一種釩渣中釩含量的檢測方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于化學檢測技術領域，具體涉及一種釩渣中釩含量的檢測方法。
【背景技術】
[0002] 釩主要用于鋼鐵工業的合金化作用、有色金屬和稀有金屬，同時還用于汽車工業、 建筑工業、電子工業、宇航及陶瓷工業，隨著釩渣系列產品的開發利用，作為原料的釩渣的 希求不斷增加。釩渣是對含釩鐵水在提釩過程中經氧化吹煉得到的或含釩鐵精礦經濕法提 釩所得到的含氧化釩的渣子的統稱，它是提取釩氧化物的主要原料，釩渣主要成分是V2Q5、 P205、A1203、CaO、MnO、Si02以及Fe等。
[0003] 由于釩渣中最主要化學成分是V2(]5，而釩渣中V2(]5的含量是判斷釩渣質量的評價依 據，因此，有必要研發一種準確性高，穩定性好，分析周期短，測試成本低，尤其適用于釩含 量多0. 5%的釩渣試樣的檢測方法，以適應現代化冶煉生產的迫切需求。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在于提供一種釩渣中釩含量的檢測方法。
[0005] 本發明的目的是這樣實現的，包括前處理、測定步驟，具體包括： A、 前處理： 1) 將試樣粉碎，在105~110°C干燥1. 5~2. 5h，密封于干燥器中冷卻至20~25°C; 2) 精密稱取1)步驟處理后的試樣0. 2000g，置于預先盛有4. 0g氫氧化鈉的剛玉坩堝 中，混勻，再覆蓋l~3g氫氧化鈉，于600~800°C下熔融8~12min后冷卻至20~25°C，將試樣連 同坩堝一起轉移至燒杯中，加入200~400ml的80~100°C熱水浸取，待熔融物清洗至燒杯中 后，再將坩堝用80~100°C熱水和1+1硫酸沖洗至燒杯中，然后將燒杯置于電熱板上加熱至 90~98°C微沸4~6min，取下冷卻至20~25°C，加入55ml的1+1硫酸，加熱至90~98°C微沸濃 縮溶液體積至90~110ml，取下冷卻至室溫得到試液a; 3) 將試液a中加入5ml硫酸亞鐵銨溶液，放置4~6min，滴加高錳酸鉀溶液至溶液呈穩 定的紅色并保持4~6min，加入8~12ml脲溶液，滴加亞硝酸鈉溶液至溶液紅色消失，再過量 1~2滴得到試液b; B、 測定：將試液b中滴加3~5滴N-苯代鄰氨基苯甲酸指示劑，用硫酸亞鐵銨標準滴定 溶液滴定至溶液呈亮綠色為終點，記下所消耗硫酸亞鐵銨標準滴定溶液的毫升數，按下式 計算得到試樣中的釩含量： 式中：
c一一硫酸亞鐵銨標準滴定溶液濃度，單位為（mol/L);m--步驟B中的試樣質量，單位為g; V。一一滴定空白試驗溶液消耗硫酸亞鐵銨標準滴定溶液體積，單位為ml; V一一滴定試樣溶液消耗硫酸亞鐵銨標準滴定溶液體積，單位為ml; 50. 9415--銀的摩爾質量，單位為克每摩爾（g/mol)。
[0006] 其中硫酸亞鐵銨標準滴定溶液的配制包括以下具體步驟： 1) 稱取7. 84g硫酸亞鐵銨置于盛有200ml硫酸（5+95)的400ml燒杯中，待硫酸亞鐵 銨溶解完全后，移入l〇〇〇ml容量瓶中，用硫酸（5+95)稀釋至刻度，搖勻，得標準溶液a; 2) 稱取0. 9806g已預先在140-150°C干燥2h并于干燥器中冷卻至室溫的重鉻酸鉀(基 準試劑)于250ml燒杯中，加水溶解，移入1000容量瓶中，用水稀釋至刻度并搖勻，得標準溶 液b; 3 )標定： 移取標準溶液b25. 00ml于250ml錐形瓶，加10ml硫磷混合酸，滴加3-5滴N-笨代鄰 氨基笨甲酸指示劑，用硫酸亞鐵銨標準滴定溶液滴定至溶液呈亮綠色為終點，同時標定三 份，所消耗硫酸亞鐵銨標準滴定溶液的毫升數不大于0.lml。
[0007] 4)計算： 硫酸亞鐵銨標準滴定溶液的濃度按下式計算： 式中：
