氧化还原滴定法分析热镀锌合金化钢板中铁含量的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于铁含量的分析领域，具体涉及一种氧化还原滴定法分析热镀锌合金化 钢板中铁含量的方法，适用于热镀锌合金化钢板生产过程试样和成品试样镀层中铁含量的 测定。
【背景技术】
[0002] 热镀锌合金化钢板由于具有良好的耐蚀性、涂漆性和焊接性而被广泛地应用于汽 车和家电行业，热镀锌合金化钢板是由热镀纯锌钢板在一定温度下经Fe-Zn扩散后得到 的，因而会由于合金化工艺不同而形成不同的Fe-Zn金属间化合物，随着S相中铁含量的 增加，镀层的粉化量逐渐增加，因此，在生产过程中需取样分析，以控制产品质量。目前，各 生产厂采用的分析方法不尽相同，有电感耦合等离子体发射光谱仪法、辉光放电光谱法和 特殊的X射线荧光光谱法。
[0003] 电感耦合等离子体发射光谱仪法（ICP分析法）的分析准确度高，常作为基准的分 析方法，但运行成本高，不适合24h连续生产。辉光放电光谱法取样量相对较少，分析结果 受样品均匀性影响大，且常常出现与电感耦合等离子体发射光谱仪法结果差异大的情况。 特殊的X射线荧光光谱法分析速度快，测量精度高，适合24h运行，然而在生产工艺变动时 可能其分析结果与电感耦合等离子体发射光谱仪法不太吻合。而且，上述三种分析方法都 使用价格较为昂贵的大型分析仪器，先期设备投入高。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种分析成本低、分析准确的氧化还原滴定法分析热镀锌 合金化钢板中铁含量的方法。
[0005] 本发明是这样实现的：
[0006] -种氧化还原滴定法分析热镀锌合金化钢板中铁含量的方法，包括如下步骤：
[0007] 步骤一、取样
[0008] 抽取需要分析的热镀锌合金化钢板，得到小块样品，称量小块样品，得小块样品质 量m;
[0009] 步骤二、镀层溶解
[0010] ①、配制溶解镀层溶液
[0011] 将蒸馏水和浓盐酸按体积比1:1制得稀盐酸，向该稀盐酸中加入六次甲基四胺制 得溶解液；
[0012] ②、溶解镀层
[0013] 用透明胶带封住小块样品的其中一面，用上述溶解液溶解镀层，直至无气泡产生 为止；
[0014] 步骤三、人工滴定或电位滴定仪滴定
[0015] ①、将镀层溶解后的溶液转入三角瓶中；
[0016] ②、将蒸馏水和浓盐酸按体积比1:10制得稀盐酸，向三角瓶中加入该稀盐酸；
[0017] ③、向三角瓶中加入妈酸钠溶液和三氯化钛溶液至溶液呈蓝色；
[0018] ④、将上述蓝色溶液在空气中氧化至蓝色消失，立即加入硫磷混酸、二苯胺磺酸钠 指示剂，再加入l/6K2Cr207标准溶液滴定至混合溶液由绿色变为蓝绿色最后变为紫红色为 止，记录l/6K2Cr207标准溶液所消耗的体积V;
[0019] 用电位滴定仪滴定时，根据滴定过程中的电位突跃判断反应结束，记录l/6K2Cr207 标准溶液所消耗的体积V;
[0020] 步骤四、计算热镀锌合金化钢板的铁含量w
[0022] 式中：c-重铬酸钾标准溶液浓度，mol/L;
[0023] V-小块样品消耗重铬酸钾标准溶液的体积，mL;
[0024] m-小块样品的质量，g;
[0025] 55. 85--铁的摩尔质量，g/mol。
[0026] 更进一步的方案是：所述三氯化钛溶液由每Ig的三氯化钛溶入14mL的水制成； 所述硫磷混酸中浓硫酸、浓磷酸、水的体积比为3:3:4。
[0027] 更进一步的方案是：所述小块样品为直径为50mm的圆片。
[0028] 本发明中，浓硫酸的浓度为98 %，浓磷酸的浓度为85 %。
[0029] 本发明用稀盐酸加六次甲基四胺缓蚀剂处理样品，在收集的试液中加入三氯化钛 溶液，还原三价铁离子，用重铬酸钾标准溶液滴定，将消耗的重铬酸钾标准溶液毫升数转换 成铁的含量。该方法非常简单，能得到准确的热镀锌合金化钢板中的铁含量；原来的分析方 法采用专用的X射线荧光仪，大概需400余万元人民币，而本发明只需配备的分析器材少于 〇. 1万元，因此分析成本低，便于推广应用。
【具体实施方式】
[0030] 下面对本发明做进一步的说明。
[0031] 一种氧化还原滴定法分析热镀锌合金化钢板中铁含量的方法，包括如下步骤：
[0032] 步骤一、取样
[0033] 用冲床将需要分析的热镀锌合金化钢板冲成直径为50_的圆片（小块样品），称 量圆片，得圆片质量m;
[0034] 步骤二、镀层溶解
[0035] ①、配制溶解镀层溶液
[0036] 将IL蒸馏水和IL浓盐酸（P=I. 19g/ml)混合制得稀盐酸，向该稀盐酸中加入 3. 5g六次甲基四胺（C6H12N4)制得溶解液；
[0037] ②、溶解镀层
[0038] 用透明胶带封住小块样品的其中一面，用上述20mL溶解液溶解镀层，直至无气泡 产生为止；
[0039] 步骤三、人工滴定
