本發(fā)明涉及一種高碳鉻鐵中鉻含量的快速檢測方法，屬于分析測試技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
煉鋼冶煉工藝過程中，高碳鉻鐵是重要的冶金鐵合金，主要用作冶煉滾珠鋼、工具鋼、高速鋼或高鉻鑄鐵的合金添加劑，可提高鋼鐵的硬度、淬透性、耐磨性及耐熱性，其高碳鉻鐵合金中的鉻直接影響著這些產(chǎn)品的質(zhì)量，因此對高碳鉻鐵合金中鉻的化學(xué)成分進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的分析是非常重要的。
由于測定高碳鉻鐵合金中的鉻含量國家標(biāo)準(zhǔn)分析方法操作步驟繁瑣，分析周期長，分析速度較慢，因此有必要探索測定高碳鉻鐵合金中的鉻含量的快速檢測方法，簡化分析過程，縮短分析時間(周期)，降低樣品分析成本，保證分析結(jié)果準(zhǔn)確可靠。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為解決測定高碳鉻鐵中的鉻含量國家標(biāo)準(zhǔn)分析方法操作步驟繁瑣，分析周期長，分析速度較慢的難題，本發(fā)明提供一種高碳鉻鐵中鉻含量的快速檢測方法，實現(xiàn)高碳鉻鐵合金中鉻含量的快速測定。
本發(fā)明通過下列技術(shù)方案實現(xiàn)：一種高碳鉻鐵中鉻含量的快速檢測方法，其特征在于經(jīng)過下列各步驟：
A、稱取0.1000g待測的高碳鉻鐵試樣于鎳坩堝中，加入2.5g氫氧化鉀和0.5g硝酸鉀混勻加蓋，得到混合樣品；
B、將步驟A的混合樣品在420～470℃下預(yù)熱焙燒2～3分鐘后置于750℃的馬弗爐中，熔融15分鐘后，稍冷，趁熱用10mL水將坩堝蓋洗凈于300mL燒杯中，加50mL煮沸的去離子水，待激烈反應(yīng)停止后，用20mL水洗出坩堝至上述燒杯中；
C、在步驟B的混合樣品中加入硫酸1+1溶液20mL，加熱至沸騰，取下稍冷，將此溶液移至500mL錐形瓶中，加入10mL的磷酸溶液，加水至體積為250mL，搖勻；
D、在步驟C的混合樣品加入10mL濃度為25g/L的硝酸銀溶液以及20mL濃度為250g/L的過硫酸銨溶液，搖勻加熱，加入數(shù)滴濃度為40g/L的高錳酸鉀溶液，煮沸至溶液呈穩(wěn)定的玫瑰紅色，繼續(xù)煮沸5分鐘，取下加入10mL濃度為50g/L的氯化鈉溶液，煮沸至紅色消失，繼續(xù)煮沸8～10分鐘，取下用流水冷卻至室溫；
E、將步驟D的混合樣品用濃度為0.1000mol/L硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液滴至溶液呈淡黃色，記下硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液所消耗的體積，再滴加濃度為2g/L的苯基代鄰氨基苯甲酸指示劑，直至玫瑰紅色消失轉(zhuǎn)為亮綠色為終點；
F、按下式計算高碳鉻鐵中鉻的百分含量：
式中，C——硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol/L；
V——滴定所消耗硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL；
m——待測的高碳鉻鐵試樣質(zhì)量，g；
17.332——Cr的1/3摩爾質(zhì)量，g/mol。
所述磷酸溶液為市購的分析純產(chǎn)品。
本發(fā)明具備的優(yōu)點及效果：本發(fā)明實現(xiàn)高碳鉻鐵合金中鉻含量的快速測定，分析數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、穩(wěn)定，及時為生產(chǎn)工藝過程提供準(zhǔn)確的分析數(shù)據(jù)。方法簡便、快速、易操作、準(zhǔn)確度高，能滿足實際實現(xiàn)高碳鉻鐵合金中鉻含量的快速分析檢測需要。適用于高碳鉻鐵中鉻含量檢測的范圍達(dá)25～80％。本發(fā)明在試樣處理階段，優(yōu)化了熔劑，減少了熔劑用量，降低了坩堝損耗；降低了稱樣量，簡化了操作步驟，分析時間較國家標(biāo)準(zhǔn)方法GB/T 4699.2-2008縮短了2小時左右。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
實施例1
A、稱取0.1000g(精確至0.0001g)待測的高碳鉻鐵試樣(以國標(biāo)GSB03-1560-2003Cr含量為67.23％為例)于鎳坩堝中，記錄m＝0.1000g，加入2.5g氫氧化鉀和0.5g硝酸鉀混勻加蓋，得到混合樣品；
B、將步驟A的混合樣品在420～470℃下預(yù)熱焙燒2～3分鐘后置于750℃的馬弗爐中，熔融15分鐘后，稍冷，趁熱用10mL水將坩堝蓋洗凈于300mL燒杯中，加50mL煮沸的去離子水，待激烈反應(yīng)停止后，用20mL水洗出坩堝至上述燒杯中；
C、在步驟B的混合樣品中加入硫酸1+1溶液20mL，加熱至沸騰，取下稍冷，將此溶液移至500mL錐形瓶中，加入10mL的磷酸溶液，加水至體積為250mL，搖勻；
D、在步驟C的混合樣品加入10mL濃度為25g/L的硝酸銀溶液以及20mL濃度為250g/L的過硫酸銨溶液，搖勻加熱，加入數(shù)滴濃度為40g/L的高錳酸鉀溶液，煮沸至溶液呈穩(wěn)定的玫瑰紅色，繼續(xù)煮沸5分鐘，取下加入10mL濃度為50g/L的氯化鈉溶液，煮沸至紅色消失，繼續(xù)煮沸8～10分鐘，取下用流水冷卻至室溫；
E、將步驟D的混合樣品用濃度為0.1000mol/L硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液滴至溶液呈淡黃色，記錄硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液所消耗的體積V＝38.18mL；再滴加濃度為2g/L的苯基代鄰氨基苯甲酸指示劑，直至玫瑰紅色消失轉(zhuǎn)為亮綠色為終點；
F、按下式計算高碳鉻鐵中鉻的百分含量：
