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摘要:硅铝钙钡是一种最新合成发现的脱氧剂,具有很好的脱氧能力,合理使用硅铝钙钡能减少非金属杂物的数量,将它添加至合金钢中,还能优化钢的性能。钡元素是一种优异的有益元素,在炼钢时则需要注意内涵元素的百分比。在以前的化学实验中,传统分析方法无法满足分析钡元素含量方法的速度需求,经过试验的改进,现代测量方法已经可以一次沉淀、快速测定该元素的含量。并且相比传统测量方法拥有更好的准确度,应该受到推广,改良关于钡元素的测量方法。
关键词:硅铝钙钡;钡;含量方法;测定
硅铝钙钡合金中含有各种大量的元素,随着技术的更新,在测定钡含量时,传统的测定方法会在硅铝钙钡合金中产生细微杂质,这样一来导致测量数据分母的偏大,钡的测定量不精准。若进行二次沉淀对钡含量测定,则耗费时间较长,步骤略微繁杂,不适用炼钢分析的要求。我们经过实践,对溶样方法控制变量逐步实验,只用一次沉淀就能取得理想成果,在保证加快速度的同时得出精准的钡含量百分比。
一、测定实验说明
硅铝钙钡合金是良好的脱氧剂,有优秀的脱氧和净化钢杂质的优点,脱氧能力比金属元素铝高。钡净化钢的特质,是因为钡元素与钙元素结合形成一种化合物,可以提高其溶解度,除此之外就是降低非金属杂质的含量以及化学形态。另外,利用合金作为钙源加入炼钢过程中,相比于传统方法而言,既减少了加入金属的分量,又能充分的保留其中的钙含量,并且实验发现溶液中的钙具有更强的稳定性。钡在炼钢的适用温度下,也可以降低钙的蒸气压,有效的保护了钢中的钙,减少了在炼化过程中的挥发与消耗,从而达到对钢液的优化作用。
经过改良之后的试验方法,主要有以下特点:1:脱氧能力优秀,能够解决钢水流动性带来的铸水口结瘤问题。2:能够提高其中元素的回收比率,以及减少对碳粉的使用,节约能源。3:强氧化性的特点以及脱硫效果显著,减少炼钢耗费时间。4:使用范围广,实验当中所用到的炼钢脱氧原料都能适当的做出替换,也能根据实际需求做出改良,一定程度上降低了实验难度,节约了成本。因此,测定硅铝钙钡合金中钡元素含量意义重大。
硫酸钡重量法是一种晶体沉淀,对于沉淀的条件也有严格要求,实验中影响沉淀的因素也較多。例如:沉淀的介质、沉淀酸碱度、沉淀时间等,在进行样品实验分析的时候,需要对实验条件严格控制,否则结果会出现极大的误差。
二、试验方法
三、实验方法改进分析
在沉淀介质的选择上,应该使用盐酸作为介质,溶液离子的组成简单而且不易被氧化。经过试验得知,盐酸共沉淀情况不明显,因此实验选择盐酸为沉淀介质。酸度的大小能够控制实验当中沉淀的效果,酸度太高会致使硫酸钡的沉淀不易形成。最好的酸度控制范围在0.10~0.17MoI/L,这是硫酸钡沉淀生成最容易的区间。在这次实验中,推荐使用的是(1+1)5ML,酸度计算得出为0.15mol/L,这时的测定效果最佳。
沉淀剂的加入量需要进行控制,沉淀剂的量过大,容易发生盐效应致使沉淀溶解度变高。在实验中,最好将沉淀的溶解量范围控制于0.2毫克以下,通过计算,可以得到沉淀剂的最佳用量在20%至30%。在这次实验中,我们加入了15ml的硫酸,对应的硫酸根离子浓度在0.108mol/L,这样的沉淀损失量在6*10-8,对比实验结果得出,该浓度含量的沉淀剂能够达到实验的理想状态。
实验当中对沉淀时间和陈化时间需要控制。我们发现在温度较高的溶液中,试验获得的沉淀中含有比较大的晶粒,减少杂质的吸附。于是我们对其采用煮沸条件实验,并观察实验现象,得知沉淀剂在加入以后,保持这个温度十分钟到二十分钟左右。陈化这一步骤则是为了使完整的晶粒让沉淀更加纯净,陈化时间控制在二至四小时的加热条件下。另外,选择解热沸腾十分钟,与水浴陈化二小时都能增加分析效率。
四、样品分析
通过以上的实验方法,对得到的实验结果进行分析,为了尽量减少实验误差,样品都进行了5次钡含量测定,再计算出数据的平均值与相对标准差。得到的计算结果证明标准偏差小于1,实验得到的钡含量数据的精准度较高,实验数据如下表:
五、结束语
实验对传统的硫酸钡重量法做出了改善,对于不溶于酸的残渣做出了先进行过滤再实施碱熔回收的方法。我们发现在这整个实验当中,只有一次沉淀步骤,这样不会掺杂进其他干扰离子,导致我们实验的分析速度加快。另外,在实验中,关于调解溶液酸碱度区间时,一定要使用盐酸羟胺,如果加入试剂顺序发生错误,会致使溶液指示剂颜色变化现象不明显,影响沉淀的酸度进而影响沉淀效果。改进方法后,实验中的酸溶液体积量易于掌控,对分析效率以及分析准确速度都有益处。实验数据也证明,该方法能够加快钡含量百分比分析的速度,可以进行推广。
参考文献:
[1]鲍希波, 冯超, 杜彩霞,等. X-射线荧光光谱法测硅铁、硅铝钡钙中合金元素含量方法:, CN104569018A[P]. 2015.
