本發(fā)明屬于分析測試，具體涉及一種復(fù)合鐵焦的工業(yè)分析測定方法。

背景技術(shù)：

1、復(fù)合鐵焦是鐵礦粉、煙煤、無煙煤通過熱壓成扁球狀后進(jìn)入炭化豎爐焙燒后得到的產(chǎn)物。是一種高爐新型原燃料。鐵焦料作為一種高活性復(fù)合材料，可以降低焦炭在高爐內(nèi)的初始?xì)饣瘻囟龋梢越档蜔醿?chǔ)區(qū)的溫度、高溫區(qū)的熱損失和噸鐵的總?cè)剂舷模瑢?duì)節(jié)能減排具有重要意義；以煤代焦，可降低生鐵成本。

2、復(fù)合鐵焦可作為高爐煉鐵的新型原燃料，該化學(xué)成分的準(zhǔn)確測定決定了其使用價(jià)值，無論復(fù)合鐵焦替代焦炭或是礦石使用，都要帶入其化學(xué)成分進(jìn)行性價(jià)比測算，從而準(zhǔn)確計(jì)算出是否能降低生鐵成本以及能降低多少生鐵成本。

3、然而，現(xiàn)有技術(shù)中并沒有針對(duì)復(fù)合鐵焦的檢測方法，目前進(jìn)行復(fù)合鐵焦的灰分測定通常參考焦炭的測定方法，詳見gb/t?2001-2013《焦炭工業(yè)分析測定方法》，全鐵(tfe)測定使用的使gb/t?6730.65-2009《鐵礦石全鐵含量的測定三氯化鈦還原重鉻酸鉀滴定法(常規(guī)方法)》，feo測定使用的是gb/t6730.8-2016《鐵礦石亞鐵含量的測定重鉻酸鉀滴定法》。

4、使用上述現(xiàn)有的方法進(jìn)行復(fù)合鐵焦中全鐵、金屬鐵、氧化亞鐵含量測定，將得不到準(zhǔn)確結(jié)果，因?yàn)槭艿綇?fù)合鐵焦c的影響，終點(diǎn)分不清是否滴定完全；使用上述現(xiàn)有的方法進(jìn)行復(fù)合鐵焦中灰分測定時(shí)，灰分計(jì)算不準(zhǔn)確，由于試樣是復(fù)合成分，含有鐵和鐵氧化物，放入馬弗爐加熱時(shí)，金屬鐵會(huì)氧化成feo、fe2o3，feo和fe3o4會(huì)氧化成fe2o3，灼燒后的產(chǎn)物去除金屬鐵和鐵氧化物后的灰分不準(zhǔn)確。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種復(fù)合鐵焦的工業(yè)分析測定方法，該方法能夠準(zhǔn)確測定出復(fù)合鐵焦中各成分的含量。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：

3、一種復(fù)合鐵焦的工業(yè)分析測定方法，所述測定方法包括以下測試項(xiàng)目：

4、(1)全鐵含量測定：將復(fù)合鐵焦研磨、去除水分，將定量的試樣灼燒后溶解，并使用重鉻酸鉀進(jìn)行滴定；

5、(2)金屬鐵含量測定：將復(fù)合鐵焦研磨、去除水分，將定量的試樣與硫酸銅溶液反應(yīng)后使用脫脂棉過濾，所得濾液經(jīng)原子吸收儀檢測；

6、(3)feo含量測定：將定量的試樣與碳酸氫鈉和氟化鈉混合均勻，隔絕空氣加入濃鹽酸溶解試樣，然后使用脫脂棉過濾，所得濾液用重鉻酸鉀進(jìn)行滴定；

7、(4)c含量測定：采用紅外碳硫分析法，將試樣與錫粒、鎢?；旌?，用紅外碳硫儀進(jìn)行檢測；

8、(5)微量元素測定：將試樣灼燒，溶解，定容，然后使用icp光譜儀進(jìn)行檢測；

9、(6)sio2、al2o3測定：將試樣灼燒后混入過氧化鈉，然后灼燒溶解，冷卻后，加入去離子水和鹽酸溶液定容，然后使用icp光譜儀進(jìn)行檢測；

10、(7)空氣干燥基水分測定：將定量的試樣在鼓風(fēng)干燥箱中干燥，根據(jù)干燥前后的質(zhì)量計(jì)算出空氣干燥基水分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；

