冶金概述课件

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*, , , , , , ,*,第,172,页,/,共,184,页,冶金分析,授课教师：刘淑萍,河北联合大学化学工程学院,1.,冶金分析概述,1.,定义,：冶金分析是一门专业性很强分析化学。,它是研究冶金生产过程中各种物料的组成,及,其含量的测定方法,和,有关理论的一门,学科。,2.,作用,：在冶金分析中，对原料的选择、冶炼,工艺流程的控制，冶金产品的检验，新产品,的试制及应用，都必须以分析结果为重要依,据。,1.,冶金分析概述,3.,发展状况及意义：,用氧顶吹转炼钢代替平炉炼钢，缩短时间,由十几小时到几十分钟，提出,炉前,分析。,现代冶金分析不仅要作组分分析，而且要作,状态、价态、结构微粒微区薄层纵深分析。,现代分析,技术,图书馆中冶金样中有很多现代分析的书籍，作,为我们只能是了解，将来工作需要的话再深造,1.,冶金分析概述,4, 冶金分析过程的特点,1.试样来源复杂。,3.,选择的方法要求快速、简便、易重复,2. 同一元素分析方法多，杂质影响大。,例,Si,光度,容量,重量,4.,取样方法多，正确。,1.,冶金分析概述,5,、冶金分析方法分类,按作用分 标准方法,非标准方法,1,).,标准方法：,由国际某个组织或国家的某个特定机构统一规定的分析方法。可分为：, 标类法：,原料分析和成品的质量分析，由所得结果来作为工艺计算、财务计算，评定产品质量的依据，要求准确度高。, 快速法：,一定准确度下要求快速，用于控制生产过程炉前分析，是冶炼过程中不可少的。,仲裁法或校核法 仲裁：,以解决争议为目的的分析方法,校核：,厂内复核某项分析结果而进行的分析,方法,1.,冶金分析概述,1.,冶金分析概述,(1),这些方法往往是原标类法中增添一些补充而使精确度提高，要求技术更高的分析人员进行。,(2),分析方法标准须满足以下要求：,在政府标准化管理机构领导和组织下进行，按规定的程序编制。,按规定格式编写。,方法的成熟性得到公认，方法的准确度和精密度可通过协作试,验确定。,1.,冶金分析概述,(3),一些标准代号：,ISO,国际质量认定标准, 中国国家标准方法代号,GB,例：,GB223.69-89,钢铁及合金中燃烧气体容量法测碳,ASTM,美国标准检验协会,JIS,日本工业标准, 中国部颁标准,YB,冶金部、,HB,化工部,.,地方标准,1.,冶金分析概述,2).,非标准方法,企业标准,文献方法,冶金分析方法很多，且准确度也不相同。因此，测定一个试样的某个组分时，采用不同的方法，测得结果有出入。故，一般都用国家标准方法。唐山钢铁公司对GB进行内部简化，但不影响结果的准确度,2,.,标准试样、基准试样,一、标准试样（标样）：,已经准确知道其化学组成的天然样品或工业产品（矿石、金属、合金、炉渣等）或人工配制的人造试样。,要求,:,组成均匀；,稳定不变；,主要化学成分准确地确定辅助元素的含量，只是参,考，不能作为标准。,二,、基准试样：,纯度极高的单质或化合物，一般至少相当于保,证试剂（,GR,：光谱纯；,SP,或,EP,：放射纯）,2,.,标准试,样,样、基,准,准试样,四、两,样,样作用,1,）检验,分,分析结,果,果是否,正,正确，,校,校正误,差,差,2,）在各,种,种仪器,分,分析中,用,用的制,作,作工作,曲,曲线,3,）用于,标,标定各,种,种标液,浓,浓度（,基,基准试,样,样可直,接,接配标,液,液）,4,）仪器,的,的校准,5,）检查,和,和改进,分,分析方,法,法,三、两,种,种试样,的,的区别,：,：,基准是,由,由一般,化,化学试,剂,剂提纯,而,而得。,标准是,由,由国家,内,内有关,研,研究机,关,关或工,厂,厂实验,室,室组织,生,生产，,它,它的准,确,确含量,由,由最可,靠,靠方法,、,、由有,经,经验的,分,分析人,员,员测定,而,而得。,2,.,标准试,样,样、基,准,准试样,六、我,国,国现有,的,的标准,物,物质（,P131-138,）,GBW,表示什,么,么,五、存,储,储与选,用,用,存储：,于干燥,器,器中密,封,封，防,氧,氧化、,玷,玷污、,受,受潮失,效,效。怕,光,光,的可于,棕,棕色干,燥,燥器中,。,。,选用：,与待测,试,试样组,分,分尽量,一,一致，,并,并成分,含,含量接,近,近。,3,.,分析结,果,果的表,示,示方法,、,、允许,差,差,一、表,示,示方法,1.,分析结,果,果的表,示,示方法,常,常以被,测,测元素,在,在试样,中,中的存,在,在状,态而定,。,。