GB/T 38216.4-2024 钢渣 全铁含量的测定 三氯化钛-重铬酸钾滴定法

　　ICS 77.140.99 CCS H 54

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 38216.4—2024

　　钢渣 全铁含量的测定

　　三氯化钛-重铬酸钾滴定法

　　Steel slag—Determination of total iron content—Titanium (Ⅲ)

　　chloride-potassium dichromate titration methods

　　2024-09-29 发布 2025-04-01 实施

　　发

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　

　　布

　　GB/T 38216.4—2024

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第 1 部分 ：标准化文件的结构和起草规则》 的规定起草。

　　本文件是 GB/T 38216 的第 4 部分。 GB/T 38216 已经发布了以下部分：

　　—钢渣 氧化铬含量的测定 二苯基碳酰二肼分光光度法 (GB/T 38216.1);

　　—钢渣 氟和氯含量的测定 离子色谱法 (GB/T 38216.2);

　　—钢渣 游离氧化钙含量的测定 EDTA滴定和热重分析法 (GB/T 38216.3);

　　—钢渣 全铁含量的测定 三氯化钛﹘重铬酸钾滴定法 (GB/T 38216.4);

　　—钢渣 氧化锰含量的测定 火焰原子吸收光谱法 (GB/T 38216.5)。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

　　本文件由中国钢铁工业协会提出。

　　本文件由全国钢标准化技术委员会 (SAC/TC 183)归口。

　　本文件起草单位 ：上海梅山钢铁股份有限公司、睿之路(杭州) 科技有限公司、山东钢铁集团日照有限公司 、成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司、首钢集团有限公司、北京林业大学、大连科萌工程材料有限公司、冶金工业信息标准研究院、 内蒙古华宜卓材料技术有限公司、京津冀钢铁联盟(迁安) 协同创新研究院有限公司。

　　本文件主要起草人： 何志明 、 黄菲 、 王晓杰 、杨金光 、 贺萍 、仇金辉 、吴益青 、 王菊 、 温维、薛莹、王姜维、孙向阳、朱茜、张若鹏、陈剑、高良豪、刘育松、栾彩霞、冯俊恺、杨志强、王仁栋、李秋霞、吴朝晖、赵晶晶、王强、孙荣国、程伟华、高书平、张睿超。

　　Ⅰ

　　GB/T 38216.4—2024

　　引 言

　　钢渣是炼钢生产过程中产生的副产品，含有铁 (TFe)、 氧化铁、氧化钙、氧化镁、三氧化硫、总碳、二氧化硅、三氧化二铝、五氧化二磷、氧化锌、氧化铬等成分，还含有氟、氯等阴离子 。钢渣处理加工后，部分钢渣可返回钢铁行业作为原材料 ;经稳定化处理后的钢渣是很好的绿色材料，可替代部分天然材料 。在冶金固废资源综合利用标准体系中，钢渣化学成分测定方法是其中非常重要的部分，在保证钢渣产品质量方面发挥着重要作用， GB/T 38216《钢渣》 服务于钢渣的处理、加工、贸易和应用，为钢铁工业高质量绿色发展提供技术支撑，拟由五个部分构成：

　　—钢渣 氧化铬含量的测定 二苯基碳酰二肼分光光度法 (GB/T 38216.1);

　　—钢渣 氟和氯含量的测定 离子色谱法 (GB/T 38216.2);

　　—钢渣 游离氧化钙含量的测定 EDTA滴定和热重分析法 (GB/T 38216.3);

　　—钢渣 全铁含量的测定 三氯化钛﹘重铬酸钾滴定法 (GB/T 38216.4);

　　—钢渣 氧化锰含量的测定 火焰原子吸收光谱法 (GB/T 38216.5)。

　　Ⅱ

　　GB/T 38216.4—2024

　　钢渣 全铁含量的测定

　　三氯化钛-重铬酸钾滴定法

　　警告─使用本文件的人员应有正规实验室工作的实践经验。本文件并未指出所有可能的安全问题。使用者有责任采取适当的安全和健康措施 ，并保证符合国家有关法规规定的事项。

　　1 范围

　　本文件描述了三氯化钛还原重铬酸钾滴定法测定全铁含量的方法。

　　本文件适用于钢渣，包括转炉渣、 电炉渣、精炼渣等中全铁含量的测定 。测定范围(质量分数)： 1.0%～35.0%。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款 。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件 ;不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单) 适用于本文件。

