GB∕T 38216.3-2023 鋼渣 游離氧化鈣含量的測定 EDTA滴定和熱重分析法

CCSH34鋼渣游離氧化鈣含量的測定EDTA滴定和熱重分析法2023-12-28發(fā)布國家標準化管理委員會I本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件是GB/T38216《鋼渣》的第3部分。GB/T38216已經(jīng)發(fā)布了以下部分：——GB/T38216.1鋼渣氧化鉻含量的測定二苯基碳酰二肼分光光度法；——GB/T38216.2鋼渣氟和氯含量的測定離子色譜法；——GB/T38216.3鋼渣游離氧化鈣含量的測定EDTA滴定和熱重分析法。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔識別專利的責任。本文件由中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會提出。本文件由全國鋼標準化技術(shù)委員會(SAC/TC183)歸口。本文件起草單位：中冶建筑研究總院有限公司、中冶節(jié)能環(huán)保有限責任公司、寧夏建龍?zhí)劁撚邢薰尽⒁苯鸸I(yè)信息標準研究院、首鋼股份公司遷安鋼鐵公司、中國國檢測試控股集團股份有限公司、湛江中冶環(huán)保運營管理有限公司、成都先進金屬材料產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院股份有限公司、山東省冶金科學研究院有限公司、中冶檢測認證有限公司、首鋼集團有限公司、京津冀鋼鐵聯(lián)盟(遷安)協(xié)同創(chuàng)新研究院有限公司。Ⅱ鋼鐵行業(yè)作為原材料；經(jīng)穩(wěn)定化處理后的鋼渣是很好的綠色材料，可替代部分天然材料。在冶金固廢資源綜合利用標準體系中，鋼渣化學成分測定方法是非常重要的部分，在保證鋼渣產(chǎn)品質(zhì)量方面發(fā)揮著重要作用。GB/T38216《鋼渣》服務于鋼渣的處理、加工、貿(mào)易和應用，為鋼鐵工業(yè)高質(zhì)量綠色發(fā)展提供技——GB/T38216.1鋼渣氧化鉻含量的測定二苯基碳酰二肼分光光度法。目的在于規(guī)范鋼渣中氧化鉻含量的測定，鋼渣中鉻含量的準確測定，對鋼渣進行無害化處理和資源再利用，特別是綠色制造的需求具有重要意義。 -GB/T38216.2鋼渣氟和氯含量的測定離子色譜法。目的在于準確測定鋼渣中氟含量、氯含量，更好滿足上下游行行業(yè)的應用。 -GB/T38216.3鋼渣游離氧化鈣含量的測定EDTA滴定和熱重分析法。目的在于規(guī)范鋼渣中游離氧化鈣含量的測定。鋼渣作為建材、道路、建筑等行業(yè)原料替代，對鋼渣中的游離氧化鈣含量做出了嚴格限量，準確測定游離氧化鈣含量有利于鋼渣的資源化利用。 GB/T38216.4鋼渣全鐵含量的測定三氯化鈦-重鉻酸鉀滴定法。目的在于準確測定鋼渣中全鐵含量，確保鋼渣的質(zhì)量和穩(wěn)定性，推動鋼渣在鋼鐵、建材、道路等行業(yè)的應用，提高冶金渣的利用，促進二次資源的再利用。 -GB/T38216.5鋼渣氧化錳含量的測定火焰原子吸收光譜法。目的在于規(guī)范鋼渣中氧化錳的測定，鋼渣中的氧化錳含量為鋼渣的性能評價和后期處理利用起重要作用。1鋼渣游離氧化鈣含量的測定EDTA滴定和熱重分析法警示：使用本文件的人員應有正規(guī)實驗室工作實踐經(jīng)驗。本文件未指出所有可能的安全問題。使用者有責任采取適當?shù)陌踩徒】荡胧?，并保證符合國家有關(guān)法規(guī)規(guī)定的條件。本文件描述了鋼渣中游離氧化鈣含量測定的原理、試劑和材料、儀器設(shè)備、取樣和制樣、分析步驟、精密度及試驗報告。本文件適用于鋼渣中游離氧化鈣含量的測定。