（在,后,后续课,程,程中会,显,显示出,来,来）,例如：,铁,铁的表,示,示,合金,中,中的铁,用,用,Fe%,表示,矿石,中,中的铁,一,一般用,Fe,2,O,3,%,表示,若为,了,了知道,铁,铁矿石,中,中的铁,含,含量来,制,制定冶,金,金工业,生,生产。,用全部,的,的（各,种,种存在,状,状态的,铁,铁）含,量,量，,TFe%,：试样,中,中含铁,元,元素的,质,质量分,数,数,.,3,.,分析结,果,果的表,示,示方法,、,、允许,差,差,硅,硅酸,盐,盐和炉,渣,渣样品,：,：,因为它,们,们是硅,酸盐，,是,是,SiO,2,和,金属氧,化,化物的,复,复合物,。,。,Si,以,SiO,2,%Ca,以,CaO%Al,以,Al,2,O,3,%,Mg,以,MgO%Fe,以,Fe,2,O,3,Mn,以,MnO%,用,用氧,化,化物表,示,示分析,结,结果在,一,一定程,度,度上，,反,反映了,客,客观实,在,在，便,于,于检查,分,分析结,果,果的可,靠,靠性。,所,所以，,所,所有组,分,分氧化,物,物百分,率,率的总,和,和应为,100%,左右。,3,.,分析结,果,果的表,示,示方法,、,、允许,差,差,2,、根据,试,试样的,聚,聚集状,态,态,气体：,体,体积百,分,分比；,液体：,g,成分重,量,量,/L,液,固体：,重,重量百,分,分比；,微量痕,量,量组分,时,时，用,ppm,、,ppb,表示的,也,也有,3,.,分析结,果,果的表,示,示方法,、,、允许,差,差,3、分,析,析结果,的,的规范,表,表达,质检所,的,的正规,报,报表,3,.,分析结,果,果的表,示,示方法,、,、允许,差,差,二、准,确,确度与,允,允许差,1.,分,分析,结,结果所,表,表达的,意,意思：, 表,示,示组分,含,含量大,小,小, 表,示,示准确,程,程度（98.2%,不,不准；98.20%,准,准确,）,）,2.,允,允许差,化,化学成,分,分允许,差,差,成品化,学,学成分,允,允许差,化学成,分,分允许,差,差：,规定用,同,同一方,法,法分析,同,同一元,素,素时，,允,允许的,平,平行,测定结,果,果的偏,差,差。,3,.,分析结,果,果的表,示,示方法,、,、允许,差,差,元素,分析方法,含量,Tk,（偏差）,Ni,重量法,0.2,0.8,0.057,0.8,1.5,0.093,光度法,0.010,0.025,0.0025,0.101,0.250,0.010,3,.,分析结,果,果的表,示,示方法,、,、允许,差,差,允许差,的,的特点,：,：,同一,分,分析方,法,法，同,一,一试样,中,中某元,素,素其含,量,量范,围不同,规定的,允,允许差,不,不同。,方法,不,不同，,允,允许差,不,不同。,范围,，允许,差,差,Tk,。,标样,Tk,小于实,际,际样品,Tk,。,3,.,分析结果的,表,表示方法、,允,允许差,钢 成品化,学,学成分允许,差,差：,规定允许的,铁,铁水（钢水,）,）的分析结,果,果与成品（,固,固体）取样,分,分析结果差,。,。,例：,GB/T222-2006,钢的成品化,学,学成分允许,差,差,3,.,分析结果的,表,表示方法、,允,允许差,本讲思考题,：,：,1.,如何用置信,度,度、置信区,间,间表示测量,范,范围？,2.,允许差有几,种,种表示方法,，,，各代表什,么,么意义？,3.,化学方法允,许,许差的特点,是,是什么？,4.,何为标样？,在,在冶金分析,中,中的作用？,5.,如何选用保,管,管基准试样,？,？,第二章,矿,矿石的分析,1,、掌握矿石,试,试样的采取,和,和制备；,铁矿石分析,方,方法；,酸溶铁（,SFe,）；,全铁测定（,TFe,）；,亚铁（,FeO,）测定。,2,、了解铁矿,石,石一般分析,项,项目：,SiO,2,、全铁,TFe,、,S,、,P,。,从冶炼出发,还,还要测酸溶,性,性铁（,SFe,）、氧化亚,铁,铁（,FeO,）,CaO,、,MgO,、,MnO,2,、烧碱。,3,、难点：,亚铁分析方,法,法,一、矿物,地壳中具有,一,一定化学成,分,分和一定物,理,理化学性质,的,的天然产物,矿物,金属矿物,指用以提炼,各,各种金属元,素,素的,分类,非金属矿物,为耐火材料,、,、冶金材料,（,（熔剂）陶,瓷,瓷材料,2.1,概述,2.1,概述,二、 矿石,矿物在自然,界,界中或以单,质,质、以化合,物,物、以多种,化,化合物的组,合,合,形式存在的,，,，含有一种,或,或数种有用,矿,矿物，其富,集,集程度达到,了,了现代,工业中具有,经,经济价值的,品,品位（工业,品,品位）的自,然,然集合体,称为矿,石。