11、(8)干基揮發(fā)分測定：參照gbt?212-2008煤的工業(yè)分析方法中的揮發(fā)分的測定方法進(jìn)行測定；

12、(9)灰分測定：灰分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)＝100-c的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)-金屬鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)-feo的質(zhì)量分?jǐn)?shù)-fe2o3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)-干基揮發(fā)分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。fe2o3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)＝(全fe的質(zhì)量分?jǐn)?shù)-feo的質(zhì)量分?jǐn)?shù)/1.2865-金屬鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù))×1.4296。

13、所述全鐵含量測定的方法為：將復(fù)合鐵焦研磨成140目的顆粒，烘干去除水分；準(zhǔn)確稱取一定質(zhì)量的復(fù)合鐵焦于810～820℃灼燒25～35min；將灼燒后的試樣使用混酸進(jìn)行溶解，待試樣冒出白煙后，依次加入鹽酸、氯化錫，然后用重鉻酸鉀滴定，滴定至溶液呈紫色，根據(jù)重鉻酸鉀的濃度和滴定消耗的體積計(jì)算出全鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

14、全鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(％)：tfe＝c×(v-v0)×55.85×100/(m×1000)

15、式中：鐵的摩爾質(zhì)量，單位為克每摩爾(g/mol)。

16、c—重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液濃度，單位為摩爾每升(mol/l)；

17、v—滴定試料溶液消耗重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液體積，單位為ml(ml)；

18、v0—滴定空白試驗(yàn)溶液消耗重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液體積，單位為ml(ml)；

19、m—試料的質(zhì)量，單位為克(g)。

20、進(jìn)一步地，所述混酸為硫酸、磷酸、水按照3：3：4的體積比組成的混合溶液。

21、所述金屬鐵含量測定的方法為：將復(fù)合鐵焦研磨成140目的顆粒，烘干去除水分；準(zhǔn)確稱取一定質(zhì)量的復(fù)合鐵焦與去離子水和硫酸銅溶液混合，加熱煮沸10～20min，然后使用脫脂棉過濾，收集濾液經(jīng)原子吸收儀檢測；將系列濃度的三氧化二鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液與硫酸銅溶液混合，經(jīng)原子吸收儀檢測構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)曲線，基于標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算出金屬鐵含量。

22、所述feo含量測定的方法為：將定量的復(fù)合鐵焦與碳酸氫鈉和氟化鈉混合均勻，加入濃鹽酸溶解試樣，然后使用脫脂棉過濾，所得濾液用重鉻酸鉀進(jìn)行滴定，滴定至溶液呈紫色，根據(jù)重鉻酸鉀的濃度和滴定消耗的體積計(jì)算出feo的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

23、feo的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(％)：ωfe(ⅱ)＝((v3-v0)×c×m/m0×103)×100-3ωmfe

24、式中：

25、c——重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液濃度，單位為摩爾每升(mol/l)；

26、v3——滴定試料溶液消耗重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液體積，單位為ml(ml)；

27、v0——滴定空白試驗(yàn)溶液消耗重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液體積，單位為ml(ml)；

28、m0——試料的質(zhì)量，單位為克(g)；

29、m——鐵的摩爾質(zhì)量，單位為克每摩爾(g/mol)；

30、ωmfe——樣品的金屬鐵含量，以質(zhì)量分?jǐn)?shù)(％)表示。

31、所述c含量測定的方法為：采用紅外碳硫分析法，稱取0.05g試樣，加入0.3g錫粒和1.5g鎢粒，用紅外碳硫儀進(jìn)行檢測，由校準(zhǔn)曲線分析結(jié)果。

32、所述微量元素測定的方法為：稱取0.2g試樣于815℃灼燒30min，冷卻至室溫后，加入10ml鹽酸、2ml硝酸、0.5ml氫氟酸、5ml高氯酸溶解，至冒高氯酸濃煙1-2min，取出冷卻至室溫，加5mlhcl定容，之后用icp光譜儀檢測，由校準(zhǔn)曲線分析結(jié)果。

33、所述sio2、al2o3測定的方法為：稱取0.2g試樣于瓷方皿內(nèi)定溫815℃灼燒60min，冷卻至室溫后得到粉末，然后轉(zhuǎn)移至30ml鎳坩堝，加入2g過氧化鈉，攪拌均勻，放入馬弗爐定溫815℃加熱2-3min使試樣溶解完全，冷卻至室溫；向試樣中加入50ml去離子水，將濃鹽酸與去離子水按照1:4的體積比混合得到鹽酸溶液，然后向試樣中加入40ml鹽酸溶液，并加入去離子水定容至200ml，使用icp光譜儀進(jìn)行檢測。