[2]刘静, 刘岱松, 赵忠. 硫酸铜催化重铬酸钾滴定法测定硅铝钙钡合金中铁[J]. 莱钢科技, 2016(1):36-38.
(作者单位:中天钢铁集团有限公司质管处)
关键词:硅铝钙钡;钡;含量方法;测定
硅铝钙钡合金中含有各种大量的元素,随着技术的更新,在测定钡含量时,传统的测定方法会在硅铝钙钡合金中产生细微杂质,这样一来导致测量数据分母的偏大,钡的测定量不精准。若进行二次沉淀对钡含量测定,则耗费时间较长,步骤略微繁杂,不适用炼钢分析的要求。我们经过实践,对溶样方法控制变量逐步实验,只用一次沉淀就能取得理想成果,在保证加快速度的同时得出精准的钡含量百分比。
一、测定实验说明
硅铝钙钡合金是良好的脱氧剂,有优秀的脱氧和净化钢杂质的优点,脱氧能力比金属元素铝高。钡净化钢的特质,是因为钡元素与钙元素结合形成一种化合物,可以提高其溶解度,除此之外就是降低非金属杂质的含量以及化学形态。另外,利用合金作为钙源加入炼钢过程中,相比于传统方法而言,既减少了加入金属的分量,又能充分的保留其中的钙含量,并且实验发现溶液中的钙具有更强的稳定性。钡在炼钢的适用温度下,也可以降低钙的蒸气压,有效的保护了钢中的钙,减少了在炼化过程中的挥发与消耗,从而达到对钢液的优化作用。
经过改良之后的试验方法,主要有以下特点:1:脱氧能力优秀,能够解决钢水流动性带来的铸水口结瘤问题。2:能够提高其中元素的回收比率,以及减少对碳粉的使用,节约能源。3:强氧化性的特点以及脱硫效果显著,减少炼钢耗费时间。4:使用范围广,实验当中所用到的炼钢脱氧原料都能适当的做出替换,也能根据实际需求做出改良,一定程度上降低了实验难度,节约了成本。因此,测定硅铝钙钡合金中钡元素含量意义重大。
硫酸钡重量法是一种晶体沉淀,对于沉淀的条件也有严格要求,实验中影响沉淀的因素也較多。例如:沉淀的介质、沉淀酸碱度、沉淀时间等,在进行样品实验分析的时候,需要对实验条件严格控制,否则结果会出现极大的误差。
二、试验方法
三、实验方法改进分析
在沉淀介质的选择上,应该使用盐酸作为介质,溶液离子的组成简单而且不易被氧化。经过试验得知,盐酸共沉淀情况不明显,因此实验选择盐酸为沉淀介质。酸度的大小能够控制实验当中沉淀的效果,酸度太高会致使硫酸钡的沉淀不易形成。最好的酸度控制范围在0.10~0.17MoI/L,这是硫酸钡沉淀生成最容易的区间。在这次实验中,推荐使用的是(1+1)5ML,酸度计算得出为0.15mol/L,这时的测定效果最佳。
沉淀剂的加入量需要进行控制,沉淀剂的量过大,容易发生盐效应致使沉淀溶解度变高。在实验中,最好将沉淀的溶解量范围控制于0.2毫克以下,通过计算,可以得到沉淀剂的最佳用量在20%至30%。在这次实验中,我们加入了15ml的硫酸,对应的硫酸根离子浓度在0.108mol/L,这样的沉淀损失量在6*10-8,对比实验结果得出,该浓度含量的沉淀剂能够达到实验的理想状态。
实验当中对沉淀时间和陈化时间需要控制。我们发现在温度较高的溶液中,试验获得的沉淀中含有比较大的晶粒,减少杂质的吸附。于是我们对其采用煮沸条件实验,并观察实验现象,得知沉淀剂在加入以后,保持这个温度十分钟到二十分钟左右。陈化这一步骤则是为了使完整的晶粒让沉淀更加纯净,陈化时间控制在二至四小时的加热条件下。另外,选择解热沸腾十分钟,与水浴陈化二小时都能增加分析效率。
四、样品分析
通过以上的实验方法,对得到的实验结果进行分析,为了尽量减少实验误差,样品都进行了5次钡含量测定,再计算出数据的平均值与相对标准差。得到的计算结果证明标准偏差小于1,实验得到的钡含量数据的精准度较高,实验数据如下表:
五、结束语
实验对传统的硫酸钡重量法做出了改善,对于不溶于酸的残渣做出了先进行过滤再实施碱熔回收的方法。我们发现在这整个实验当中,只有一次沉淀步骤,这样不会掺杂进其他干扰离子,导致我们实验的分析速度加快。另外,在实验中,关于调解溶液酸碱度区间时,一定要使用盐酸羟胺,如果加入试剂顺序发生错误,会致使溶液指示剂颜色变化现象不明显,影响沉淀的酸度进而影响沉淀效果。改进方法后,实验中的酸溶液体积量易于掌控,对分析效率以及分析准确速度都有益处。实验数据也证明,该方法能够加快钡含量百分比分析的速度,可以进行推广。
参考文献:
[1]鲍希波, 冯超, 杜彩霞,等. X-射线荧光光谱法测硅铁、硅铝钡钙中合金元素含量方法:, CN104569018A[P]. 2015.
[2]刘静, 刘岱松, 赵忠. 硫酸铜催化重铬酸钾滴定法测定硅铝钙钡合金中铁[J]. 莱钢科技, 2016(1):36-38.
(作者单位:中天钢铁集团有限公司质管处)