,1. 种类,：,：,含有一种被,研,研究的金属,：,：如常见的,赤,赤铁矿,同时含有多,种,种矿物。如,铅,铅锌矿,2.,脉石：,含有有用,矿,矿物的岩,石,石，在组,成,成上可能,很,很不一致,，,，以石英,和,和硅酸盐,为,为最多。,常见的：,碳,碳酸盐、,黄,黄铁矿、,某,某些金属,（,（如铁、,锰,锰）的氧,化,化物 和,氢,氢氧化物,矿石是冶,炼,炼的基础,原,原料。分,析,析是保证,产,产品的质,量,量、控制,冶,冶炼过程,和,和研究新,工,工艺必不,可,可少的手,段,段。,2.1,概述,2.2,矿石试样,的,的采取和,制,制备,一、取样,方,方法,1. 在,呈,呈块状堆,积,积的矿石,中,中，应在,具,具代表性,的,的分布点,上,上取样，,取,取样点的,数,数目和每,点,点上取样,量,量的多少,，,，按实际,情,情况确定,。,。,选横、竖,线,线交点作,为,为取样点,，,，用锹或,铲,铲从深,0.5,0.7m,处各取一,份,份试样。,表层风化,、,、氧化,大块堆底,细,细砂，中,心,心聚集,不,不均因素,大堆不能,扒,扒开取样,2.2,矿,矿石试,样,样的采取,和,和制备,2.,车厢取样, 没有,运,运输不分,层,层时，在,表,表面取样, 有运,输,输已分层,时,时，则按,不,不同深度,取,取样,在若干个,车,车厢一份,份,份取样时,，,，则可以,在,在第一节,车,车厢取,A,点，第二,车,车厢取,B,点,.,.,2.2,矿,矿石试,样,样的采取,和,和制备,3. 在,选,选矿或烧,结,结料运输,皮,皮带上取,样,样。,只要每隔,一,一定时间,间,间隔取样,一,一次。取,样,样点处用,铲,铲将皮带,上,上全宽度,范,范围内物,料,料全部扒,下,下。,取样器：,锹、铲、,挖,挖料钻,直径,12,50nm,薄铁圆筒,状,状取样管,2.2,矿,矿石试,样,样的采取,和,和制备,二（取,样,样量）制,样,样(见,P,2,中1.1.11.1.2,部,部分,),送到分析,室,室的原始,样,样是几十,公,公斤、几,公,公斤不等,，,，代表矿,体,体的某一,块,块数或矿,层,层的化学,组,组成。,分析用样,只,只需几克,、,、几十克,，,，最多也,不,不过百克,，,，因此对,原,原始试样,进,进行加工,。,。,矿物原料,试,试样的制,备,备，要经,过,过破碎、,混,混匀、缩,分,分、过筛,、,、吸铁等,工,工序，即,由,由原始试,样,样缩减到,分,分样用量,为,为止。,kgQ,k值,0.1,0.5,矿石特性,系,系数,mmd,1.,最低重量,：,：用切乔特,公,公式,2.2,矿,矿石试,样,样的采取,和,和制备,各类矿石,K,值,矿种,k,值,铁 锰,0.10.2,Cu Mo W,0.10.5,Ni(,硫化物,) Co,0.20.5,Cr,不大于,0.250.3,Pb Zn Sn,0.2,铝土矿,(,非均一的,如黄铁矿化铝土矿,钙质铝土角砾岩,),0.30.5,锑 汞,不小于,0.10.2,菱镁矿 石灰石 白云石,0.050.1,脉金,(,颗粒基本上小于,0.1mm),0.2,脉金,(,颗粒基本上近于,0.1mm),0.4,脉金,(,颗粒基本上大于,0.6mm),0.81.0,铌 钽 锆 铪,Be Li Ru Os,稀土元素,0.10.5,磷矿石,(,分布均匀者,),萤石 黄铁矿,0.2,高岭土 粘土 石英岩,0.10.2,明矾 石膏 硼矿,0.2,2.2,矿,矿石试,样,样的采取,和,和制备,例如,:,有一矿样,已,已全部通,过,过,20,号筛,(d=0.84mm),矿种的,K=0.2,则需要缩,分,分出的样,品,品的最低,重,重量为：,Q=0.20.84,2,=0.141kg,说明,:,该矿种通,过,过,20,号筛缩分,出,出连续加,工,工的样品,重,重量不能,少,少于,141g,否则失去,代,代表性,.,缩分次数,:,当样品原,始,始重量比,它,它最低可,靠,靠重量大,N,倍,则缩分次,数,数,:N=2,m, m:,缩,缩分次数,.,2.2,矿,矿石试,样,样的采取,和,和制备,例如,:,原重,2kg,全部通过,20,号筛最低,可,可靠重量,141g,，,，,N=2000/141=14,倍,，2,314141g,，,，,就,是,是,最,最,低,低,可,可,靠,靠,质,质,量,量,，,有,足,足,够,够,的,的,代,代,表,表,性,性,。,实,际,际,工,工,作,作,中,中,如,没,没,有,有,提,提,出,出,特,特,殊,殊,要,要,求,求,，k=0.2,。,。