GB/T 24190-2009 鐵礦石(shí) 化合水含量(liáng)的測定 卡(qiǎ)爾費(fèi)休滴(dī)定法(fǎ)

範圍
本標準(zhǔn)規(guī)定用(yòng)卡(qiǎ)爾費體(tǐ)溶(róng)液滴定方法測定(dìng)鐵(tiě)礦(kuàng)石中的化(huà)合(hé)水的含(hán)量。
本方法適用(yòng)於(yú)化(huà)合水(shuǐ)含量(liáng)範(fàn)圍為(wéi)0.05%～10%(質(zhì)量分(fēn)數)的天然鐵礦石，鐵(tiě)精(jīng)礦(kuàng)和(hé)造塊(kuài)，包括燒(shāo)結(jié)產品。
注(zhù): 術語(yǔ)"化(huà)合水"僅指(zhǐ)在去除吸(xī)濕(shī)水後(hòu)，在950ºC溫度下加(jiā)熱時(shí)才可充(chōng)分釋(shì)放出(chū)的(dí)鐵(tiě)礦石中的(dí)那部分(fēn)水量。

原(yuán)理
在105ºC的(dí)加(jiā)熱爐(lú)內(nèi)，在(zài)幹燥(zào)的(dí)氮(dàn)氣氣(qì)氛中加熱(rè)預幹燥(zào)試(shì)樣，使(shǐ)吸濕(shī)水(shuǐ)釋放出(chū)來(lái)。繼續在另(lìng)一950ºC的(dí)爐內(nèi)加(jiā)熱，用乙(yǐ)二醇-甲醇(chún)混合液收集(jí)釋放的(dí)化合水。
用電(diàn)位(wèi)滴定法(fǎ)檢測終(zhōng)點，以卡(qiǎ)爾(ěr)費休溶液(yè)測定化(huà)合(hé)水的(dí)含量(liáng)。