　　GB/T 2007.2 散装矿产品取样、制样通则 手工制样方法

　　GB/T 6682 分析实验室用水规格和试验方法

　　GB/T 8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定

　　GB/T 12805 实验室玻璃仪器 滴定管

　　GB/T 12806 实验室玻璃仪器 单标线容量瓶

　　GB/T 12808 实验室玻璃仪器 单标线吸量管

　　3 术语和定义

　　本文件没有需要界定的术语和定义。

　　4 原理

　　试料用硫酸﹘磷酸加热分解后以氯化亚锡还原试液中大部分的三价铁，再以钨酸钠为指示剂，三氯化钛将剩余三价铁全部还原为二价至生成“ 钨蓝” ，以稀重铬酸钾溶液氧化过剩的还原剂(或以空气中氧自然氧化 )。 在硫酸﹘磷酸介质中，以二苯胺磺酸钠为指示剂，用重铬酸钾标准滴定溶液滴定二价铁，计算全铁的质量分数。

　　5 试剂

　　除非另有说明，在分析中仅使用分析纯及以上纯度的试剂，实验用水应符合 GB/T 6682 规定的三级以上的蒸馏水、去离子水。

　　5.1 硫酸， ρ=1.84 g/mL。

　　5.2 磷酸， ρ=1.69 g/mL。

　　5.3 硫酸﹘磷酸混合酸， 3+3+4 ，即 3 份硫酸(5.1)+3 份磷酸(5.2)+4 份水。

　　1

　　GB/T 38216.4—2024

　　5.4 硝酸， ρ=1.42 g/mL。

　　5.5 氢氟酸， ρ=1.15 g/mL。

　　5.6 盐酸， ρ=1.19 g/mL。

　　5.7 盐酸， 1+4。

　　5.8 氯化亚锡溶液， 60 g/L。

　　称取 6 g 氯化亚锡溶于 20 mL 盐酸(5.6) 中，用水稀释至 100 mL，混匀 。

　　5.9 高锰酸钾溶液， 4 g/L。

　　5.10 钨酸钠溶液， 250 g/L。

　　称取 25 g 钨酸钠溶于适量水中， 加 5 mL 磷酸，用水稀释至 100 mL，混匀 。

　　5.11 三氯化钛溶液， 1+14。

　　取 2 mL 三氯化钛溶液(约15% 质量体积浓度) 用(1+5) 盐酸稀释至 30 mL。 用时现配。

　　5.12 重铬酸钾溶液， 1 g/L。

　　5.13 二苯胺磺酸钠指示剂溶液， 2 g/L。

　　5.14 硫酸亚铁铵溶液， c (Fe2+ )=0.050 mol/L。

　　称取 19.7 g 硫酸亚铁铵 [(NH4) 2Fe(SO4) 2· 6H2O] 溶解于硫酸(5+95) 中，移入 1 000 mL 容量瓶中，用硫酸(5+95) 稀释至刻度，混匀。

　　5.15 重铬酸钾标准滴定溶液， c (1/6K2Cr2O7)=0.050 00 mol/L。

　　称取 2.451 5 g 预先在 140 ℃~150 ℃ 干燥 2 h 并于干燥器中冷却至室温的重铬酸钾(基准试剂) 于250 mL 烧杯中，加水溶解，移入 1 000 mL 容量瓶中，加水稀释至刻度，充分混匀 。记下配制标准滴定溶液时的温度。

　　5.16 重铬酸钾标准滴定溶液， c (1/6K2Cr2O7)=0.010 00 mol/L。

　　称取 0.490 3 g 预先在 140 ℃~150 ℃ 干燥 2 h 并于干燥器中冷却至室温的重铬酸钾(基准试剂) 于250 mL 烧杯中，加水溶解，移入 1 000 mL 容量瓶中，加水稀释至刻度，充分混匀 。记下配制标准滴定溶液时的温度。

　　所用容量瓶应符合 GB/T 12806 中 A 级容量瓶的要求，必要时预先对容量瓶进行校准。

　　注1： 某些重铬酸钾标准物质已确定了其重铬酸钾的含量，可根据其含量计算称取重铬酸钾的质量。

　　注2： 应注意重铬酸钾标准滴定溶液的环境温度，滴定时的温度应尽量与配制标准滴定溶液的温度一致。

　　6 仪器及设备

　　除非另有规定，所有滴定管、容量瓶和吸量管应是符合 GB/T 12805、GB/T 12806 和 GB/T 12808的规定。

　　6.1 烘箱 ：温度应能控制在 105 ℃±2 ℃。

　　6.2 称量勺，用非磁性材料或退磁的不锈钢制成。

　　7 样品制备

　　按照 GB/T 2007.2 中的方法制备试样，用磁铁磁选分离金属铁。试样粒度应小于0.125 mm。将过筛后的试样置于 105 ℃±2 ℃ 的烘箱(6.1) 中烘干 1 h，取出置于干燥器中冷却至室温，备用 。