,全,部,部,按,按,要,要,求,求,的,的,筛,筛,号,号,碎,碎,后,后,，,缩,分,分,至,至,最,最,低,低,可,可,靠,靠,重,重,量,量,以,以,上,上,，,再,全,全,部,部,细,细,碎,碎,至,至,所,所,需,需,粒,粒,度,度,。,2.2,矿,矿,石,石,试,试,样,样,的,的,采,采,取,取,和,和,制,制,备,备,2.,样,样,品,品,加,加,工,工,程,程,序,序,:,三,个,个,阶,阶,段,段,:,粗,碎,碎,、,、,中,中,碎,碎,、,、,细,细,碎,碎,每,个,个,阶,阶,段,段,又,又,包,包,括,括,四,四,个,个,程,程,序,序,：,：,破,碎,碎,过,过,筛,筛,混,混,匀,匀,缩,缩,分,分,3.,样,品,品,过,过,筛,筛,，,过,程,程,中,中,一,一,定,定,要,要,使,使,样,样,品,品,全,全,部,部,通,通,过,过,，,绝,不,不,能,能,任,任,意,意,弃,弃,去,去,筛,筛,上,上,样,样,品,品,.,2.2,矿,矿,石,石,试,试,样,样,的,的,采,采,取,取,和,和,制,制,备,备,4.,样,样,品,品,混,混,匀,匀,代,表,表,性,性,掀,掀,角,角,法,法,(,量,小,小,的,的,),分,分,样,样,品,品,法,法,(,量,大,大,的,的,),环,环,锥,锥,法,法,5.,样,样,品,品,缩,缩,分,分,四,四,分,分,分,分,样,样,器,器,6.,样,样,品,品,烘,烘,干,干,大,宗,宗,样,样,品,品,自,自,然,然,干,干,(,风,干,干,法,法,),少,量,量,样,样,品,品,电,电,烘,烘,箱,箱,105110,有,些,些,样,样,品,品,不,不,可,可,烘,烘,干,干,:,物,相,相,分,分,析,析,测,定,定,Fe,2+,样,品,品,有,些,些,样,样,品,品,低,低,温,温,烘,烘,干,干,:,黄,铁,铁,矿,矿,中,中,硫,硫,化,化,矿,矿,6080,有,些,些,样,样,品,品,较,较,高,高,温,温,烘,烘,干,干,:,铝,土,土,矿,矿,锰,锰,矿,矿,130,2.3,矿,矿,石,石,分,分,析,析,一,、,铁,矿,矿,石,石,分,分,析,析,1.,铁,铁,矿,矿,定,定,义,义,与,与,种,种,类,类,矿石,主要成分,含铁量,%,铁的品位要求,磁铁矿,FeO,Fe,2,O,3,(Fe,3,O,4,),72.4,5660,赤铁矿,Fe,2,O,3,70.0,5458,菱铁矿,Fe,2,CO,3,48.2,3035,褐铁矿,Fe,2,O,3,nH,2,O,4862.9,4550,2.3,矿,矿,石,石,分,分,析,析,矿,石,石,中,中T,Fe,/FeO,2.7,磁,铁,铁,矿,矿,；,；T,Fe,/FeO,2.7,赤,铁,铁,矿,矿,T,Fe,与,SFe,之,差,差,硅,硅,酸,酸,铁,铁,这,这,部,部,分,分,铁,铁,在,在,冶,冶,炼,炼,中,中,不,不,能,能,还,还,原,原,为,为,金,金,属,属,铁,铁,.,当,硅,硅,酸,酸,铁,铁,中,中,的,的,铁,铁,大,大,于,于,24%,要,相,相,应,应,提,提,高,高,全,全,铁,铁,品,品,位,位,要,要,求,求,.,不,不,够,够,品,品,位,位,要,要,求,求,的,的,进,进,行,行,选,选,矿,矿,处,处,理,理,.,2.3,矿,石,石,分,分,析,析,2.,组,成,成,脉,石,石,:CaO,、,MgO,、,Al,2,O,3,、,SiO,2,等,铁,矿,矿,石,石,伴,伴,生,生,元,元,素,素,:S,、,P,、,Pb,、,Zn,、,Cu,、,Mn,、,Cr,、,V,、,Ti,Fe,的,的,氧,氧,化,化,物,物,盐,盐,:,FeO,Fe,2,O,3,、Fe,2,SiO,3,、Fe,2,CO,3,、,Fe,2,(SiO,3,),3,、Fe,2,(CO,3,),3,、,、,、,、,2.3,矿,石,石,分,分,析,析,3.,分,分,析,析,项,项,目,目,铁,矿,矿,石,石,中,中,的,的,铁,铁,大,大,都,都,以,以,高,高,价,价,铁,铁,(Fe,2,O,3,),状,状,态,态,和,和,亚,亚,铁,铁,(FeO),状,态,态,存,存,在,在,，,少,量,量,以,以,硅,硅,酸,酸,盐,盐,形,形,式,式,存,存,在,在,，,几,乎,乎,无,无,金,金,属,属,铁,铁,，,还,含,含,有,有,少,少,量,量,有,有,害,害,组,组,分,分,:SiO,2,、,S,、,P,、,As,等,，,它,们,们,冶,冶,炼,炼,过,过,程,程,中,中,还,还,原,原,为,为,单,单,质,质,渗,渗,入,入,生,生,铁,铁,中,中,，,严,重,重,影,影,响,响,金,金,属,属,质,质,量,量,。