游離氧化鈣含量(質(zhì)量分數(shù))測定范圍：0.01%~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/T2007.1散裝礦產(chǎn)品取樣、制樣通則手工取樣方法GB/T2007.2散裝礦產(chǎn)品取樣、制樣通則手工制樣方法GB/T6379.1測量方法與結(jié)果的準確度(正確度與精密度)第1部分：總則與定義GB/T6379.2測量方法與結(jié)果的準確度(正確度與精密度)第2部分：確定標準測量方法重復性與再現(xiàn)性的基本方法GB/T6682分析實驗室用水規(guī)格和試驗方法GB/T8170數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的表示和判定GB/T12805實驗室玻璃儀器滴定管GB/T12806實驗室玻璃儀器單標線容量瓶GB/T12807實驗室玻璃儀器分度吸量管GB/T12808實驗室玻璃儀器單標線吸量管3術(shù)語和定義本文件沒有需要界定的術(shù)語和定義。4原理鋼渣中游離氧化鈣和氫氧化鈣合量采用化學分析測定，其中的氫氧化鈣含量用熱重法測定，二者之差即為鋼渣中游離氧化鈣的含量?；瘜W分析法采用乙二醇-EDTA化學滴定法，采用熱重分析法測出氫2氧化鈣在400℃~550℃溫度區(qū)間脫水的質(zhì)量，由此計算出鋼渣中氫氧化鈣的含量。5試劑和材料如無特殊說明，所用試劑不低于分析純試劑；試驗用水符合GB/T6682中三級及三級以上。5.2無水乙醇。5.4鹽酸(1+1)。5.5三乙醇胺(1+2)。5.6氫氧化鉀溶液(200g/L):將200g氫氧化鉀溶于水中，加水稀至1L,貯存于塑料瓶中。5.7碳酸鈣標準溶液[c(CaCO?)=0.02400mol/L]:稱取已于105℃~110℃烘過2h并冷卻至室溫的0.6005g±0.0002g碳酸鈣(CaCO?,基準試劑)。置于400mL燒杯中，加入約100mL水，蓋上表面皿，沿杯口加入5mL～10mL鹽酸(5.4)至碳酸鈣全部溶解，加熱煮沸1min～2min。將溶液冷卻至5.8EDTA標準滴定溶液[c(EDTA)=0.015mol/L]。a)EDTA標準滴定溶液的配制：稱取5.6gEDTA置于500mL燒杯中，加約200mL水，加熱溶解，必要時過濾，用水稀釋至1L。b)EDTA標準滴定溶液濃度的標定：吸取25.00mL碳酸鈣標準溶液(5.7)于400mL燒杯中，加水稀釋至約100mL,邊攪拌邊加入氫氧化鉀溶液(5.6)10mL,加入適量的鈣指示劑(5.9),以EDTA標準滴定溶液滴定至溶液由紅色變?yōu)樗{色。記下消耗EDTA的體積。EDTA標準滴定溶液的濃度按式(1)計算： (1)式中：c(EDTA)——EDTA標準滴定溶液的濃度，單位為摩爾每升(mol/L);V?——滴定時分取的碳酸鈣標準溶液的體積，單位為毫升(mL);1000——單位換算系數(shù)；V?——碳酸鈣標準溶液總體積，單位為毫升(mL);V——滴定時消耗EDTA標準滴定溶液的體積，單位為毫升(mL);100.09——碳酸鈣的摩爾質(zhì)量，單位為克每摩爾(g/mol)。c)EDTA標準滴定溶液對氧化鈣滴定度的計算：EDTA標準滴定溶液對氧化鈣的滴定度按式式中：Tco——每毫升EDTA標準滴定溶液相當于氧化鈣的質(zhì)量，單位為毫克每毫升(mg/mL);c(EDTA)——EDTA標準滴定溶液的濃度，單位為摩爾每升(mol/L);56.08——CaO的摩爾質(zhì)量，單位為克每摩爾(g/mol)。5.9鈣指示劑：稱取1.00g鈣指示劑及已在105℃~110℃烘干并冷卻至室溫的50g硝酸鉀(5.1),放在研缽中混合研細，貯于磨口瓶中。3GB/T38216.3—20235.10氮氣：純度為99.99%的干燥氮氣。6儀器設(shè)備6.1烘箱：控溫精度在2℃以內(nèi)。6.2天平：分度值不大于0.0001g。6.3熱重分析儀：高溫爐最高溫度不低于800℃;熱天平量程不低于30mg,最小分度值不大于0.1mg。6.4容量玻璃器皿：單標線吸量管應符合GB/T12808的要求，分度吸量管應符合GB/T12807的要求，滴定管應符合GB/T12805的要求，單標線容量瓶應符合GB/T12806的要求。6.5電動離心機：轉(zhuǎn)速不小于2500r/min。6.6磁力攪拌器：帶有塑料外殼的攪拌子，具有調(diào)速、加熱和控溫功能。7取樣和制樣按GB/T2007.1和GB/T2007.2的規(guī)定進行取樣和制樣，縮分至不少于100g,粒度不大于0.125mm。將試樣置于105℃~110℃的烘箱(6.1)中烘干2h后，取出置于干燥器中冷卻至室溫。