金精礦化學(xué)分析方法 第9部分：碳量的測定 征求意見稿

1GB/T7739.9—202X金精礦化學(xué)分析方法第9部分：碳量的測定本文件規(guī)定了金精礦中碳量的測定方法。本文件適用于金精礦中碳量的測定。方法1非水滴定法測定范圍：0.50%～10.00%；方法2高頻燃燒紅外吸收法測定范圍：0.020%～10.00%。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T17433冶金產(chǎn)品化學(xué)分析基礎(chǔ)術(shù)語3術(shù)語和定義GB/T17433界定的術(shù)語和定義適用于本文件。4方法1：非水滴定法4.1原理試料在1200℃~1250℃髙溫氧氣流中燃燒，使碳轉(zhuǎn)化成二氧化碳，以百里酚酞為指示劑，用乙醇-乙醇胺-氫氧化鉀溶液吸收并滴定二氧化碳。4.2試劑或材料除非另有說明，在試驗(yàn)中應(yīng)僅使用確認(rèn)為分析純的試劑和蒸餾水或去離子水或相當(dāng)純度的水。4.2.1碳酸鈣，m≥99.99%。4.2.2變色硅膠。4.2.3氧化銅，粉狀。4.2.4無水乙醇。4.2.5硫酸，ρ=1.84g/mL。4.2.6高錳酸鉀-氫氧化鈉溶液：稱取3.0g高錳酸鉀溶于100mL水中，加入10g氫氧化鈉，溶解后裝入洗氣瓶中。4.2.7過氧化氫，φ=30%。4.2.8活性二氧化錳漿（固液比1∶1稱取50g活性二氧化錳粉末于洗氣瓶中，加入50mL蒸餾水。4.2.9吸收溶液：氫氧化鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液[c（KOH）≈0.05mol/L]：將30mL乙醇胺溶于970mL無水乙醇（4.2.4）中，加入3.0g氫氧化鉀，待氫氧化鉀溶解完全后加入150mg百里酚酞指示劑，混勻，過濾，保存于密閉的下口瓶中，搖勻后放置1d～2d，用時(shí)直接接取。2GB/T7739.9—202X4.2.10氫氧化鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液：a）配制：同4.2.9。b）標(biāo)定：準(zhǔn)確稱取0.1000g（精確至0.0001g）預(yù)先在100℃~105℃烘至恒重的碳酸鈣（4.2.1置于預(yù)先在1000℃高溫爐中灼燒過的瓷舟中，加入適量的氧化銅（4.2.3以下操作按試驗(yàn)步驟4.5.3進(jìn)行。按式（1）計(jì)算標(biāo)淮吸收滴定溶液的物質(zhì)的量濃度c：………（1）式中：c——?dú)溲趸洏?biāo)準(zhǔn)溶液的物質(zhì)的量濃度，單位為摩爾每升（mol/Lm——稱取碳酸鈣的質(zhì)量，單位為克（g）；V1——標(biāo)定時(shí)，滴定消耗標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，單位為毫升（mL）；V0——滴定空白溶液所消耗氫氧化鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，單位為毫升（mLM1——碳酸鈣的摩爾質(zhì)量，單位為克每摩爾（g/molM=100.09）。兩人平行標(biāo)定，每人標(biāo)定四份，測定值保留四位有效數(shù)字，其極差值不大于5×10-4mol/L時(shí)，取其平均值，否則重新標(biāo)定。標(biāo)準(zhǔn)溶液每隔14天應(yīng)重新標(biāo)定一次。4.3儀器設(shè)備4.3.1分析天平，分度值0.0001g。4.3.2高溫管式電爐：附帶范圍在0℃~1600℃間的溫度控制器，電爐最高溫度1350℃,常用溫度1250℃~1300℃。4.3.3轉(zhuǎn)子流量計(jì)，流量范圍0L/min～2L/min。4.3.4錐形瓷管：內(nèi)徑18mm，外徑22mm，總長600mm，每次測定前，均應(yīng)在1200℃~1250℃充分燃燒。4.3.5瓷舟：長88mm，使用前應(yīng)在1000℃預(yù)先灼燒1h。4.3.6一般實(shí)驗(yàn)室常用儀器和設(shè)備。玻璃器皿應(yīng)使用符合國家標(biāo)準(zhǔn)的A級品。4.3.7碳的測定裝置見圖1。標(biāo)引序號說明：1——氧氣瓶；2——減壓閥；3GB/T7739.9—202X3——轉(zhuǎn)子流量計(jì)；4——洗氣瓶：內(nèi)裝高錳酸鉀-氫氧化鈉溶液（4.2.6液面高約1/3瓶高；5——洗氣瓶：內(nèi)裝濃硫酸（4.2.5液面高約1/3瓶高；6——干燥塔：內(nèi)裝變色硅膠（4.2.27——電源；8——溫度控制器；9——瓷舟；10——橡膠塞；11——高溫管式電爐；12——錐形瓷管；13——洗氣瓶：內(nèi)裝30%過氧化氫（4.2.714——洗氣瓶：內(nèi)裝1∶1活性二氧化錳漿（4.2.815——照明燈；16——堿式滴定管；17——150mL氣體吸收瓶；18——多孔氣體擴(kuò)散管。