,铁,矿,矿,石,石,一,一,般,般,分,分,析,析,项,项,目,目,：,SiO,2,、,全,全,铁,铁,T,Fe,、,S,、,P,。,。,从,冶,冶,炼,炼,出,出,发,发,还,还,要,要,测,测,酸,酸,溶,溶,性,性,铁,铁,(SFe),、,氧,氧,化,化,亚,亚,铁,铁,(FeO),、,CaO,、,MgO,、,MnO,2,、,烧,烧,减,减,等,等,.,SiO,2,GB1364-78SGB1368-78Al,2,O,3,GB1365-78,CaOGB1366-78PGB1369-78Mn1370-78,MgOGB1367-78Fe,和,和,H,2,O,分,分,1363-78,GB/T6730.1-1986,GB/T6730.22-1986,代,替,替,.,.,.,.,.,.,2.3,矿,石,石,分,分,析,析,参,考,考,国,国,标,标,2.3,矿,石,石,分,分,析,析,4,.,分析方,法,法(书P9),铁矿石,的,的分解,:,1)HCl(浓,),分解，,残,残渣为,白,白色或,浅,浅灰色,.,2),若,若黑色,或,或其它,色,色,，,用,HF,或,NH,4,F处理,.,3),磁,磁铁矿,分,分解慢,，,用,SnCl,2,或,H,2,SO,4,H,3,PO,4,（,2,1,）混酸,4),铁,铁矿石,系,系统分,析,析,.,熔剂,KOH/Na,2,O,2,/Na,2,CO,3,/半熔,法,法,（半熔,法,法参考,分,分析化,学,学熔剂,部,部分）,5),铬,铬铁矿,:Na,2,O,2,6),钛,钛铁矿,:,焦硫酸,钾,钾,2.3,矿石分,析,析,铁矿石,的,的合适,溶,溶剂P11引出,SFe、TFe以,及,及TFe溶,（,（熔）,解,解的两,种,种方法,（1）,酸,酸溶铁,(SFe),a.,重铬酸,钾,钾容量,法,法,2.3,矿石分,析,析,2.3,矿石分,析,析,这里是,汞,汞盐测,铁,铁法（,国,国家仲,裁,裁方法,）,）,反应方,程,程,：,2Fe,3+,+Sn,2+,+6Cl,-,2Fe,2+,+SnCl,6,2-,Sn,2+,+,2HgCl,2,+4,Cl,-,2Hg,2,Cl,2,+SnCl,6,2-,主反应,：,：,6Fe,2+,+Cr,2,O,7,2-,+14H,+,6Fe,3+,+2Cr,3+,+7H,2,O,Hg,被Cr,2,O,7,2-,氧化，,并,并能将,反,反应生,成,成Fe,3+, Fe,2+,。,还原时,，,，较浓,的,的酸度,、,、较小,的,的体积,、,、较热,的,的试液,容,容易掌,握,握还原,终,终点。,SnCl,2,将Fe,3+,黄色退,去,去，在,过,过量,1,2D,为宜。,否,否则太,过,过量的,Sn,2+,发生：,H,2,SO,4,-,H,3,PO,4,的作用,：,：,a.,调节酸,度,度,b.,降,降低,Fe,3+,/Fe,2+,，使指,示,示剂,进,进入突,跃,跃之内,。,。,C,. Fe,3+,+PO,4,3-,生成无,色,色配离,子,子Fe(HPO,4,),+,，掩蔽Fe,3+,的黄色,干扰终,点,点的观,察,察,理论分,析,析反应,的,的可行,性,性。,，,2.3,矿石分,析,析,2.3,矿石分,析,析,终点判,断,断：,终点色,由,由Cr,3+,绿、Fe,3+,黄、指,示,示剂紫,红,红三者,比,比例大,小,小决定,终,终点,颜色，,但,但只要,绿,绿色得,到,到一定,程,程度突,然,然转色,，,，就是,终,终点，,这,这里一,定,定,观察到,中,中间色,。,。,b.SnCl,2,与TiCl,3,联合还,原,原法。P11,SnCl,2,加到试,液,液颜色,由,由小米,黄,黄之后,，,，钨酸,钠,钠为指,示,示剂，,用,用TiCl,3,无汞盐,测,测铁法,：,：,滴定至,黄,黄变兰,（,（钨兰,）,），再,过,过量一,D,停止,，,用,Cu,2,作催化,剂,剂,，,把,过量的Ti,3+,再处理,，,，不用,Cu,2,也可以,，,时间变,长,长,。,值得提,的,的是,，,兰色的,存,存在保,证,证不受,空,空气中O,2,干扰。,c.EDTA容,量,量法,.,磺基水,杨,杨酸指,示,示剂测,定,定,2.3,矿石分,析,析,2.3,矿石分,析,析,(2),全,全,铁,铁测定TFe,在溶样,时,时，,HCl,不能把,铁,铁矿石,中,中的Fe,2,(SiO,3,),3,溶解。,因,因此,，,在酸溶,时,时,，,加入适,量,量碱金,属,属氟化,物,物,，,则测得,值,值中包,括,括了硅,酸,酸铁,，,即,TFe,。,。