儀(yí)器
適合(hé)的(dí)測量裝(zhuāng)置。
氣體流(liú)量(liáng)計: 能(néng)測(cè)定250mL/min的流速。
如(rú)果(guǒ)流(liú)速測量采用受壓後壓力下降方(fāng)法(fǎ)(壓(yā)降法(fǎ))，那麼(mó)壓(yā)力計的(dí)液體(tǐ)應(yīng)是(shì)非(fēi)揮發性(xìng)油。
幹(gān)燥(zào)塔(tǎ)(t₁和(hé)t₂): 容積250mL，分(fēn)別盛放(fàng)幹(gān)燥劑(jì)，用(yòng)於幹燥通(tōng)入加(jiā)熱(rè)管(guǎn)的(dí)氮(dàn)氣。
加熱爐(f₁和(hé)f₂): 加(jiā)熱爐串(chuàn)聯(lián)放置，或(huò)者用可移動爐放(fàng)置，它(tā)能(néng)套入(rù)加(jiā)熱管(guǎn)或者(zhě)從(cóng)加熱(rè)管向外(wài)抽出。通過控製電(diàn)流(liú)，至(zhì)少(shǎo)能使(shǐ)爐(lú)子中兩個150mm的管區(qū)溫度分別保持在(zài)105°C±2°C和950°C±20°C。爐子溫度(dù)應(yīng)在(zài)加(jiā)熱(rè)管上方(fāng)用高(gāo)溫(wēn)計(jì)或溫(wēn)度計測量，或設備內置(zhì)溫度計(jì)測(cè)量並(bìng)顯(xiǎn)示。
加(jiā)熱管: 一種石英(yīng)管(guǎn)，長度約(yuē)700mm~800mm，內徑約30mm，兩端(duān)開口，內附一根外(wài)徑(jìng)約8mm的石英長推杆。另一(yī)種(zhǒng)，石英管(guǎn)長約350mm ，一(yī)端(duān)封(fēng)口，並內附一根外徑約(yuē)8mm的細(xì)管，氣體(tǐ)經由它朝出(chū)口方(fāng)向流動。
試樣舟: 由(yóu)惰性，穩定的(dí)材質製成，例(lì)如石英，鉑(bó)，瓷製(zhì)的(dí)。尺寸大約為(wéi)55mm(長(cháng))×20mm(寬)×15mm(高)。原則上(shàng)，份樣量在0.2g~1g之間，裝(zhuāng)樣(yàng)量(liáng)不超(chāo)過(guò)1mg/mm²
；如份樣為3g，裝樣(yàng)量不超(chāo)過(guò)1.5mg/mm²。
試樣(yàng)舟使(shǐ)用前(qián)應在950°C灼燒(shāo)，然後(hòu)在(zài)幹燥器(qì)中冷卻並保存(cún)。
過(guò)濾(lǜ)器: 將燒結金屬(shǔ)，燒(shāo)結(jié)玻(bō)璃(lí)過濾器(qì)，或(huò)類(lèi)似的過(guò)濾器盤(pán)插(chā)入加熱(rè)管和吸(xī)收(shōu)池(chí)人口(kǒu)之(zhī)間的軟(ruǎn)連(lián)接之處。
軟連(lián)接: 已經(jīng)發現(xiàn)某(mǒu)些(xiē)類型(xíng)的(dí)矽(guī)橡(xiàng)膠(jiāo)管透(tòu)氣，不適(shì)合使用(yòng)，可(kě)用(yòng)氯丁合(hé)成橡膠管(guǎn)。在(zài)幹燥塔(tǎ)之後，氣流綫(xiàn)路應盡量用玻璃(lí)管(guǎn)連(lián)接(jiē)，軟管隻用(yòng)作玻璃(lí)部(bù)分之間的(dí)對接。
流(liú)速控製間: 針狀閥(fá)置(zhì)於(yú)流量(liáng)計的出口端。
吸(xī)收池(chí): 玻(bō)璃(lí)容器。鉑電(diàn)極(jí)，滴定管(guǎn)以(yǐ)及氣體的入(rù)口(kǒu)均(jūn)必須是密不(bù)透氣(qì)的(dí)，以防止濕氣(qì)進入(rù)吸收池。
鉑(bó)電(diàn)極: 或(huò)是一對，或為(wéi)復式鉑電極。
磁力(lì)攪(jiǎo)拌器(qì)和(hé)攪拌子(zǐ)，化學(xué)惰性材(cái)料，可(kě)調速(sù)率。
電位滴(dī)定儀: 適於卡爾(ěr)費休(xiū)溶(róng)液滴(dī)定(dìng)，並配有(yǒu)微(wēi)安(ān)培計(0μA~50μA)，或者(zhě)能指(zhǐ)示(shì)電位滴(dī)定(dìng)終(zhōng)點(diǎn)的(dí)同(tóng)等儀器。
滴定(dìng)管: 容(róng)量約10mL~25mL，符合(hé) GB/T 12805 的規定。
取(qǔ)樣器: 推薦采用(yòng)石(shí)英(yīng)材(cái)料，內壁光滑，配有同材(cái)質的(dí)帽。

步驟
測(cè)定次數(shù)
對一(yī)個(gè)預幹(gān)燥(zào)試樣至(zhì)少獨立(lì)測(cè)定二(èr)次。
試料(liào)量(liáng)
按(àn)照表1稱取相近量(liáng)的(dí)預(yù)幹燥試樣(yàng)，至0.1mg。

