1JB/T9220—2023鑄造化鐵爐爐渣化學(xué)成分分析方法本文件規(guī)定了鑄造化鐵爐爐渣化學(xué)成分分析試樣的制備，描述了高氯酸脫水重量法測定二氧化硅量、重鉻酸鉀容量法測定氧化亞鐵量、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定一氧化錳、三氧化二鋁、氧化鈣、氧化鎂和五氧化二磷量及紅外線吸收法測定硫量的方法。本文件適用于鑄造化鐵爐爐渣化學(xué)成分的分析活動。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/T6682分析實(shí)驗(yàn)室用水規(guī)范和試驗(yàn)方法GB/T12806實(shí)驗(yàn)室玻璃儀器單標(biāo)線容量瓶GB/T12808實(shí)驗(yàn)室玻璃儀器單標(biāo)線吸量管3術(shù)語和定義本文件沒有需要界定的術(shù)語和定義。4分析試樣的制備4.1鑄造化鐵爐爐渣分析試樣一律采取干樣。4.2將取回的分析試樣按四分縮分法粗分，通過60～80目篩子，用強(qiáng)磁鐵除去混入的鐵粒，最后粉碎至全部通過160目篩子。4.3將通過160目篩子的試樣充分混勻，采用四分縮分法獲取實(shí)驗(yàn)室分析用試樣。4.4將實(shí)驗(yàn)室分析試樣在105℃±5℃下烘干1h，取出后放入干燥器中冷卻至室溫。5高氯酸脫水重量法測定二氧化硅量5.1原理試樣經(jīng)堿熔融、鹽酸浸取，在酸性介質(zhì)中硅酸根轉(zhuǎn)化成硅酸。用高氯酸蒸發(fā)冒煙使硅酸脫水，過濾洗凈后灼燒生成二氧化硅。在硫酸存在下，用氫氟酸處理，使二氧化硅生成四氟化硅揮發(fā)除去。由除硅前后的質(zhì)量差計(jì)算二氧化硅的百分含量。5.2試劑測定二氧化硅所用試劑：——試驗(yàn)用水應(yīng)符合GB/T6682中三級以上水；——無水碳酸鈉；——混合熔劑：2份無水碳酸鈉與1份四硼酸鈉混合均勻；——鹽酸，ρ1.19g/mL；——鹽酸，1+1；——鹽酸，5+95；——高氯酸，ρ1.67g/mL；——硫氰酸銨溶液，50g/L，稱取5.0000g硫氰酸銨溶于100mL水中；2JB/T9220—2023——硝酸銀溶液，10g/L，稱取1.0000g硝酸銀溶于100mL水中；——無水乙醇；——硫酸，ρ1.84g/mL；——?dú)浞?，?.15g/mL。5.3儀器及器皿測定二氧化硅所用儀器和器皿：——電熱板；——高溫爐；——鉑坩堝，30mL；——天平：感量為0.1mg5.4分析步驟5.4.1試樣用量稱取試樣0.5g，精確至0.0001g。5.4.2空白試驗(yàn)隨同試樣做空白試驗(yàn)。5.4.3測定5.4.3.1將試樣置于30mL鉑坩堝中，加入5g混合熔劑，攪勻，加蓋置于電熱板上200℃左右低溫烘烤5min～10min，將鉑坩堝置于950℃的高溫爐中，熔融10min～15min。若試樣不含氟時，可直接加入5g無水碳酸鈉熔融即可。5.4.3.2從高溫爐中取出鉑坩堝冷卻后，沖干凈鉑坩堝外壁，放入400mL燒杯中，用40mL熱鹽酸(1+1)浸取，待熔融物溶出，用熱水洗凈鉑坩堝及鉑坩堝蓋，加入30mL高氯酸，微熱至熔融物溶解完全.然后加熱至冒高氯酸白煙，蓋上表面皿，繼續(xù)加熱使高氯酸煙回流l0min左右。5.4.3.3取下燒杯稍冷，加入50mL熱水，攪拌，再加熱(但不要煮沸)使可溶性鹽類溶解，用中速定量濾紙加少量定量濾紙紙漿過濾，用裹有定量濾紙的玻璃棒將粘附在燒杯壁上的沉淀仔細(xì)擦下，并將玻璃棒上的定量濾紙放入漏斗中，用熱鹽酸(5+95)洗凈燒杯及表面皿。并洗滌沉淀物和濾紙至無鐵離子（用硫氰酸銨溶液檢查），然后用熱水洗滌至無氯離子（用硝酸銀溶液檢查）。5.4.3.4將濾液及洗滌液移入原燒杯中，加熱濃縮至冒高氯酸白煙，蓋上表面皿，并回流10min左右，再按4.4.3.3進(jìn)行過濾、洗滌。5.4.3.5將兩次所得的沉淀物連同濾紙和紙漿置于鉑坩堝中，烘干、灰化，用鉑坩堝蓋蓋上鉑坩堝，并留出一點(diǎn)縫隙，于950℃的高溫爐中灼燒15min～20min。5.4.3.6取出鉑坩堝稍冷，加入lmL鹽酸，1mL無水乙醇，于電熱板上低溫小心蒸干，重復(fù)一次。