圖1非水滴定法測定碳裝置圖4.4樣品4.4.1試樣4.4.1.1試樣粒度不大于0.074mm。4.4.1.2試樣應(yīng)在100℃~105℃烘干1h后，置于干燥器中，冷卻至室溫。4.4.2試料按表1稱取試樣，精確至0.0001g。表1試料質(zhì)量%g>1.00～5.00>5.00～10.004.5試驗(yàn)步驟4.5.1空白試驗(yàn)隨同試料做空白試驗(yàn)。4.5.2測定次數(shù)獨(dú)立進(jìn)行兩次測定，結(jié)果取其平均值。4.5.3測定4GB/T7739.9—202X4.5.3.1按圖1連接好全部裝置，接通高溫管式電爐電源，逐漸加大電壓，使?fàn)t溫升至1250℃。在二氧化碳吸收瓶中加入吸收溶液（4.2.9使吸收液的液面距離氣體擴(kuò)散管下端100mm。在通氣的條件下檢查裝置的氣密性。調(diào)節(jié)氧氣流量為0.2L/min，打開氣體吸收瓶處照明燈，并調(diào)整燈光位置，用鎳鉻絲將盛有碳酸鈣（4.2.1）的瓷舟迅速推入燃燒管溫度最高處，立即塞緊橡膠塞通入氧氣，待吸收瓶中溶液藍(lán)色消退時(shí)，立即用氫氧化鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液（4.2.10）滴定至出現(xiàn)穩(wěn)定的亮藍(lán)色并能保持1min，即為終點(diǎn)，不記讀數(shù)。若試料中硫含量低于0.20%時(shí)，可將洗氣瓶（13、14）移除。4.5.3.2按表1稱取試樣，覆蓋0.2g氧化銅，用鎳鉻絲將盛有試料的瓷舟（4.3.5）迅速推入錐形瓷管溫度最高處，立即塞緊橡膠塞通入氧氣，調(diào)整氧氣流量為0.2L/min，在燃燒過程中，當(dāng)吸收溶液褪色時(shí)，立即滴入氫氧化鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液（4.2.10近終點(diǎn)時(shí)，每次滴入0.10mL～0.20mL氫氧化鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液，待吸收溶液（4.2.9）混合至均勻的藍(lán)色后繼續(xù)滴定，當(dāng)吸收溶液（4.2.9）滴定至與4.5.3.1終點(diǎn)顏色一致，并能持續(xù)保持1min穩(wěn)定的亮藍(lán)色不褪色，即為終點(diǎn)。4.5.3.3每測完一個(gè)樣，用鎳鉻絲將燃燒過的瓷舟取出，將顏色調(diào)至與4.5.3.1終點(diǎn)顏色一致，再進(jìn)行下一個(gè)樣品的測定。4.6試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理按式（2）計(jì)算碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)mc：式中：…………………mc——碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，用百分?jǐn)?shù)（%）表示；c——?dú)溲趸洏?biāo)準(zhǔn)滴定溶液的物質(zhì)的量濃度，單位為摩爾每升（mol/LV3——滴定試料溶液消耗標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，單位為毫升（mLV2——滴定空白溶液消耗標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，單位為毫升（mLM2——碳的摩爾質(zhì)量，單位為克每摩爾（g/molM=12.01）。m0——試料的質(zhì)量，單位為克（g）。計(jì)算結(jié)果表示至小數(shù)點(diǎn)后兩位。4.7精密度4.7.1重復(fù)性在重復(fù)性條件下獲得的兩次獨(dú)立測試結(jié)果的測定值，在以下給出的平均值范圍內(nèi)，這兩個(gè)測試結(jié)果的絕對差值不超過重復(fù)性限（r超出重復(fù)性限（r）的情況不超過5%，重復(fù)性限（r）按表2數(shù)據(jù)采用線性內(nèi)插法求得。表2重復(fù)性限（方法1）c/%r/%4.7.2再現(xiàn)性在再現(xiàn)性條件下獲得的兩次獨(dú)立測試結(jié)果的測定值，在以下給出的平均值范圍內(nèi)，這兩個(gè)測試結(jié)果的絕對差值不超過再現(xiàn)性限（R超出再現(xiàn)性限（R）的情況不超過5%，再現(xiàn)性限（R）按表3數(shù)據(jù)采用線性內(nèi)插法求得。