[0040] ①、将镀层溶解后的溶液转入250mL三角瓶中；
[0041] ②、将IOOmL蒸馏水和IOmL浓度为37%的浓盐酸混合制得稀盐酸，向三角瓶中加 入该稀盐酸；
[0042] ③、向三角瓶中加入ImL质量浓度为250g/L的钨酸钠溶液和三氯化钛溶液（1+14) 至溶液呈蓝色；
[0043]④、将上述蓝色溶液在空气中氧化至蓝色消失，立即加入IOmL硫磷混酸（3+3+4)、 质量浓度为2g/L二苯胺磺酸钠指示剂4滴，再用摩尔质量为0. 05000mol/L的l/6K2Cr207标 准溶液滴定至混合溶液由绿色变为蓝绿色最后变为紫红色为止，记录l/6K2Cr207标准溶液 所消耗的体积V;
[0044] 步骤四、计算热镀锌合金化钢板的铁含量w
[0046] 式中：c-重铬酸钾标准溶液浓度，mol/L;
[0047] V-小块样品消耗重铬酸钾标准溶液的体积，mL ;
[0048] m-小块样品的质量，g ;
[0049] 55. 85--铁的摩尔质量，g/mol。
[0050] 本实施例中，所述三氯化钛溶液（1+14)表示由每Ig的三氯化钛溶入14mL的水制 成；所述硫磷混酸（3+3+4)表示浓度为98%的浓硫酸、浓度为85%的浓磷酸、水的体积比为 3:3:4。因热镀锌合金化钢板具有上下两层镀锌层，所以封住圆片的其中一面镀锌层是为 了防止其对热镀锌合金化钢板另一面镀锌层测量结果的影响。
[0051] 步骤三中，也可以采用电位滴定仪滴定，用电位滴定仪滴定时，根据滴定过程中的 电位突跃判断反应结束，记录l/6K 2Cr207标准溶液所消耗的体积V。
[0052] 因为需要测量热镀锌合金化钢板不同部位的铁含量，因此在进行取样时，应取热 镀锌合金化钢板的不同部位作为小块样品，再分别对不同部位的小块样品进行含铁量分 析。
[0053] 为了证实本方法的测量准确性，分别取热镀锌合金化钢板的上左部分、上中部分、 上右部分进行ICP分析和氧化还原滴定法分析（简称滴定分析），结果见表1。
[0054]
[0055] 分析数据表明氧化还原滴定法与ICP分析法测定结果有着良好的一致性，因此本 氧化还原滴定法分析准确，为热镀锌合金化钢板生产提供了有效、可行的质量控制手段，对 于提高产品质量，树立武钢品牌形象其间接效益也是相当可观的。
【主权项】
1. 一种氧化还原滴定法分析热镀锌合金化钢板中铁含量的方法，其特征在于包括如下 步骤： 步骤一、取样 抽取需要分析的热镀锌合金化钢板，得到小块样品，称量小块样品，得小块样品质量 m ； 步骤二、镀层溶解 ① 、配制溶解镀层溶液 将蒸馏水和浓盐酸按体积比1:1制得稀盐酸，向该稀盐酸中加入六次甲基四胺制得溶 解液； ② 、溶解镀层 用透明胶带封住小块样品的其中一面，用上述溶解液溶解镀层，直至无气泡产生为 止； 步骤三、人工或电位滴定仪滴定 ① 、将镀层溶解后的溶液转入三角瓶中； ② 、将蒸馏水和浓盐酸按体积比1:10制得稀盐酸，向三角瓶中加入该稀盐酸； ③ 、向三角瓶中加入妈酸钠溶液和三氯化钛溶液至溶液呈蓝色； ④ 、将上述蓝色溶液在空气中氧化至蓝色消失，立即加入硫磷混酸、二苯胺磺酸钠指示 剂，再加入l/6K2Cr 207标准溶液滴定至混合溶液由绿色变为蓝绿色最后变为紫红色为止，记 录l/6K2Cr 207标准溶液所消耗的体积V ; 用电位滴定仪滴定时，根据滴定过程中的电位突跃判断反应结束，记录l/6K2Cr207标 准溶液所消耗的体积V ; 步骤四、计算热镀锌合金化钢板的铁含量w式中：c一重铬酸钾标准溶液浓度，mol/L ; V-小块样品消耗重铬酸钾标准溶液的体积，mL ; m-小块样品的质量，g ; 55. 85--铁的摩尔质量，g/mol。2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述三氯化钛溶液由每Ig的三氯化钛溶入 HmL的水制成；所述硫磷混酸中浓硫酸、浓磷酸、水的体积比为3:3:4。3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述小块样品为直径为50_的圆片。
【专利摘要】本发明公开了一种氧化还原滴定法分析热镀锌合金化钢板中铁含量的方法，本发明用稀盐酸加六次甲基四胺缓蚀剂处理样品，在收集的试液中加入三氯化钛溶液，还原三价铁离子，用重铬酸钾标准溶液滴定，将消耗的重铬酸钾标准溶液毫升数转换成铁的含量。本方法非常简单，能得到准确的热镀锌合金化钢板中的铁含量；适合24h连续生产质量控制样品分析；且分析成本低。
【IPC分类】G01N31/16
【公开号】CN105067754
【申请号】CN201510459207
【发明人】沈克, 郭芳, 李小杰, 关允, 古兵平, 熊立波
【申请人】武汉钢铁(集团)公司
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年7月30日