,氟化物,用,用量,:1g,过多,:,Fe,2+,氧化,并防,碍,碍Fe,3+,的还原,侵蚀,玻,玻璃烧,杯,杯析出,的,的硅酸,，,吸附铁,离,离子,., 用,酸,酸不能,完,完全溶,解,解的铁,矿,矿样必,须,须改用,碱,碱熔分,解,解,.,（3）,亚,亚铁,测,测定P12,有时由,于,于高炉,冶,冶炼的,需,需要或,者,者确定,可,可否进,行,行磁选,时,时,，,需要了,解,解,矿石或,烧,烧结矿,中,中亚铁,的,的量。,需,需测定,亚,亚铁很,不,不容易,，,因为,O2,/,H2O,=1.23V,，,，,Fe,=0.68V,，,，,在溶解,试,试样时,如,如果不,采,采取措,施,施，,就可能,发,发生Fe,2+,Fe,3+,反应。,因,因此，,溶,溶样时,：,：,溶样在,隔,隔绝空,气,气的简,易,易装置,中,中进行,对,对于单,纯,纯的铁,矿,矿中亚,铁,铁的测,定,定,，,HCl-NaF分解,试,试样或,H,2,SO,4,-HF,（,（Pt,坩,坩埚中,）,）,HCl-NaF溶样,时,时，,FeO,、,、FeSiO,3,都被溶,解,解，直,接,接Cr,2,O,7,2-,滴定。,2.3,矿石分,析,析,2.3,矿石分,析,析,操作,:,.,排空气,:,加,HCl,之前加,入,入适量,NaHCO,3,或洁净,的,的方解,石,石。,II,加入,HCl,后立即,产,产生,CO,2,排出空,气,气,。,III,立即塞,以,以带导,管,管的胶,塞,塞,，,试样分,解,解完毕,。,IV,开启塞,子,子并迅,速,速加入,NaHCO,3,饱和溶,液,液或几,粒,粒方解,石,石,重新盖,上,上塞子,，,流水冷,却,却,。,V,加,H,2,SO,4,-H,3,PO,4,混酸和,指,指示剂,，,，立即,滴,滴定Cr,2,O,7,2-,至终点,.,2.3,矿石分,析,析,对,对于含,高,高价锰,含高价锰和,酸,酸溶性硫化,物,物,.,不学, 高价,铈,铈和铬的,作业：,1. 写出,无,无汞盐测铁,的,的原理和步,骤,骤,?,2. 铁矿,石,石中铁有几,种,种表示方法,?,比较溶解时,各,各有什么不,同,同,?,3. 常见,的,的铁矿石中,主,主要的杂质,有,有哪些,?,测铁时如何,消,消除干扰,?,4. TFe测定中，,加,加入NaF,用,用量？为什,么,么？,2.3,矿石分析,4. 金,属,属铁测定,(,后叙,3.3),5.,铁矿石中其,它,它项目分析.,关于MnO,在,在锰矿分析,中,中介绍,.,关于SiO,2,、,S,、,P,、,TiO,2,、,Al,2,O,3,、,CaO,、,MgO,测定可：,单独称样,，,只作其中单,项,项分析。,不制成母,液,液,，,然后按硅酸,盐,盐系统分析,方,方法测定各,项,项,。,母液制备,:,熔剂,: KOH+,少量的,Na,2,O,2,或,NaCO,3,+硼酸,(2+1),坩锅,:,银,水浸取,，,硝酸酸化,，,定容,250ml,，,，,分取各测,。,2.3,矿石分析, SiO,2,测定,:,高氯酸脱水,重,重量法,动物胶凝聚,重,重量法,硅酸盐分析,中,中讲,氟硅酸钾容,量,量法,硅钼蓝光度,快,快速法 ,钢铁分析中,讲,讲（系统分,析,析中）,2.3,矿,矿石分析,P测,定,定,磷易氧化,，,所以矿石中,没,没有游离状,态,态的磷,，,铁矿中的磷,几,几乎都以磷,酸,酸盐形态存,在,在,。,方法,重,重量法,:,焦磷酸镁法,，,磷钼酸铵法,，,很少用,。,容量法,:,钼酸铵容量,法,法,，,柠檬酸钼酸,铵,铵容量法。,光度法,:,磷钼蓝法,，,磷钼兰法,。,脱,Si,是难点、重,点,点,HCl、,HNO,3,-HClO,4,是冒烟，脱,Si,2.3,矿,矿石分析,S的,测,测定,铁矿石中,，,硫多以硫化,物,物,(FeS,2,)或硫酸盐,(CaSO,4,2H,2,O,)等形式,存在,。,在铁矿中,S,含量在百分,之,之几至千分,之,之几，少数,达,达百分之几,。,。,方法,1. 碱熔,或,或酸溶，使,S,转化为可溶,性,性的硫酸盐,，,测SO,4,2-,有：,BaSO,4,重量法、EDTA容量,法,法、硫酸联,苯,苯胺容量法,2. 矿样,在,在管式炉中,通,通过,O,2,或空气燃烧S,SO,2,吸收后测定,方法有：,碘量法,中,中和法,常用方法在,钢,钢铁分析中,讲,讲解,.,光度法,2.3,矿,矿石分析, CaO,、,MgO,、,Al,2,O,3,、,TiO,2,测定,吸取滤下液,(,母液,)，,合适酸度测,定,定,，,见硅酸盐分,析,析方法,。,2.3,矿,矿石分析,二,、,锰矿石分析,锰在自然界,中,中分布很广,，,几乎所有矿,石,石及硅酸盐,的,的岩石中都,含,含有锰。