8分析步驟8.1測定方法對同一試樣，化學分析和熱重分析各至少獨立測定2次。8.2空白試驗隨同試料做空白試驗。8.3游離氧化鈣和氫氧化鈣合量的測定8.3.1稱取0.2g～0.5g試料，精確至0.0001g。置于干燥的250mL錐形瓶中，加30mL乙二醇(5.3),加熱至80℃~90℃并通過磁力攪拌器(6.6)攪拌20min,將試液移入100mL干燥離心管中，用15mL無水乙醇(5.2)分5次～6次清洗錐形瓶，洗液倒入離心管中。在電動離心機(6.5)上以2500r/min速度離心15min,將上清液倒入250mL錐形瓶中，加水至100mL,加2滴鹽酸(5.4)、5mL三乙醇胺(5.5)、10mL氫氧化鉀溶液(5.6)、適量鈣指示劑(5.9),用EDTA標準滴定溶液(5.8)滴定至溶液由紅色變?yōu)樗{色。8.3.2游離氧化鈣和氫氧化鈣合量按式(3)計算：w?——游離氧化鈣和氫氧化鈣合量的質(zhì)量分數(shù)，%;………………Tcao——每毫升EDTA標準滴定溶液相當于氧化鈣的質(zhì)量，單位為毫克每毫升(mg/mL);V——滴定時消耗EDTA標準滴定溶液的體積，單位為毫升(mL);m——樣品的質(zhì)量，單位為克(g);1000——單位換算系數(shù)。48.4氫氧化鈣的測定8.4.1先通入氮氣(5.10)保護，再打開熱重分析儀(6.3),平穩(wěn)基線，消除誤差。將10mg～25mg試料裝入熱重分析用坩堝，記為m。。將坩堝放入熱重分析儀的樣品盤中，讓加熱爐返回工作位置，將m。輸入熱重分析儀，設(shè)定升溫速率為10℃/min,終止溫度為800℃,啟動升溫程序，記錄熱重曲線。氮氣保護至降溫結(jié)束。由熱重分析儀軟件分析出熱重曲線400℃~5508.4.2鋼渣中的氫氧化鈣含量w?(以氧化鈣計)可按式(4)計算：w?=4.1111×0.7567×w?式中：w?——氫氧化鈣(以氧化鈣計)的質(zhì)量分數(shù)，%;4.1111——Ca(OH)。和H?O分子量的比值；0.7567——CaO和Ca(OH)。分子量的比值；w?——Ca(OH)?分解出的H?O的質(zhì)量分數(shù)，%8.5鋼渣中游離氧化鈣含量計算鋼渣中游離氧化鈣的含量按照式(5)計算：W=Wi—w?w——游離氧化鈣的質(zhì)量分數(shù)，%;w?——游離氧化鈣和氫氧化鈣合量的質(zhì)量分數(shù)，%;wa——氫氧化鈣(以氧化鈣計)的質(zhì)量分數(shù)，%?！鎱^(qū)間失重臺階所代表的質(zhì)量損失百…………(5)9精密度本文件在2022年由8個實驗室，對6個不同水平的樣品進行精密度共同試驗，每個實驗室對每個水平獨立測試3次，按GB/T6379.1和GB/T6379.2統(tǒng)計方法確定的精密度，見表1。當兩次獨立分析結(jié)果差值的絕對值不大于r時，則取其算術(shù)平均值μ作為分析結(jié)果。如果兩次獨立分析結(jié)果差值的絕對值大于r時，按附錄A的規(guī)定追加測定次數(shù)并確定分析結(jié)果。分析結(jié)果按GB/T8170的規(guī)定修約。原始數(shù)據(jù)見附錄B。成分測定范圍(質(zhì)量分數(shù))%重復性限r(nóng)再現(xiàn)性限R0.01～20.00r=0.141448+0.0419748wR=0.112277+0.084112w注：式中w為兩個分析結(jié)果的平均值(質(zhì)量分數(shù))。試驗報告應包括下列信息：a)測試實驗室名稱和地址；5b)試驗報告發(fā)布日期；c)本文件的編號；d)遵守本文件的程度；e)試樣本身必要的詳細說明；f)分析結(jié)果及其表示；g)測定過程中存在的任何異?，F(xiàn)象和本文件中沒有規(guī)定的可能對試樣的分析結(jié)果產(chǎn)生影響的任何操作。6(規(guī)范性)實驗樣分析值接受程序流程圖實驗樣分析值接受程序流程圖見圖A.1。是否再次測定X?是N?max-Xain≤1.2r否是Xrms-Xmin≤1.3rXi+X?+X?+Xx4否圖A.1實驗樣分析值接受程序流程圖7(資料性)精密度試驗資料采用EDTA滴定和熱重分析法測定鋼渣中游離氧化鈣含量方法的精密度試驗原始數(shù)據(jù)如表B.1所示。表B.1精密度