然后置于950℃的高溫爐中灼燒10min，取出稍冷，置于干燥器中，冷至室溫后稱量，并重復(fù)灼燒至恒量。5.4.3.7沿鉑坩堝內(nèi)壁加水濕潤沉淀，加入2滴硫酸，3ml氫氟酸，蒸發(fā)近干。再加入3mL氫氟酸蒸干，并重復(fù)加3mL氫氟酸蒸干3～4次，并繼續(xù)加熱至硫酸白煙完全驅(qū)盡為止，置于950℃的高溫爐中灼燒l0min，取出稍冷，置于干燥器中，冷至室溫后稱量，并重復(fù)灼燒至恒量。5.5分析結(jié)果的計(jì)算）：…………SiO2——二氧化硅量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，%）；m1——?dú)浞崽幚砬般K坩堝與沉淀的質(zhì)量，單位為克（g3JB/T9220—2023m2——?dú)浞崽幚砗筱K坩堝與殘?jiān)馁|(zhì)量，單位為克（gm3——?dú)浞崽幚砬般K坩堝與空白沉淀的質(zhì)量，單位為克（gm4——?dú)浞崽幚砗筱K坩堝與空白殘?jiān)馁|(zhì)量，單位為克（gm0——試樣量，單位為克（g）。5.6允許誤差分析結(jié)果的差值應(yīng)不大于表1所列允許誤差。用標(biāo)準(zhǔn)試樣校驗(yàn)時，結(jié)果偏差不應(yīng)超過表1所列允許誤差的1/2。表1分析結(jié)果的允許誤差6重鉻酸鉀容量法測定氧化亞鐵量6.1原理在二氧化碳隔絕空氣的氣氛中，用鹽酸-氫氟酸低溫加熱分解試樣。在硫酸-磷酸混合介質(zhì)中，用二苯胺磺酸鈉作指示劑，用重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。6.2試劑測定氧化亞鐵所用試劑：——試驗(yàn)用水應(yīng)符合GB/T6682中三級以上水；——碳酸氫鈉；——鹽酸—?dú)浞峄旌纤幔涸谒芰媳屑尤?00mL水、100mL鹽酸(ρ1.19g/mL)、20mL氫氟酸(ρ1.15g/ml)，混勻；——硫酸—磷酸混合酸：取700mL水置于2000mL燒杯中，在不斷攪拌下，緩慢沿?zé)诩尤?50mL硫酸(ρ1.84g/mL)，冷卻后加150mL磷酸(ρ1.70g/mL)，配制成150+150+700的硫酸—磷酸混合酸，混勻；——硼酸飽和溶液；——二苯胺磺酸鈉溶液，1.2g/L：稱取0.12g二苯胺磺酸鈉溶于100mL水中，滴加2滴硫酸——重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液，0.004mol/L：準(zhǔn)確稱取1.1768g基準(zhǔn)重鉻酸鉀(預(yù)先經(jīng)150℃烘干1h后，置于干燥器中冷卻至室溫)溶于水后移入1000mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。6.3儀器及器皿測定氧化亞鐵所用儀器和器皿：——還原裝置見圖1，還原管詳細(xì)結(jié)構(gòu)見圖2；4JB/T9220—2023還原管圖1還原裝置圖2還原管——錐形瓶，500mL；——滴定管，25mL；——量筒，100mL，50mL，25mL。6.4分析步驟6.4.1試樣用量按表2稱取試樣量，精確至0.0001g。表2試驗(yàn)稱樣量>5.006.4.2空白試驗(yàn)隨同試樣做空白試驗(yàn)。6.4.3測定將試樣置于500mL錐形瓶中，并向錐形瓶中加少量水搖動使試樣散開，避免結(jié)塊，加入2g碳酸氫鈉，25mL水，再加入50mL鹽酸-氫氟酸混合酸，塞上盛有碳酸氫鈉飽和液的還原管，置于電熱板上低溫加熱分解試樣，溶解至液面出現(xiàn)大氣泡，取下溶樣瓶，迅速流水冷卻30s，拔去還原管（拔去還原管至滴定結(jié)束，要求控制在2min之內(nèi)），立即加入100mL水，25mL硫酸-磷酸混合酸，25mL硼酸飽和溶液，加入5～7滴二苯胺磺酸鈉溶液，立即用重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至紫紅色為終點(diǎn)。6.4.4分析結(jié)果的計(jì)算按式(100%………….