ICS73.060.10 D31 中华人民共和国国家标准 GB/T6730.50—2016 代替GB/T6730.50—1986 铁矿石 碳含量的测定 气体容量法 Ironores—Determinationofcarboncontent—Gasvolumetricmethod 2016-12-30发布 2017-09-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布前 言 GB/T6730《铁矿石》分为几十部分。 本部分为GB/T6730的第50部分。 本部分按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本部分代替GB/T6730.50—1986《铁矿石化学分析方法 气体容量法测定总碳量》,本部分与 GB/T6730.50—1986相比,除编辑性修改外,主要技术变化如下: ———增加了警告、规范性引用文件、试验报告; ———增加了对氧气纯度的要求; ———增加了仪器中长钩的表述; ———修改了空白试验和验证试验的操作要求。 本部分由中国钢铁工业协会提出。 本部分由全国铁矿石与直接还原铁标准化技术委员会(SAC/TC317)归口。 本部分起草单位:鞍钢矿业集团、首钢技术研究院、鞍钢股份有限公司、本溪钢铁(集团)有限责任公 司、冶金工业信息标准研究院。 本部分主要起草人:李玉林、陈志华、高景俊、申恒昌、孙德明、孙丽君、张磊、陈自斌。 本部分所代替标准的历次版本发布情况为: ———GB/T6730.50—1986。 ⅠGB/T6730.50—2016 铁矿石 碳含量的测定 气体容量法 警告———使用本部分的人员应有正规实验室工作的实践经验。本部分并未指出所有可能的安全问 题。使用者有责任采取适当的安全和健康措施,并保证符合国家有关法规规定的条件。 1 范围 GB/T6730的本部分规定了用气体容量法测定铁矿石中碳含量的方法。 本部分适用于铁矿石、铁精矿、烧结矿和球团矿中碳含量的测定。测定范围(质量分数):0.10%~ 10.00%。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T223.69—2008 钢铁及合金 碳量的测定 管式炉燃烧后气体容量法 GB/T6730.1 铁矿石 分析用预干燥试样的制备 GB/T8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定 GB/T10322.1 铁矿石 取样和制样方法 3 原理 将试料置于高温炉(1200℃~1300℃)中加热并通入氧气,使试料燃烧,碳完全转化成二氧化碳。 除去二氧化硫后将收集的混合气体于量气管中定容。然后以氢氧化钾溶液吸收其中的二氧化碳,吸收 前后体积之差即为二氧化碳的体积,由此计算碳的含量。 4 试剂和材料 4.1 无水氧化钙。 4.2 烧碱石棉或碱石灰。 4.3 助熔剂,锡、铜、氧化铜等(含碳量不得超过0.005%)。 4.4 脱硫剂,活性二氧化锰或钒酸银,粒状。钒酸银的制法:称取11.7g钒酸铵,溶于400mL热水中, 另取17g硝酸银,溶于200mL水中,将上述两种溶液混合,生成的黄色沉淀用瓷漏斗或滤纸抽滤,以 水洗净,于110℃烘干后使用。 4.5 硫酸,ρ=1.84g/mL。 4.6 水准瓶所盛溶液。硫酸溶液(1+1000)加数滴甲基橙(1g/L),至呈稳定的浅红色,也可用氯化钠 酸性溶液,取26g氯化钠溶解于74mL水中,并加甲基橙指示剂(1g/L)数滴,滴加硫酸(1+2)至红色。 4.7 高锰酸钾-氢氧化钾洗液,称取30g氢氧化钾溶于70mL饱和的高锰酸钾溶液中。 4.8 氢氧化钾吸收液,400g/L。称取400g氢氧化钾溶于水中,稀释至1000mL。 1GB/T6730.50—2016 5 仪器 5.1 燃烧与测定装置示意图 5.1.1 燃烧与测定装置示意图见图1。 说明: 1———氧气钢瓶,氧气纯度不低于99.5%。 2———减压阀门(氧气开关)、流量表。 3———缓冲阀或安全瓶。 4———洗气瓶,内盛高锰酸钾-氢氧化钾洗液(4.7),装入量占瓶高约三分之一。 5———洗气瓶,内盛硫酸(4.5)、装入量同上。 6———干燥塔:上盛烧碱石棉或碱石灰(4.2),下盛无水氧化钙(4.1),中间隔玻璃棉,底部及顶端也铺以玻璃棉。 7———供氧活塞。 8———玻璃磨口塞。 9———管式炉:高温区要超过150mm,也可用高频加热装置。 10———可控硅控制器或调压器:调节管式炉的温度。 11———球形管:内装玻璃棉或脱脂棉,用以阻留气流所带出的固体物。 12———除硫管:直径为10mm~15mm,长为100mm的玻璃管,内装4g粒状二氧化锰(或粒状钒酸银),两端塞有 脱脂棉。