] 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％，得到钙含量为：Wea%=Ca-V^iUOO/mKX100 ;
[0008] 式中：MCa:钙的摩尔质量，g/mol;
[0009] m:试样质量，g;
[0010] 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；
[0011] C:EDTA标准溶液浓度，mol/L;
[0012] V:试样消耗EDTA标准溶液的体积，mL;
[0013] VQ:空白消耗EDTA标准溶液的体积，mL〇
[0014] 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 %。
[0015] 其中在低温电热板上于100°C下溶解试样。
[0016] 其中所述硫酸浓度为5 %。
[0017] 其中所述盐酸浓度为65%。
[0018] 其中所述三乙醇胺浓度为12%。
[0019] 其中所述氢氧化钾浓度为20%。
[0020] 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：
[0021] 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，提尚了生广效率；
[0022] 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】
[0023] 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。
[0024] 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，妈与E：DTA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。
[0025] 2?试剂：
[0026] 2.1 硝酸（67%)
[0027] 2. 2 氢氟酸（40%)
[0028] 2. 3 硫酸（5%)
[0029] 2. 4 盐酸（65%)
[0030] 2. 5盐酸羟胺（固体）
[0031] 2. 6 三乙醇胺（12%)
[0032] 2. 7氢氧化钾水溶液（20% )
[0033] 2.8钙黄绿素指示剂：lg钙黄绿素与lOOg烘干后的氯化钠研细混匀，放在磨口瓶 中备用。
[0034] 2. 9EDTA标准溶液C(EDTA) = 0? 01783mol/L
[0035] 2. 10 硫酸镁（0? 5% )
[0036] 3.取样与制样：按照铁合金取制样标准进行样品制取。
[0037] 4.称样量：称取试样0. 2500g
[0038] 5?分析步骤：
[0039] 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（KKTC)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。
[0040] 空白：
[0041] 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 (l〇〇°C)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％。
[0042] 6.分析结果计算：
[0043] ff(Ca) % =C(V-V〇)M(Ca) 100/mKX100
[0044] 式中：M(Ca):妈的摩尔质量（g/mol)
[0045] m:试样质量（g)
[0046] K:试样分液比
[0047] C:EDTA标准溶液浓度（mol/L)
[0048] V:试样消耗EDTA标准溶液的体积（mL)
[0049] VQ:空白消耗EDTA标准溶液的体积（mL)
[0050] 7.标样分析对照：
[0051]
【主权项】
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V。，得到钙含量为：Wea%=C(V-VQ)Mea100/mKX100 ; 式中焉^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; VQ:空白消耗EDTA标准溶液的体积，mL〇
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l〇〇°C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%。
【专利摘要】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：WCa％＝C(V-V0)MCa100/mK×100。
【IPC分类】G01N31-16
【公开号】CN104820061
【申请号】CN201510209624
【发明人】李虹, 刘建华, 周春玲
【申请人】内蒙古包钢钢联股份有限公司
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年4月29日