5GB/T7739.9—202X表3再現(xiàn)性限（方法1）c/%R/%4.8試驗(yàn)報(bào)告試驗(yàn)報(bào)告至少應(yīng)給出以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：——試樣；——所使用的文件GB/T7739.9—202×;——所使用的方法；——試驗(yàn)結(jié)果及其表示；——與基本試驗(yàn)步驟的差異；——試驗(yàn)中觀察到的異常現(xiàn)象；——試驗(yàn)日期。5方法2：高頻燃燒紅外吸收法5.1原理試料于高頻感應(yīng)爐的氧氣流中加熱燃燒，生成的二氧化碳，由氧氣載至紅外線分析器的測量室，二氧化碳吸收某特定波長的紅外能，其吸收能與其濃度成正比，根據(jù)檢測器接受能量的變化可測得碳的含量。5.2試劑或材料5.2.1無水高氯酸鎂：粒度為0.7mm～1.2mm。5.2.2燒堿石棉。5.2.3純鐵：mc＜0.0005%，粒度小于1.25mm。5.2.4純鎢：mc＜0.0005%，粒度小于0.63mm。5.2.5高純氧氣：質(zhì)量分?jǐn)?shù)不小于99.9%。5.2.6動(dòng)力起源：氮?dú)猓s質(zhì)含量小于0.05%。5.2.7標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)：碳硫（鋼鐵）成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（優(yōu)先選擇與樣品同類型的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)）。5.3儀器設(shè)備5.3.1分析天平，分度值0.0001g。5.3.2高頻紅外碳硫分析儀。5.3.3高頻紅外碳硫分析儀坩堝，在1000℃馬弗爐中灼燒1h。5.3.4儀器參數(shù)：沖洗時(shí)間30s、延遲時(shí)間2s、燃燒時(shí)間15s、分析時(shí)間40s、吹氧流量2000mL/min、分析流量3600mL/min。5.4樣品5.4.1試樣5.4.1.1試樣粒度不大于0.074mm。6GB/T7739.9—202X5.4.1.2試樣應(yīng)在100℃~105℃烘1h后，置于干燥器中，冷卻至室溫。5.4.2試料根據(jù)試樣中碳的含量，按表4稱取試料，精確至0.0001g。表4試料質(zhì)量%g>0.02～0.50>0.50～2.00>2.00～5.00>5.00～10.005.5試驗(yàn)步驟5.5.1空白試驗(yàn)隨同試料做空白試驗(yàn)。5.5.2測定次數(shù)獨(dú)立進(jìn)行兩次測定，結(jié)果取其平均值。5.5.3工作曲線的繪制按照表4稱取標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，每個(gè)區(qū)間的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)不少于3個(gè)，置于經(jīng)過熱處理后的空白坩堝（5.3.3）內(nèi)，加入0.6g左右的純鐵（5.2.3）助熔劑，再覆蓋2g純鎢（5.2.4）助熔劑。將坩堝置于高頻紅外碳硫儀的坩堝托上，按5.5.4步驟進(jìn)行測定，測定完成后，由儀器繪制校準(zhǔn)曲線并存儲數(shù)據(jù)。5.5.4測定5.5.4.1開啟高頻紅外碳硫儀，選擇好分析通道，待儀器預(yù)熱至少30min后再進(jìn)行測定。5.5.4.2按表4稱取樣品置于在經(jīng)過熱處理后的空白坩堝（5.3.3）內(nèi)，加入0.6g純鐵（5.2.3）助熔劑，再覆蓋2g純鎢（5.2.4）助熔劑，將坩堝置于高頻紅外碳硫儀的坩堝托上，進(jìn)行測定。由儀器計(jì)算出碳的含量。5.6試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理根據(jù)吸收能與碳的濃度關(guān)系，從工作曲線上得出碳的含量。當(dāng)碳含量小于0.10%時(shí)，計(jì)算結(jié)果表示到小數(shù)點(diǎn)后三位；當(dāng)碳含量大于等于0.10%時(shí)，計(jì)算結(jié)果表示至小數(shù)點(diǎn)后兩位。5.7精密度5.7.1重復(fù)性在重復(fù)性條件下獲得的兩次獨(dú)立測試結(jié)果的測定值，在以下給出的平均值范圍內(nèi)，這兩個(gè)測試結(jié)果的絕對差值不超過重復(fù)性限（r超出重復(fù)性限（r）的情況不超過5%，重復(fù)性限（r）按表5數(shù)據(jù)采用線性內(nèi)插法求得。碳的含量低于最低水平，重復(fù)性限按外延法求得；碳的含量高于最高水平，重復(fù)性限7GB/T7739.9—202X按最高水平執(zhí)行。表5重復(fù)性限（方法2）c/%r/%5.7.2再現(xiàn)性在再現(xiàn)性條件下獲得的兩次獨(dú)立測試結(jié)果的測定值，在以下給出