式中，C——硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol/L；
V——滴定所消耗硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL；
m——待測的高碳鉻鐵試樣質(zhì)量，g；
17.332——Cr的1/3摩爾質(zhì)量，g/mol。
對比例：按國家標(biāo)準(zhǔn)方法GB/T 4699.2-2008對實施例1的待測的高碳鉻鐵試樣再次進(jìn)行檢測，具體如下：
(1)試樣量：稱取0.5000g高碳鉻鐵試樣(精確至0.0001g)；記錄m＝0.5000g；
(2)試樣的堿熔融：將試樣置于鎳坩堝中，加入7g過氧化鈉和3g碳酸鈉混勻后再加蓋1g過氧化鈉，徐徐加熱后于約700℃馬弗爐中保持約5分鐘并不斷搖動使其熔化，自然冷卻后，將坩堝置于500mL燒杯中，加入約100mL熱水，使熔物浸出后取出坩堝，用水洗出坩堝；待冷卻后，加硫酸(1+1)50mL加熱至沸約10分鐘，冷卻后將此溶液移至250mL容量瓶中，用水稀釋至刻度混勻。然后再分取試液50mL于500mL燒杯中，加入磷酸(ρ＝1.69g/mL)5mL，加入硫酸(1+1)20mL，用溫水稀釋至約200mL；
(3)氧化還原滴定：加入0.5mL(V2)高錳酸鉀溶液(3g/L)，10mL硝酸銀(5g/L)，過硫酸銨溶液(200g/L)25mL，搖勻加熱，煮沸至溶液呈微紅色，繼續(xù)煮沸5分鐘，取下加入鹽酸(1+3)5mL，硫酸錳(100g/L)5mL，煮沸至高錳酸完全分解，繼續(xù)煮沸2～3分鐘，使高錳酸沉淀完全消失，取下冷卻至室溫，加水至體積250mL，用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.10mol/L)滴至重鉻酸被還原，記錄硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液所消耗的體積V1＝38.59mL，并過量5～10mL，加入2～3滴二苯胺環(huán)酸鈉(1g/L)，用高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.10mol/L)滴至紫色為終點；記錄高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液所消耗的體積V2＝38.05mL；
(4)結(jié)果計算：
式中：
V1——滴定時消耗硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的用量，mL；
V2——滴定所消耗高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，mL；
K——高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液相當(dāng)于硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積比，mL；K＝25.00/24.9＝1.004，K以常規(guī)返滴定方法確定，25.00為移取硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積；24.9為消耗高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積。
C——硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的濃度，mol/L；
m——待測的高碳鉻鐵試樣質(zhì)量，g；
T——1.00mL硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液相當(dāng)于鉻的量，g/mol；
具體計算如下：用重鉻酸鉀基準(zhǔn)試劑配制成濃度為1mL含5.00mg的鉻標(biāo)準(zhǔn)溶液。移取10.00mL鉻標(biāo)準(zhǔn)溶液于500mL錐形瓶中，加10mL磷酸，用水稀釋體積至200mL左右，用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.10mol/L)滴定至溶液呈淡黃色，滴加3～4滴二笨胺磺酸鈉，繼續(xù)用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.10mol/L)滴至亮綠色為終點，記錄硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液所消耗的體積28.85ml。
T＝C×V1/V2＝5×10/28.85＝1.7328
式中：
V1——分取鉻標(biāo)準(zhǔn)溶液體積；
V2——滴定所消耗硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積；
C——鉻標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度。
r——試液分取比；r的具體計算，r＝50.00/250＝0.2(50.00為試液的分取體積；250為試液的總體積)。
按實施例1和對比例對下列標(biāo)樣均分別進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果如下表：
可見，按對比例的國家標(biāo)準(zhǔn)方法與本發(fā)明方法檢測鉻含量，偏差在允許差范圍內(nèi)，說明本發(fā)明方法準(zhǔn)確度較高，能滿足分析要求。
進(jìn)一步地，將本發(fā)明的方法與國家標(biāo)準(zhǔn)方法(GB/T 4699.2-2008)做下列比較：
從上表可知，本發(fā)明與國家標(biāo)準(zhǔn)方法均使用過硫酸銨為氧化劑，滴定標(biāo)準(zhǔn)溶液都是采用硫酸亞鐵銨為滴定標(biāo)液。國家標(biāo)準(zhǔn)方法的檢測耗時為3.5小時；而本發(fā)明僅耗時1.5小時，本發(fā)明方法能實現(xiàn)快速分析，且準(zhǔn)確度與國標(biāo)均在允許差內(nèi)。