最,常,常见的锰矿,是,是无水或含,水,水的氧化锰,或,或碳酸锰,。,2.3,矿,矿石分析,1. 种类,、,、重要成分,及,及Mn%,种类,重要成分,Mn%,杂质成分有,软锰矿,MnO,2,62%,SiO,2,、,S,、,P,、,As,、,Fe,、,Al,、,Cu,、,Mg,前四种为有害元素,硬锰矿,MnO,2,MnO,nH,2,O,54%,黑锰矿,Mn,3,O,4,72%,菱锰矿,MnCO,3,90,锐铁矿,TiO,70,2.3,矿,矿石分析,作用,：,抗Cl,-,腐蚀,测定方法,光,光度法,：,：无机H,2,O,2,显色剂,Ti(H,2,O,2,)红色物质,。,。,Ti,3+,Ti,4+,两种变价这,一,一化学性质,。,。,有机（含羟,基,基），,Ti,与氧的键合,能,能力强。,容量法：,操作过程：,见,见下页（结,合,合P164,页,页讲解）,K,2,S,2,O,7,用于碱性、,中,中性氧化物,熔,熔解,反应：,2.3,矿,矿石分析,干扰离子,：Fe,3+,，V,4+,5+,，Mo,5+,6+,，W,6+,，F,-,2.3,矿,矿石分析,应用高铁标,准,准溶液滴定,时,时，用硫氰,酸,酸盐（紫色,）,）或中性红,指,指示剂。,高铁法：,Al3+/Al,1.66V,Ti,4+/Ti3+,0.092V,Fe,3+/Fe2+,0.68V,作业：根据,相,相关资料，,把,把以上内容,复,复习并总结,，,，准备小测,。,。,2.3,矿,矿石分析,钛矿石中钛,的,的分析,滴定：,还原：,终点指示：,隔绝空气条,件,件下，用金,属,属,Al,将四价钛还,原,原为三价钛,，,，而后用,Fe,3,标液氧化三,价,价钛，以硫,氰,氰盐为指示,剂,剂。当三价,钛,钛完全被后,，,，微过量的,Fe,3,离子生成红,色,色硫氰酸铁,，,，借以指示,终,终点。,一、原理,2.3,矿,矿石分析,1.,1. K,2,S,2,O,7,熔融法,称,0.2,0.5g,样品于,瓷坩埚中，,加,加,3g,K,2,S,2,O,7,，低温（,300,500,）熔化后,，,，再高温（,高,高温炉,500,）熔至红,色,色熔体。冷,却,却后放入烧,杯,杯，用,5,H,2,SO,4,80ml浸,取,取洗涤坩埚,，,，加热煮沸,、,、过滤、沉,淀,淀，用,10,H,2,SO,4,洗,4,次，合并滤,液,液。加,35,NaOH,至沉淀物,Fe(OH),3,、,Ti(OH),4,凝聚，用定,性,性滤纸过滤,。,。沉淀用,2,NaOH,洗,5,次，后以,10,H,2,SO,4,热液溶解沉,淀,淀于锥形瓶,中,中，洗涤,5,次，控制总,体,体积约,100ml,，加浓,HCl 50ml,，加饱和,(NH,4,),2,SO,4,（防止,Ti,3+,氧化）,10ml,或乙酸，加,2gAl,片，用带封,闭,闭的漏斗的,胶,胶塞塞紧，,煮,煮沸至,Al,片全溶，液,体,体变清。冷,却,却后用,NH,4,Fe(,SO,4,),2,标液滴至紫,色,色变浅，加,10mlKSCN,（,5,）继续滴,至,至稳定的红,色,色为终点。,，,2.3,矿,矿石分析,2.3,矿,矿石分析,2. Na,2,O,2,熔融法,称,0.2,0.5g,样品于瓷铁,坩,坩埚中，加,入,入,3gNa,2,O,2,与,与样品混匀,，,，表面盖上,2gNa,2,O,2,，,在,700,熔至透明,，,，冷却后用,30ml,水浸取，水,洗,洗坩埚数次,后,后，过滤沉,淀,淀残渣，将,沉,沉淀用约,50ml,10,H,2,SO,4,溶于锥形瓶,中,中，用,1,H,2,SO,4,洗滤纸，补,加,加,30ml,浓,HCl,至总体积为,200ml,左右，加,3gAl,片，加热至,红,红色消失，,再,再添加,Al,片，每次加,约,约,0.1g,至反应变慢,，,，,Ti,3+,紫色不断增,加,加，而后加,入,入,0.1gAl,片，盖上装,有,有,NaHCO,3,的盖氏漏斗,，,，加热煮沸,数,数分钟，取,下,下冷至室温,，,，打开胶塞,，,，加入,100ml,饱和,(NH,4,),2,SO,4,和,10ml5,KSCN,，用,NH,4,Fe(,SO,4,),2,滴至终点。,，,以下内容要,求,求：,1.,钢铁分析在,冶,冶金分析中,是,是重要的一,部,部分内容，,在,在这一讲里,重,重点掌握钢,铁,铁分类和所,含,含的其它元,素,素及含量。,2.,了解五大杂,质,质元素,C,、,Si,、,Mn,、,S,、,P,在钢铁中存,在,在的形式及,它,它们对钢铁,性,性能的影响,。,。