C;i.一一硫酸亞鐵銨標準滴定溶液的濃度，單位為（mol/L); C；3： 一一重鉻酸鉀標準滴定溶液濃度，單位為（mol/L);， Vi一一滴定重鉻酸鉀標準滴定溶液消耗硫酸亞鐵銨標準滴定溶液的體積，單位為ml;V2 移取重絡酸鉀標準滴定溶液體積，單位為ml; 本發明所述的檢測方法對釩含量多〇. 5%的釩渣試樣進行檢測，與傳統檢測方法相比： 檢測范圍較大，在檢測結果的準確性方面，本發明所述方法采用的分析步驟與參數設定，有 利于試樣溶解完全，無殘留，無異質干擾，減少了實驗誤差，檢測結果具有良好的穩定性、重 現性和準確性。在檢測速度方面，本發明所述方法具有分析速度快，檢測周期短，分析效率 高的特點，不但節約了檢測時間，減輕了測試分析人員的勞動強度，還減少了能耗，有利于 企業降本增效。在檢測流程方面，本發明所述方法操作簡單，易學好懂，對測試分析人員無 過高要求，具有較好的推廣應用前景。
【具體實施方式】
[0008] 下面結合實施例對本發明作進一步的說明，但不以任何方式對本發明加以限制， 基于本發明教導所作的任何變換或替換，均屬于本發明的保護范圍。
[0009] 本發明所述的釩渣中釩含量的檢測方法，包括前處理、測定步驟，具體包括： A、前處理： 1) 將試樣粉碎，在105~110°C干燥1. 5~2. 5h，密封于干燥器中冷卻至20~25°C; 2) 精密稱取1)步驟處理后的試樣0. 2000g，置于預先盛有4. 0g氫氧化鈉的剛玉坩堝 中，混勻，再覆蓋l~3g氫氧化鈉，于600~800°C下熔融8~12min后冷卻至20~25°C，將試樣連 同坩堝一起轉移至燒杯中，加入200~400ml的80~100°C熱水浸取，待熔融物清洗至燒杯中 后，再將坩堝用80~100°C熱水和1+1硫酸沖洗至燒杯中，然后將燒杯置于電熱板上加熱至 90~98°C微沸4~6min，取下冷卻至20~25°C，加入55ml的1+1硫酸，加熱至90~98°C微沸濃 縮溶液體積至90~110ml，取下冷卻至室溫得到試液a; 3)將試液a中加入5ml硫酸亞鐵銨溶液，放置4~6min，滴加高錳酸鉀溶液至溶液呈穩 定的紅色并保持4~6min，加入8~12ml脲溶液，滴加亞硝酸鈉溶液至溶液紅色消失，再過量 1~2滴得到試液b; B、測定：將試液b中滴加3~5滴N-苯代鄰氨基苯甲酸指示劑，用硫酸亞鐵銨標準滴定 溶液滴定至溶液呈亮綠色為終點，記下所消耗硫酸亞鐵銨標準滴定溶液的毫升數，按下式 計算得到試樣中的釩含量：
式中： c一一硫酸亞鐵銨標準滴定溶液濃度，單位為（mol/L);m--步驟B中的試樣質量，單位為g; V。一一滴定空白試驗溶液消耗硫酸亞鐵銨標準滴定溶液體積，單位為ml; V一一滴定試樣溶液消耗硫酸亞鐵銨標準滴定溶液體積，單位為ml; 50. 9415--銀的摩爾質量，單位為克每摩爾（g/mol)。
[0010] A步驟1)中所述粉碎的粒度為<0· 125mm。
[0011] A步驟3)中所述的硫酸亞鐵溶液的濃度為50g/L。
[0012] A步驟3)中所述的高錳酸鉀溶液的濃度為20 g/L。
[0013] A步驟3)中所述的脲溶液的濃度為100 g/L。
[0014] A步驟3)中所述的亞硝酸鈉溶液的濃度為10 g/L。
[0015] B步驟中所述的N-苯代鄰氨基苯甲酸的濃度為1 g/L。
[0016] 所述的檢測方法適用于釩渣中釩含量彡0.5%的試樣的測定。