　　8 分析步骤

　　8.1 试料量

　　称取 0.20 g，精确至 0.000 1 g。

　　2

　　GB/T 38216.4—2024

　　8.2 测定次数

　　对同一试料，至少独立测定 2 次。

　　8.3 空白试验

　　随同试料做空白试验。

　　8.4 分析方法

　　8.4.1 将试料(8.1) 置于 300 mL 锥形瓶中，用少量水润湿， 加 15 mL 硫酸﹘磷酸混合酸(5.3) ，2 mL硝酸(5.4) ，3 mL 氢氟酸(5.5) ，低温加热溶解试料，轻轻晃动锥形瓶 2 次～3 次，升温加热至冒硫酸烟，当硫酸烟离液面 50 mm ~60 mm 时取下锥形瓶。

　　注： 对于高硅钢渣样品，根据硅含量，可适当多加入些氢氟酸分解试料 ; 没有氢氟酸时，可加 0.5 g～1 g 氟化物助溶。

　　8.4.2 稍冷，沿瓶壁加 20 mL 盐酸(5.7) ，趁热滴加氯化亚锡溶液(5.8) ，至试液呈微黄色，冷却至室温，加约 50 mL 水，1 mL 钨酸钠溶液(5.10) ，滴加三氯化钛溶液(5.11) 至试液呈蓝色。

　　注： 如氯化亚锡溶液过量，溶液呈无色，可滴加高锰酸钾溶液(5.9) 至微黄色，再按 8.4.2 操作。

　　8.4.3 滴加重铬酸钾溶液(5.12) 至蓝色消失，或稍等至空气中的氧氧化至蓝色消失， 加 5 滴二苯胺磺酸钠指示剂溶液(5.13) ，用重铬酸钾标准滴定溶液(5.15) 滴定至试液由绿色至蓝绿色到最后一滴变为紫红色时为终点。

　　注： 当铁含量小于 5%，用重铬酸钾标准滴定溶液(5.16) 滴定。

　　8.4.4 空白值的测定： 与试料同时分析，采用相同步骤和使用相同数量的试剂操作 。在加硫酸﹘磷酸混合酸(5.3) 之前，加入 5.00 mL 硫酸亚铁铵溶液(5.14) ，加 5 滴二苯胺磺酸钠指示剂溶液(5.13) ，用重铬酸钾标准溶液(5.15)滴定至终点(消耗 V1 )，再加 5.00 mL 硫酸亚铁铵溶液(5.14) ，再以重铬酸钾标准溶液(5.15) 滴定至终点(消耗 V2 )，前后滴定消耗重铬酸钾标准溶液体积之差 V0，即为空白值(V0=V1 -V2)。

　　9 分析结果的计算

　　按式(1) 计算全铁的质量分数 (%)：

　　wTFe

　　式中：

　　c ─重铬酸钾标准滴定溶液浓度，单位为摩尔每升(mol/L);

　　V ─滴定试料溶液消耗重铬酸钾标准滴定溶液体积，单位为毫升(mL);

　　V0 ─滴定空白试验溶液消耗重铬酸钾标准滴定溶液体积，单位为毫升(mL);

　　m ─试料的质量，单位为克(g);

　　55.85 ─铁的摩尔质量，单位为克每摩尔(g/mol)。

　　若试样中含有钒时，应采取以下方法进行校正：0.1%的钒相当于 0.11% 的铁。分析结果按 GB/T 8170 的规定修约，保留两位小数。

　　10 精密度

　　本文件由 9 个实验室， 对 6 个不同水平的样品进行精密度共同试验，每个实验室对每个水平独立测试3次。

　　3

　　GB/T 38216.4—2024

　　当两次独立分析结果差值的绝对值不大于 r 时，则取其算术平均值 μ 作为分析结果 。如果两次独立分析结果差值的绝对值大于 r 时，按附录 A 的规定追加测定次数并确定分析结果 。重复性限(r)、 再现性限(R)按表 1 计算获得。

　　表 1 重复性限、再现性限

　　测定范围(质量分数 )

　　重复性限( r)

　　再现性限(R)

　　1.0%~35.0%

　　lgr= -1.723 3+0.454 3 lgM

　　lgR=-1.224 9+0.509 7 1gM

　　注：M为两个分析结果的平均值(质量分数)。

　　11 试验报告

　　试验报告应包括下列信息：

　　a) 测试实验室名称和地址;

　　b) 试验报告发布日期;

　　c) 本文件的编号;

　　d) 遵守本文件的程度;

　　e) 试样本身必要的详细说明;

　　f) 分析结果及其表示;

　　g) 测定过程中存在的任何异常现象和本文件中没有规定的可能对试样的分析结果产生影响的任何操作。

　　4

　　GB/T 38216.4—2024

　　附 录 A

　　(规范性)

　　试样分析结果接受程序流程图

　　试样分析结果接受程序流程如图 A.1 所示。

　　图 A.1 试样分析结果接受程序流程图

　　5