铁矿石 化合水含量的测定 卡尔费休滴定法

GB/T 24190-2009 铁矿石 化合水含量的测定 卡尔费休滴定法

范围
本标准规定用卡尔费体溶液滴定方法测定铁矿石中的化合水的含量。
本方法适用于化合水含量范围为0.05%～10%(质量分数)的天然铁矿石、铁精矿和造块，包括烧结产品。
注: 术语"化合水"仅指在去除吸湿水后，在950ºC温度下加热时才可充分释放出的铁矿石中的那部分水量。

原理
在105ºC的加热炉内，在干燥的氮气气氛中加热预干燥试样，使吸湿水释放出来。继续在另一950ºC的炉内加热，用乙二醇-甲醇混合液收集释放的化合水。
用电位滴定法检测终点，以卡尔费休溶液测定化合水的含量。

仪器
适合的测量装置。
气体流量计: 能测定250mL/min的流速。
如果流速测量采用受压后压力下降方法(压降法)，那么压力计的液体应是非挥发性油。
干燥塔(t₁和t₂): 容积250mL，分别盛放干燥剂，用于干燥通入加热管的氮气。
加热炉(f₁和f₂): 加热炉串联放置，或者用可移动炉放置，它能套入加热管或者从加热管向外抽出。通过控制电流，至少能使炉子中两个150mm的管区温度分别保持在105°C±2°C和950°C±20°C。炉子温度应在加热管上方用高温计或温度计测量，或设备内置温度计测量并显示。
加热管: 一种石英管，长度约700mm~800mm，内径约30mm，两端开口，内附一根外径约8mm的石英长推杆。另一种，石英管长约350mm ，一端封口，并内附一根外径约8mm的细管，气体经由它朝出口方向流动。
试样舟: 由惰性、稳定的材质制成，例如石英、铂、瓷制的。尺寸大约为55mm(长)×20mm(宽)×15mm(高)。原则上，份样量在0.2g~1g之间，装样量不超过1mg/mm²；如份样为3g，装样量不超过1.5mg/mm²。
试样舟使用前应在950°C灼烧，然后在干燥器中冷却并保存。
过滤器: 将烧结金属、烧结玻璃过滤器，或类似的过滤器盘插入加热管和吸收池人口之间的软连接之处。
软连接: 已经发现某些类型的硅橡胶管透气，不适合使用，可用氯丁合成橡胶管。在干燥塔之后，气流线路应尽量用玻璃管连接，软管只用作玻璃部分之间的对接。
流速控制间: 针状阀置于流量计的出口端。
吸收池: 玻璃容器。铂电极，滴定管以及气体的入口均必须是密不透气的，以防止湿气进入吸收池。
铂电极: 或是一对，或为复式铂电极。
磁力搅拌器和搅拌子，化学惰性材料，可调速率。
电位滴定仪: 适于卡尔费休溶液滴定，并配有微安培计(0μA~50μA)，或者能指示电位滴定终点的同等仪器。
滴定管: 容量约10mL~25mL，符合 GB/T 12805 的规定。
取样器: 推荐采用石英材料，内壁光滑，配有同材质的帽。

步骤
测定次数
对一个预干燥试样至少独立测定二次。
试料量
按照表1称取相近量的预干燥试样，至0.1mg。

注: 试样应在预干燥当日尽快取祥秤重，以免重新吸湿。
空白试验和验证试验
每次分析时，在相同条件下与矿石试样平行分析一个空白试验和一个同类型矿石的标准物质/标准样品。标准物质/标准样品也按规定制成的预干燥试样。
注: 标准物质/标准样品应和分析样类型相同，为确保在分析步骤中无明显变化，两种材料的性质应足够相似。
当同时分析数个试样时，只要步骤相同，且所用试剂取自同一试剂瓶，空白值可由一个试验代表。
当同时分析数个同类型矿样时，可使用一个标准物质/标准样品的分析值。
测定
仪器调节
打开加热炉的开关，加热炉1(f₁) 温度设定为105°C，加热炉2(f₂)温度设定为950°C。加热炉1(f₁)内的加热管升温至105°C±2°C，以及加热炉2(f₂) 内的加热管升温至950°C±20°C，并且均保持此温度。
调节氮气流速，使通过系统流速大约为250mL/min。关闭加热管的出口检查系统的漏气处。将加热管的出口再与吸收池入口相接，必要时重新调节流速。通气10min清洗该系统，并且均保持此流速。
取下吸收池塞子，用移液管移入40mL乙二醇-甲醇混合液或同等级的市售吸收液，塞紧入口塞。用自动滴定装置时，操作者需确保试剂容量遵循产品说明书。
注: 商品卡尔费休试剂包括两组(吸收剂和滴定剂) ，作为可选的乙二醇/甲醇吸收剂和消定剂。
打开滴定仪和磁力搅拌器的开关，调节磁搅拌子速度，以确保充分混合溶剂，在滴定过程中保持恒定的搅拌速度。
滴定
用滴定管向吸收池中缓慢加入卡尔费休溶液。由于过剩的卡尔费休溶液引起游离碘存在而导致电流迅速增加，指示终点接近状况。在此迅速变化点上选择一电流(30μA~40μA)作终点。继续滴定至此电流保持30s为止。每隔10min加一次卡尔费休溶液，直到恢复初剖电流值并维持30s，它所需的增加量不大于0.05mL。
在全部实验和校正开始之前，应先将吸收液测定到此终点。
如果使用自动电位滴定仪、商品设备和商品试剂，滴定过程应遵循产品说明。
吸湿水的释放
将加热管的入口塞取下，把盛有预干燥试料的试样舟放在通往加热去人口的加热管中，插入推杆。
立刻按上入口塞，用推杆将试样舟移到低温炉(f₁)加热管加热区的中心，逐出试样的吸湿水和安放样舟时带人的大气中的水分。
30min之后，进行滴定和重复滴定，间隔时间为10min。
注: 试祥在950°C加热之前，应确定吸湿水已全部释放出来，即使是按 GB/T 6730.1 规定制备的预干燥试样也不例外。
如果使用自动电位滴定仪、商品设备和商品试剂，滴定过程应遵循产品说明书。
化合水的发生和收集
将加热炉(f₂)温度调至950°C±20°C，将试样舟移入加热管的加热区中心，或者用另一座炉(f₂)(950°C±20°C)来替换炉(f₁)(105°C)，加热试样舟15min。另外用小火焰或电干燥器将加热管冷的部分也加热到约100°C，以便全部吸收冷凝水。
按步骤，用卡尔费休溶液滴定至终点。
如果使用自动电位滴定仪、商品设备和商品试剂，滴定过程应遵循产品说明书。
空白试验值
与上述步骤*一致，不带试样剖定空白试验值?？瞻资匝樗闹甘局挡挥Υ笥?.0mg/h(0.25mg/15 min)。
注: 为了尽可能减少湿气、油脂等物质的污染，在标定和测定过程中，操作试样舟、取样器和加热管时必须带不掉纤维的棉质手套。

结果的表示
化合水计算
用式(6)计算化合水含量(质量分数)ω， 数值以%表示，计算到小数第四位。

式中z
V 一一试样所消耗的卡尔费休溶液的体积，单位为毫升(mL)；
V₀一一空白试验所消耗的卡尔费休溶液的体积，单位为毫升(mL)；
F 一一卡尔费休溶液系数，单位为毫克每毫升(mg/mL)；
m一一试料的质量，单位为克(g)。



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