（2）式中：FeO——氧化亞鐵量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，%；V——滴定試液所消耗重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，單位為毫升，（mL）；V0——滴定試劑空白所消耗重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，單位為毫升mLC——重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的摩爾濃度，單位為摩爾/升mol/Lm——試樣量，單位為克（g5JB/T9220—202371.85一一氧化亞鐵的摩爾量。6.4.5允許誤差分析結(jié)果的差值應(yīng)不大于表3所列誤差。用標(biāo)準(zhǔn)試樣校驗(yàn)時，其偏差不應(yīng)超過表3所列誤差的1/2。表3分析結(jié)果的允許誤差>7.00～10.00>3.00～5.00>10.00～20.00>5.00～7.00>20.007電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定一氧化錳、三氧化二鋁、氧化鈣、氧化鎂、五氧化二磷量7.1原理試料用鹽酸、氫氟酸溶解，硝酸和高氯酸冒煙驅(qū)氟，稀釋至一定體積，將霧化溶液引入電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀，檢測各個分析元素分析線的發(fā)射光強(qiáng)度，測定出各元素含量。7.2試劑與標(biāo)準(zhǔn)溶液7.2.1試劑試驗(yàn)用試劑：——試驗(yàn)用水應(yīng)符合GB/T6682中三級以上水；——?dú)浞?ρ1.15g/mL；——鹽酸，ρ1.19g/mL；——硝酸，ρ1.19g/mL；——硝酸，1+1；——高氯酸，ρ1.67g/mL；——高純氬：(ωAr）≥99.95。7.2.2標(biāo)準(zhǔn)儲備液的配制7.2.2.11000μg/mL鋁標(biāo)準(zhǔn)儲備液的配制稱取1.0000g金屬鋁(≥99.99%）置于250mL聚四氟乙烯燒杯中，加入25mL的氫氧化鈉溶液（200g/L），加熱溶解完全后，用硝酸中和并過量，煮沸至溶液清亮，冷卻至室溫，移入1000mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。7.2.2.21000μg/mL鈣標(biāo)準(zhǔn)儲備液的配制稱取2.4972g在110℃下干燥至恒量的碳酸鈣(≥99.99%）于250mL燒杯中，蓋上表面皿，緩慢加20mL硝酸（1+1），加熱至溶解完全，煮沸驅(qū)盡二氧化碳，冷卻至室溫，移入1000mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。7.2.2.31000μg/mL鎂標(biāo)準(zhǔn)儲備液的配制稱取1.6582g經(jīng)850℃灼燒30min并在干燥器中冷卻至室溫的氧化鎂(≥99.9%置于250mL燒杯中，加入20mL硝酸（1+1），加熱溶解完全，冷卻至室溫，移入1000mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。7.2.2.41000μg/mL錳標(biāo)準(zhǔn)儲備液的配制稱取1.0000g已除去表面氧化物的金屬錳(≥99.9%）于250mL燒杯中，加20mL硝酸（1+1加熱至溶解完全，冷卻至室溫，移入1000mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。6JB/T9220—20237.2.2.51000μg/mL磷標(biāo)準(zhǔn)儲備液的配制稱取4.3936g于110℃干燥至恒重的基準(zhǔn)磷酸二氫鉀(≥99.9%）于400mL燒杯中，加200mL的水，溶解完全后移入1000mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。