注(zhù): 試樣應(yīng)在(zài)預(yù)幹(gān)燥(zào)當日(rì)盡(jìn)快取祥秤重，以免重(zhòng)新吸濕。
空白(bái)試驗和(hé)驗證試驗
每次(cì)分析時，在(zài)相同(tóng)條件(jiàn)下與礦(kuàng)石試樣平行分析一個(gè)空(kōng)白(bái)試驗和一個同類(lèi)型(xíng)礦石(shí)的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)/標準樣品。標(biāo)準物質(zhì)/標(biāo)準(zhǔn)樣品也(yě)按(àn)規定製(zhì)成的(dí)預幹(gān)燥試(shì)樣。
注(zhù): 標準(zhǔn)物質/標(biāo)準(zhǔn)樣(yàng)品(pǐn)應和(hé)分(fēn)析(xī)樣類(lèi)型相同，為(wéi)確(què)保(bǎo)在分(fēn)析步(bù)驟(zhòu)中無(wú)明(míng)顯(xiǎn)變(biàn)化，兩(liǎng)種(zhǒng)材料(liào)的(dí)性質(zhì)應足夠相似(sì)。
當同(tóng)時分析數(shù)個試樣(yàng)時(shí)，隻(zhī)要(yào)步驟(zhòu)相同，且所用試劑取自(zì)同一(yī)試劑瓶(píng)，空白值可(kě)由一個試驗代表(biǎo)。
當同時分(fēn)析(xī)數個同(tóng)類型礦(kuàng)樣時(shí)，可使用一個(gè)標準物質/標(biāo)準樣(yàng)品的分析(xī)值。
測(cè)定
儀器(qì)調節
打(dǎ)開加熱(rè)爐(lú)的開關，加(jiā)熱爐1(f₁) 溫(wēn)度設定為105°C，加熱爐2(f₂)溫度(dù)設定為950°C。加熱爐1(f₁)內的(dí)加熱管(guǎn)升(shēng)溫至105°C±2°C，以(yǐ)及加(jiā)熱爐2(f₂) 內的加(jiā)熱(rè)管(guǎn)升(shēng)溫至950°C±20°C，並且(qiě)均(jūn)保持(chí)此溫度。
調節氮氣流(liú)速，使通(tōng)過(guò)係統流速大(dà)約為(wéi)250mL/min。關閉加熱(rè)管(guǎn)的出口(kǒu)檢查(chá)係統(tǒng)的漏氣處。將加熱管(guǎn)的出(chū)口(kǒu)再(zài)與吸收(shōu)池(chí)入(rù)口(kǒu)相接，必(bì)要(yào)時(shí)重新(xīn)調(tiáo)節流速(sù)。通(tōng)氣10min清洗該係統，並且均保持此(cǐ)流(liú)速。
取(qǔ)下吸收(shōu)池塞(sāi)子，用移(yí)液管(guǎn)移入(rù)40mL乙二醇-甲(jiǎ)醇(chún)混合液(yè)或(huò)同等級的市售吸收液，塞緊入口塞(sāi)。用自動(dòng)滴定裝置時，操(cāo)作(zuò)者(zhě)需(xū)確保試劑(jì)容(róng)量遵循(xún)產(chǎn)品說(shuō)明書。
注(zhù): 商(shāng)品(pǐn)卡(qiǎ)爾費(fèi)休(xiū)試劑包(bāo)括(kuò)兩(liǎng)組(zǔ)(吸收(shōu)劑(jì)和(hé)滴(dī)定劑) ，作為可(kě)選的(dí)乙二(èr)醇(chún)/甲醇吸收劑和消(xiāo)定(dìng)劑(jì)。
打開(kāi)滴定儀和磁(cí)力攪拌器(qì)的開關，調(tiáo)節(jié)磁攪拌子(zǐ)速度，以(yǐ)確(què)保充分混(hùn)合溶(róng)劑(jì)，在滴定過(guò)程中(zhōng)保(bǎo)持恒(héng)定(dìng)的攪拌速度。
滴定
用(yòng)滴定(dìng)管向(xiàng)吸收池中(zhōng)緩慢(màn)加入卡爾(ěr)費休(xiū)溶(róng)液(yè)。由於過剩的卡(qiǎ)爾費休溶液引起遊離(lí)碘(diǎn)存在而導致電(diàn)流迅速(sù)增加(jiā)，指(zhǐ)示終(zhōng)點(diǎn)接(jiē)近(jìn)狀況。在此迅速(sù)變化(huà)點(diǎn)上選擇一(yī)電流(30μA~40μA)作(zuò)終(zhōng)點。繼續(xù)滴定至(zhì)此電流保(bǎo)持(chí)30s為止。每(měi)隔10min加(jiā)一次卡爾(ěr)費休(xiū)溶液(yè)，直到恢復(fù)初(chū)剖電(diàn)流(liú)值並維持30s，它(tā)所需的增(zēng)加量不(bù)大於0.05mL。
在全部(bù)實(shí)驗(yàn)和校(xiào)正(zhèng)開(kāi)始(shǐ)之(zhī)前，應(yīng)先將(jiāng)吸收(shōu)液測(cè)定(dìng)到(dào)此終點(diǎn)。
如果(guǒ)使用(yòng)自動電位滴定儀(yí)，商品(pǐn)設(shè)備(bèi)和(hé)商(shāng)品試劑(jì)，滴定過(guò)程應遵循(xún)產品說(shuō)明。
吸濕水的(dí)釋放
將(jiāng)加熱(rè)管的入口塞(sāi)取下，把(bǎ)盛(shèng)有預幹燥試(shì)料的(dí)試樣舟(zhōu)放在(zài)通(tōng)往加(jiā)熱去(qù)人(rén)口的(dí)加熱(rè)管(guǎn)中，插入(rù)推(tuī)杆。
立刻(kè)按上(shàng)入(rù)口(kǒu)塞(sāi)，用(yòng)推杆(gān)將試樣舟(zhōu)移(yí)到(dào)低溫(wēn)爐(f₁)加(jiā)熱管加熱區的中(zhōng)心(xīn)，逐出試(shì)樣的吸(xī)濕水和(hé)安(ān)放樣(yàng)舟(zhōu)時(shí)帶(dài)人的(dí)大氣中的水分。
30min之後，進(jìn)行滴定(dìng)和重(zhòng)復滴(dī)定(dìng)，間(jiān)隔時間(jiān)為10min。
注: 試(shì)祥在950°C加熱(rè)之前，應確(què)定(dìng)吸濕水(shuǐ)已全部釋放出來，即使是按(àn) GB/T 6730.1 規(guī)定製備的預幹燥試樣也不(bù)例外(wài)。
如果使用自動(dòng)電位滴定(dìng)儀，商品設備和商(shāng)品試(shì)劑(jì)，滴定過程(chéng)應(yīng)遵循產品(pǐn)說明書。
化合水的(dí)發(fā)生和(hé)收集(jí)
將加(jiā)熱爐(lú)(f₂)溫度調(tiáo)至(zhì)950°C±20°C，將試樣舟(zhōu)移入(rù)加熱(rè)管(guǎn)的(dí)加熱(rè)區(qū)中(zhōng)心，或者(zhě)用(yòng)另一(yī)座爐(lú)(f₂)(950°C±20°C)來(lái)替換爐(lú)(f₁)(105°C)，加熱(rè)試樣舟15min。另外(wài)用(yòng)小火焰或(huò)電(diàn)幹燥(zào)器(qì)將(jiāng)加熱(rè)管(guǎn)冷(lěng)的部分(fēn)也加(jiā)熱(rè)到(dào)約100°C，以便全部吸(xī)收(shōu)冷(lěng)凝(níng)水。
按(àn)步驟，用(yòng)卡爾(ěr)費休溶(róng)液滴(dī)定(dìng)至(zhì)終(zhōng)點。
如果使用自動(dòng)電位滴(dī)定儀，商品(pǐn)設(shè)備(bèi)和(hé)商品(pǐn)試劑，滴(dī)定(dìng)過程應遵循(xún)產(chǎn)品說明書。
空白試驗值(zhí)
與上述步驟*一致，不(bù)帶試樣(yàng)剖(pōu)定空(kōng)白試(shì)驗值。空白(bái)試驗水的指示(shì)值(zhí)不(bù)應大於1.0mg/h(0.25mg/15 min)。
注: 為(wéi)了盡(jìn)可(kě)能減少(shǎo)濕氣(qì)，油脂等物(wù)質(zhì)的(dí)汙染，在標(biāo)定(dìng)和(hé)測(cè)定過程中，操(cāo)作試(shì)樣舟(zhōu)，取(qǔ)樣(yàng)器和加熱(rè)管(guǎn)時(shí)必須(xū)帶不(bù)掉纖維的棉(mián)質手套。