34、所述空氣干燥基水分測定的方法為：稱取粒度小于0.2mm的分析試樣1g土0.05g平攤在稱量瓶中，將盛有試樣的稱量瓶開蓋放入預(yù)先鼓風(fēng)并已加熱到105℃-110℃的干燥箱中，在一直鼓風(fēng)的條件下干燥1h，從干燥箱中取出稱量瓶，立即蓋上蓋，放入干燥器中冷卻至室溫后稱重。

35、mad＝(m1-m2)/m1×100％

36、式中：mad——空氣干燥基水分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(％)；

37、m1——稱取的空氣干燥基復(fù)合鐵焦試樣的質(zhì)量，單位為克(g)；

38、m2——干燥后復(fù)合鐵焦試樣的質(zhì)量，單位為克(g)。

39、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

40、本發(fā)明針對(duì)復(fù)合鐵焦，提供了一種定量檢測方法，測試項(xiàng)目包括復(fù)合鐵焦中全鐵、金屬鐵、feo、c、微量元素、sio2、al2o3、空氣干燥基水分、干基揮發(fā)分、灰分的含量，該方法中充分考慮了復(fù)合鐵焦中含有的碳及鐵和鐵氧化物，在測定全鐵、金屬鐵、feo中排除了c的干擾，在計(jì)算灰分時(shí)，考慮了這些物質(zhì)的影響，進(jìn)而準(zhǔn)確的測定出了復(fù)合鐵焦的灰分及其他各測試項(xiàng)，為復(fù)合鐵焦的投料計(jì)算提供了準(zhǔn)確的依據(jù)。

41、本發(fā)明在測定復(fù)合鐵焦中全鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)時(shí)，首先進(jìn)行了除碳，因?yàn)榈味ńK點(diǎn)為紫色，復(fù)合鐵焦c含量高且為黑色，黑色與紫色相近，影響滴定終點(diǎn)的判斷，所以先除c再進(jìn)行試樣溶解滴定；然后將復(fù)合鐵焦粒級(jí)加工成140目，這樣的粒級(jí)能夠在混酸中完全快速溶解。

42、本發(fā)明在測定復(fù)合鐵焦中金屬鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)時(shí)，同樣將復(fù)合鐵焦粒級(jí)加工成140目，反應(yīng)液過濾時(shí)用脫脂棉過濾，而不用濾紙和布氏漏斗過濾，主要因?yàn)閺?fù)合鐵焦中含c量較高，根據(jù)c粒級(jí)的大小，采用脫脂棉進(jìn)行過濾可以阻擋掉95％以上的c；此外，脫脂棉相較其它過濾速度更快，能夠在30秒左右過濾完全，過濾要快是為了避免fe2+被空氣氧化，影響結(jié)果不準(zhǔn)確，而濾紙過濾效果很好，但過濾速度較慢，容易被空氣氧化導(dǎo)致結(jié)果不準(zhǔn)確。

43、本發(fā)明在測定復(fù)合鐵焦中feo的質(zhì)量分?jǐn)?shù)時(shí)，加入了nahco3和naf作為助溶劑，這樣在隔絕空氣酸化時(shí)發(fā)生hcl+nahco3＝nacl+h2o+co2↑反應(yīng)，與此同時(shí)，試樣中的金屬fe、feo、fe3o4、fe2o3與hcl反應(yīng)生成fecl2，而fe2+在co2氣氛中不易被氧化；之后冷卻至室溫，用脫脂棉快速過濾以除c，最后用k2cr2o7滴定，將fe2+氧化成fe3+，終點(diǎn)為紫色清亮溶液，滴定完成。

44、本發(fā)明在測定復(fù)合鐵焦中c的質(zhì)量分?jǐn)?shù)時(shí)，采用紅外碳硫分析法，這樣的測試結(jié)果更準(zhǔn)確。

45、本發(fā)明在計(jì)算復(fù)合鐵焦灰分時(shí)，采用ad＝100-c-金屬fe-feo-fe2o3-vd的公式，保證了灰分計(jì)算的準(zhǔn)確性。