[0017] 本發明所述的檢測方法具體操作方法如下： A、 試樣預處理：將試樣粉碎至粒度彡0. 125mm，在105~110°C干燥1. 5~2. 5h，密封于干 燥器中，冷卻至室溫； B、 試樣溶解：稱取0. 2000g試樣，置于預先盛有4. 0g氫氧化鈉的剛玉坩堝中，混勻，再 覆蓋2g氫氧化鈉，于700恪融lOmin后冷卻至室溫，將剛玉謝堝置于500ml燒杯中用熱水 浸取，待熔融物清洗完畢后，再用水和少量硫酸（1+1)洗出坩堝。于電熱板上微沸5min，取 下冷卻，加55ml硫酸（1+1)，于電熱板上微沸至溶液體積濃縮至100ml左右，取下冷卻至室 溫，得試液。
[0018] C、氧化還原處理：將步驟B所得試液加5ml硫酸亞鐵銨溶液，放置5min，滴加高錳 酸鉀溶液至溶液呈穩定的紅色并保持5min。加10ml脲溶液，滴加亞硝酸鈉溶液至溶液紅色 消失，再過量1-2滴，得試液。
[0019]D、滴定：將步驟C所得試液滴加3-5滴N-笨代鄰氨基笨甲酸指示劑，用硫酸亞鐵 銨標準滴定溶液滴定至溶液呈亮綠色為終點，記下所消耗硫酸亞鐵銨標準滴定溶液的毫升 數。
[0020] E、標準滴定溶液配制：稱取7. 84g硫酸亞鐵銨置于盛有200ml硫酸（5+95)的 400ml燒杯中，待硫酸亞鐵銨溶解完全后，移入1000ml容量瓶中，用硫酸（5+95)稀釋至刻 度，搖勻，得標準溶液a; 稱取0. 9806g已預先在140~150°C干燥2h并于干燥器中冷卻至室溫的重鉻酸鉀(基準 試劑)于250ml燒杯中，加水溶解，移入1000ml容量瓶中，用水稀釋至刻度并搖勻，得標準溶 液b; 標定： 移取標準溶液b25. 00ml于250ml錐形瓶，加10ml硫磷混合酸，滴加3-5滴N-笨代鄰 氨基笨甲酸指示劑，用硫酸亞鐵銨標準滴定溶液滴定至溶液呈亮綠色為終點，同時標定三 份，所消耗硫酸亞鐵銨標準滴定溶液的毫升數不大于0.lml。
[0021] 硫酸亞鐵銨標準滴定溶液的濃度按下式計算：
式中： C：；i.一一硫酸亞鐵銨標準滴定溶液的濃度，單位為（mol/L); C；；2一一重鉻酸鉀標準滴定溶液濃度，單位為（mol/L);， Vi一一滴定重鉻酸鉀標準滴定溶液消耗硫酸亞鐵銨標準滴定溶液的體積，單位為ml;V2-一移取重鉻酸鉀標準滴定溶液體積，單位為ml。
[0022] F、含量計算：試樣中釩含量按下式計算： 式中：
c一一硫酸亞鐵銨標準滴定溶液濃度，單位為（mol/L);m--步驟B中的試樣質量，單位為g; V。一一滴定空白試驗溶液消耗硫酸亞鐵銨標準滴定溶液體積，單位為ml; V一一滴定試樣溶液消耗硫酸亞鐵銨標準滴定溶液體積，單位為ml; 50. 9415--銀的摩爾質量，單位為克每摩爾（g/mol)。
[0023] 所述步驟B中，4. 0g氫氧化鈉置于剛玉坩堝中，稱取0. 2000g試樣于剛玉坩堝中， 搖動坩堝使試樣與氫氧化鈉混勻，浸取的熱水采用剛沸騰的水。
[0024] 所述步驟B及步驟E中，氫氧化鈉為固體，采用30ml的剛玉i甘堝。
[0025] 硫酸亞鐵銨溶液50g/L，高錳酸鉀溶液20g/L，脲溶液100g/L，亞硝酸鈉溶液10g/ L，N-笨代鄰氨基笨甲酸溶液1g/L，硫磷混合酸15+15+70,所述硫酸亞鐵銨溶液由5g硫酸 亞鐵銨溶于硫酸（1+1)中，所述硫酸亞鐵銨標準滴定溶液配制由硫酸（1+1)配制，并用其稀 釋至體積，N-笨代鄰氨基笨甲酸溶液由lgN-笨代鄰氨基笨甲酸溶解于100ml熱碳酸鈉溶 液20g/L中。
[0026] 所述步驟E中，標準滴定溶液a配制所用的硫酸亞鐵銨為分析純試劑，標準滴定溶 液b配制所用的重鉻酸鉀為基準試劑。
[0027] 所述步驟A、步驟B及步驟E中，冷卻至室溫指的是冷卻至20~25°C。
[0028] 所述步驟B中，用沸水浸提指的是在燒杯中用沸水浸提，將試樣熔塊浸提至熔塊 溶解完全，再用水和少量硫酸（1+1)洗出坩堝。
[0029] 所述步驟C中，硫酸亞鐵銨還原釩、鉻，高錳酸鉀將低價釩氧化成高價釩，同時氧 化過量的硫酸亞鐵銨，過量的高錳酸鉀在脲存在下以亞硝酸鈉還原。 所述步驟D中，滴定管為經