結果(guǒ)的表(biǎo)示
化(huà)合(hé)水計算(suàn)
用式(shì)(6)計(jì)算化合(hé)水(shuǐ)含量(liáng)(質量分數(shù))ω， 數(shù)值(zhí)以(yǐ)%表示(shì)，計(jì)算(suàn)到小數第四位。

式(shì)中(zhōng)z
V 一一(yī)試樣(yàng)所(suǒ)消耗(hào)的(dí)卡(qiǎ)爾費休溶(róng)液(yè)的(dí)體(tǐ)積，單位為毫(háo)升(mL)
；
V₀一(yī)一空白試(shì)驗所消(xiāo)耗的(dí)卡(qiǎ)爾費休溶液(yè)的(dí)體(tǐ)積，單位為(wéi)毫升(mL)
；
F 一一卡(qiǎ)爾(ěr)費(fèi)休(xiū)溶(róng)液係數(shù)，單位(wèi)為(wéi)毫克(kè)每毫升(mg/mL)
；
m一(yī)一(yī)試料(liào)的質量，單(dān)位(wèi)為(wéi)克(g)。



京都(dū)電子KEM 卡爾費休電位(wèi)滴定儀MKV-710S

京都(dū)電(diàn)子KEM 鐵(tiě)礦(kuàng)石(shí)加熱(rè)爐ADP-512