7.2.2.6標(biāo)準(zhǔn)儲備液的稀釋為了方便配制校準(zhǔn)曲線，可將鋁、鈣、鎂、錳、磷元素的1000μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)儲備液稀釋為100μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)溶液。也可選用相應(yīng)濃度有證系列國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的混合溶液、單標(biāo)溶液，并稀釋到所需濃度。7.2.2.7爐渣標(biāo)準(zhǔn)樣品爐渣標(biāo)準(zhǔn)樣品，用于本方法過程控制的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，可以采用有證的國家級或行業(yè)級爐渣標(biāo)準(zhǔn)樣品。7.2.3儀器及器皿試驗(yàn)用儀器及器皿：——單刻度移液管和單刻度容量瓶，符合GB/T12808和GB/T12806的規(guī)定；——分析天平，天平感量為0.1mg；——聚四氟乙烯燒杯：250mL；——ICP-AES電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀。7.3分析步驟7.3.1試樣用量稱取干燥后并冷卻至室溫的試樣0.1g～0.2g試樣，精確至0.0001g。7.3.2空白試驗(yàn)和驗(yàn)證試驗(yàn)每次操作，都應(yīng)在相同條件下與試樣一起平行分析一個同類型爐渣標(biāo)準(zhǔn)樣品和一個空白試驗(yàn)，爐渣標(biāo)準(zhǔn)樣品的干燥試樣應(yīng)按3.4的規(guī)定制備。7.3.3試樣分解將稱量好的待測試樣置于聚四氟乙烯燒杯中，用少量水潤濕，加鹽酸20mL,加氫氟酸5mL，低溫加熱溶解，待試樣溶解一段時間后，再加入氫氟酸5mL，至試樣溶解后，再加硝酸5mL和高氯酸10mL，加熱至冒高氯酸濃白煙5min，取下冷卻，用少許水沖洗內(nèi)壁，繼續(xù)加熱至冒高氯酸煙至聚四氟乙烯燒杯內(nèi)殘留4mL～5mL溶液，取下稍冷，加水約20mL加熱溶解鹽類。取下冷卻至室溫后轉(zhuǎn)入100mL容量瓶中待測（當(dāng)測定樣品中氧化鈣和氧化鎂含量較高時，可進(jìn)行適量的稀釋后，用于氧化鈣和氧化鎂的測定。）7.3.4校準(zhǔn)曲線配制分別移取100μg/mL的鋁、鈣、鎂、錳和磷標(biāo)液,根據(jù)試料中元素含量，分別加入不同的標(biāo)準(zhǔn)溶液體積至一組100mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。亦可根據(jù)待測樣品選用不同含量的爐渣標(biāo)準(zhǔn)樣品，按6.4.3制備系列標(biāo)準(zhǔn)溶液。7.3.5測定前準(zhǔn)備在儀器穩(wěn)定的狀態(tài)下，打開測試軟件，按儀器說明書對儀器進(jìn)行工作條件的優(yōu)化，選擇合適的測量條件。輸入測定樣品的相關(guān)信息，建立校準(zhǔn)曲線。開啟等離子體點(diǎn)火鍵點(diǎn)火，點(diǎn)火后確認(rèn)儀器運(yùn)行正常，穩(wěn)定10min以上可進(jìn)行測定。推薦分析譜線如下表4：表4推薦的分析譜線7JB/T9220—2023P7.3.6校準(zhǔn)曲線溶液測定在優(yōu)化并穩(wěn)定的儀器上進(jìn)行校準(zhǔn)曲線溶液測定，先使用零點(diǎn)校準(zhǔn)溶液，并按濃度增大的順序吸入校準(zhǔn)曲線溶液，在每次吸入溶液之間吸入去離子水，每個校準(zhǔn)曲線溶液至少重復(fù)測定二次，取兩個讀數(shù)的平均值。校準(zhǔn)曲線溶液測量后，計(jì)算機(jī)自動繪制出每個待測定元素的校準(zhǔn)曲線，觀察每個待測定元素的曲線線性，選擇曲線線性相關(guān)系數(shù)大于0.995的曲線作為分析校準(zhǔn)曲線。