除硫剂失效时应重新更换。如分析含硫量高的试料(0.2%以上),应增加除硫剂量,或再增加一个 除硫管。 13———定碳仪部件及装置(或见定碳仪说明书)。 a冷凝管。用以冷却燃烧管中所流出的混合气体。 b量气管。用以量混合气体的体积,形状如图所示,量气管具有夹层,夹层间充满以水(使量气管中气体的温 度少受外界的影响),量气管的上部管口处置有空心浮子,当量器管中液体充满至上部管口时,该浮子即上 升,将管口堵塞,管的膨大部分插有温度计,用以测量气体的温度,量气管的下部为细长形刻度玻璃管(或附 有活动刻度标尺),用以量气体的体积。 c水准瓶。内盛含有甲基橙的酸性水(4.6),用橡皮管与量气管相连接,用以将混合气体由量气管压入吸收器中。 d吸收器。内盛氢氧化钾吸收液(4.8)。 e小活塞。可以接通冷凝管(a)和量气管(b)亦可分别使(a)或(b)通大气。 f三通活塞。使量气管分别与冷凝管(a)或吸收器(d)相通。 14———燃烧管,长600mm,内径为20mm的瓷管,使用时将燃烧管全部灼烧一次,此外尚应检查是否严密不漏气。 燃烧管两端露出炉外部分长度不少于175mm,粗口一端连接玻璃磨口塞塞座,锥形口一端用橡皮管连接于 球形管(11)。 15———瓷舟:长为88mm或97mm,使用前应在测定温度通氧灼烧,直至碳完全烧尽。 图1 燃烧与测定装置示意图 2GB/T6730.50—2016 5.1.2 新连接定碳装置或更换水准瓶所盛溶液、球形管中的玻璃棉、除硫剂等,均应做几次高碳试样, 使二氧化碳饱和后,方能进行操作。 5.1.3 定碳仪应装置在室温较正常的地方(距离高温炉约300mm~500mm),避免阳光直接照射。量 气管(b)应保持清洁,有水滴附着量气管内壁时,应用重铬酸钾洗液洗涤。 5.2 长钩 低碳镍铬丝或耐热低合金钢丝制成,用于推入或拉出瓷舟。 6 取样和制样 6.1 实验室试样 按照GB/T10322.1进行取样和制样,试样粒度应小于100μm,如试样中化合水或易氧化物含量较 高时,其粒度应小于160μm。 注:化合水和易氧化物含量高的规定见GB/T6730.1。 6.2 预干燥试样 充分混匀实验室试样,按GB/T6730.1的规定,在105℃±2℃温度下干燥试样,于干燥器中冷却 至室温备用。 7 分析步骤 警示———对燃烧分析来说,危险主要来自于预先灼烧磁舟和熔融时的烧伤。分析中无论何时取用 磁舟都必须使用镊子并用适当的容器盛放。操作盛氧钢瓶必须有正规的预防措施。由于狭窄空间中存 在高浓度氧时有引发火灾的危险,必须将燃烧过程的氧有效地进行排出。 7.1 测定次数 对同一预干燥试料,至少独立测定两次。 注:“独立”是指再次及后续任何一次测定结果不受前面测定结果的影响。本分析方法中,此条件意味着同一操作 者在不同的时间或不同操作者进行重复测定,包括采用适当的再校准。 7.2 试料量 按表1称取试料,精确至0.0001g。将试料置于瓷舟内,覆以0.5g~1g助熔剂(4.3)。 表1 试料量 碳含量(质量分数)/% 试料量/g 0.10~0.50 2.00~1.00 >0.50~2.00 1.00~0.50 >2.00~4.00 0.50~0.20 >4.00~8.00 0.20~0.10 >8.00~10.00 0.10 3GB/T6730.50—2016 7.3 空白试验及验证试验 7.3.1 空白试验 吸收器及水准瓶内溶液与待测混合气体的温度,三者应基本相同,否则将产生正负空白值。因此在 测定前应通氧气重复做空白试验数次直至空白值稳定。由于室温变化和分析中引起了冷凝管内水温的 变化,因此在测量试料过程中须经常测定空白值,并从结果中扣除。 7.3.2 验证试验 试料分析前进行同类型标准样品的验证试验。 7.4 测定 7.4.1 装上燃烧管,接通电源,将炉温升至1200℃~1300℃。通入氧气,检查整个管路、活塞是否漏 气。调节并保持仪器装置处于正常的工作状态。 7.4.2 启开玻璃磨口塞(见图1中8),将瓷舟放入瓷管内,用长钩(5.2)推至高温处,立即塞紧磨口塞, 预热1min,根据定碳仪操作规程操作,测定其读数(体积或含量)。并从记录中扣除所有的空白试 验值。 7.4.3 启开玻璃磨口塞,用长钩将瓷舟拉出。检查观察试料是否燃烧完全,如融渣不平,断面有气孔, 表面燃烧不完全,须重新进行分析。 8 结果的计算 8.1 碳含量的计算 8.1.1 当标尺的刻度是体积(mL)时,按式(1)计算试样中碳含量(质量分数)wC,其数值以百分数表示: wC=A×V×f m×100% …………………………(1) 式中: A———温度16℃,气压1013mPa,封闭液面上每毫升二氧化碳中含碳质量(g)。用酸性水作封闭 液时A值为0.000