7.3.7待測試樣溶液測定每個待測定元素的校準(zhǔn)曲線符合要求后，進(jìn)行待測定試樣溶液的測定操作，每次測定之間吸入去離子水沖洗。待測定試樣溶液和標(biāo)準(zhǔn)樣品溶液至少應(yīng)重復(fù)進(jìn)行兩次測定，取測定值的平均值。7.4分析結(jié)果計(jì)算7.4.1校準(zhǔn)曲線繪制從校準(zhǔn)曲線溶液測出的發(fā)射光強(qiáng)度值對應(yīng)元素的相應(yīng)濃度，計(jì)算機(jī)自動繪制校準(zhǔn)曲線。7.4.2分析結(jié)果計(jì)算根據(jù)待測試樣溶液的發(fā)射光強(qiáng)度值，計(jì)算機(jī)自動從校準(zhǔn)曲線中分別計(jì)算出每個待測定元素各自的濃度值，乘以對應(yīng)的換算系數(shù)計(jì)算出每個待測定元素各自的氧化物量。7.4.3允許誤差分析結(jié)果的差值應(yīng)不大于下表5所列允許誤差值，用標(biāo)準(zhǔn)試樣校驗(yàn)時，其偏差不應(yīng)超過表5所列誤差的1/2。表5分析結(jié)果的允許誤差>0.50～1.00>1.00～5.00>0.0050～0.020>0.020～0.050>0.10～0.30>1.00～5.00>0.20～1.00>1.00～5.00>5.00～10.0>10.00>0.05～0.20>0.20～0.50>0.50～1.008JB/T9220—2023>1.008紅外線吸收法測定硫量8.1原理試樣于高頻感應(yīng)爐的氧氣流中加熱燃燒，生成的二氧化硫由氧氣載送至紅外線分析器的測量室，二氧化硫吸收某特定波長的紅外能，其吸收能與二氧化硫濃度成正比，根據(jù)檢測器接受能量的變化可測得硫量。8.2試劑測定硫量所用試劑：——高氯酸鎂：無水、粒狀，粒度0.7mm～1.2mm；——燒堿石棉：粒狀，粒度0.7mm～1.2mm；——玻璃棉；——鎢粒：含硫量小于0.0002%，粒度0.8mm～1.4mm；——純鐵：純度大于99.8%，硫量小于0.001%，粒度0.8mm～1.68mm；——氧氣：純度大于99.95%；——含硫爐渣標(biāo)準(zhǔn)樣品。8.3儀器及器皿測定硫量所用儀器及器皿：——高頻感應(yīng)紅外線吸收碳硫儀。(如果樣品中氟離子含量高，可采用耐氟專用紅外線吸收碳硫儀或在紅外碳硫儀燃燒爐后接專用除氟裝置)；——瓷坩堝：在高于1200℃的高溫加熱爐中灼燒4h或通氧灼燒至空白值最低，冷卻后放置在干燥器中。8.4分析步驟8.4.1試樣用量根據(jù)試樣含硫量，按表6稱取試樣，且精度為0.0001g。表6試驗(yàn)稱樣量>0.0010～0.0100>0.0100～0.1000>0.1000～2.00008.4.2空白試驗(yàn)稱取0.5000g純鐵粉置于瓷坩堝內(nèi)，覆蓋0.5000g鎢粒，于同一量程或通道，進(jìn)行測定，重復(fù)足量數(shù)次，直至得到低而穩(wěn)定的讀數(shù)。記錄至少三次讀數(shù)，計(jì)算平均空白值，將空白值輸入到分析儀中，儀器在測量試樣時會進(jìn)行空白值的補(bǔ)償。8.4.3分析儀器準(zhǔn)備8.4.3.1按儀器使用說明書調(diào)試檢查儀器，使儀器處于正常穩(wěn)定狀態(tài)。8.4.3.2選擇設(shè)置分析條件。8.4.3.3應(yīng)用含硫標(biāo)準(zhǔn)樣品按7.4.5.1操作做兩次試測，以確定儀器是否正常。8.4.3.4稱取0.5000g含硫量為0.025%左右的爐渣標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)樣若干份，進(jìn)行測定，其結(jié)果波動應(yīng)在0.003%范圍內(nèi)，否則應(yīng)按儀器要求調(diào)節(jié)儀器靈敏度。9JB/T9220—20238.4.4校正試驗(yàn)8.4.4.1建立校準(zhǔn)范圍和選擇含硫爐渣標(biāo)準(zhǔn)樣品。8.4.4.2使用本方法確立實(shí)驗(yàn)室中要分析的爐渣中硫的含量范圍，并按表7將其分成兩段校準(zhǔn)。表7硫