,第三章,钢铁分析,3.1,钢,钢、铁基本,知,知识、区别,、,、分类,一,、,钢铁材料,黑色金属材,料,料是铁、饹,、,、锰及它们,的,的合金。通,常,常称为钢铁,材,材料。常,用,用,钢,钢,、,、,铁,铁,材,材,料,料,有,有,钢,钢,、,、,生,生,铁,铁,、,、,铁,铁,合,合,金,金,、,、,铸,铸,铁,铁,及,及,各,各,种,种,合,合,金,金,（,（,高,高,温,温,合,合,金,金,、,、,精,精,密,密,合,合,金,金,等,等,）,）,二,、,钢,钢,与,与,铁,铁,的,的,区,别,别,1.,炼,炼,铁,铁,：,：,生,生,铁,铁,是,是,以,以,铁,铁,矿,矿,石,石,为,为,原,原,料,料,并,并,用,用,焦,焦,炭,炭,在,在,高,高,炉,炉,中,中,还,还,原,原,而,而,得,得,。,。,铁,矿,矿,石,石,的,的,主,主,要,要,成,成,分,分,为,为,氧,氧,化,化,铁,铁,，,，,但,但,也,也,含,含,有,有,许,许,多,多,杂,杂,质,质,，,，,经,经,高,高,炉,炉,冶,冶,炼,炼,后,后,这,这,些,些,杂,杂,质,质,大,大,部,部,分,分,都,都,可,可,以,以,除,除,去,去,。,。,仍,仍,留,留,在,在,生,生,铁,铁,中,中,的,的杂,质,质,元,元,素,素,有,有,：,：,冶,冶,炼,炼,所,所,用,用,到,到,的,的,炭,炭,C,；,；,矿,矿,石,石,中,中,残,残,留,留,下,下,来,来,的,的,Si,、,Mn,、,S,、,P,等,。,。,3.,钢,铁,铁,分,分,析,析,的,的,五,五,大,大,杂,杂,质,质,元,元,素,素,：,：,C,、,Si,、,Mn,、,S,、,P,基,本,本,成,成,分,分,：,：,Ti,、,C,、,Mn,、,Si,、,S,、,P,4.,区,区,别,别,：,：,含,含,碳,碳,量,量,决,决,定,定,于,于,是,是,钢,钢,还,还,是,是,铁,铁,C,在,1.7,以,以,上,上生,铁,铁,C,在,在,0.05,1.7,钢,3.1,钢,钢,、,、,铁,铁,基,基,本,本,知,知,识,识,、,、,区,区,别,别,、,、,分,分,类,类,白,生,生,铁,铁,（,（,白,白,口,口,铁,铁,）,）,：,：当,碳,碳,以,以,化,化,合,合,形,形,式,式,（,（,碳,碳,化,化,物,物,）,）,存,存,在,在,，,，,生,生,铁,铁,剖,面,面,带,带,暗,暗,白,白,色,色,，,，,称,称,为,为,白,白,口,口,铁,铁,。,。,极,极,硬,硬,且,且,脆,脆,，,，,难,难,于,于,加,加,工,工,，,，,炼,炼,钢,钢,灰,生,生,铁,铁,：,：当,生,生,铁,铁,中,中,Si,的,含,含,量,量,较,较,高,高,，,，,其,其,中,中,碳,碳,以,以,游,游,离,离,状,状,态,态,的,的,石,石,墨,墨,形,式,式,存,存,在,在,，,，,生,生,铁,铁,剖,剖,面,面,带,带,灰,灰,色,色,，,，,称,称,为,为,灰,灰,生,生,铁,铁,。,。,硬,硬,度,度,低,低,，,，,流,流,动,动,性,大,大,，,，,便,便,于,于,加,加,工,工,，,，,用,用,于,于,铸,铸,铁,铁,(,以,以,C,的,形,形,式,式,存,存,在,在),3.1,钢,钢,、,、,铁,铁,基,基,本,本,知,知,识,识,、,、,区,区,别,别,、,、,分,分,类,类,5.,分,分,类,类,铁,的,的,分,分,类,类,：,：,3.1,钢,钢,、,、,铁,铁,基,基,本,本,知,知,识,识,、,、,区,区,别,别,、,、,分,分,类,类,钢,的,的,分,分,类,类,：,：,碳,素,素,钢,钢,低,低,C,钢,：,：,小,小,于,于,0.25,中,C,钢,：,：,0.25,0.60,含,含,碳,碳,量,量,高,C,钢,：,：,大,大,于,于,0.6,工,业,业,纯,纯,铁,铁,：,：,小,小,于,于,0.04,合,金,金,钢,钢,低,低,合,合,金,金,钢,钢,：,：,合,合,金,金,元,元,素,素,总,总,含,含,量,量,小,小,于,于,5,中,合,合,金,金,钢,钢,：,：,合,合,金,金,元,元,素,素,总,总,含,含,量,量,5,10,高,合,合,金,金,钢,钢,：,：,合,合,金,金,含,含,量,量,总,总,元,元,素,素,大,大,于,于,10,低,合,合,金,金,结,结,构,构,钢,钢,：,：,含,含,有,有,少,少,量,量,合,合,金,金,元,元,素,素,（,（,多,多,数,数,情,情,况,下,下,，,，,总,总,量,量,不,不,超,超,过,过,3,）,）,的,的,低,低,合,合,金,金,高,高,强,强,度,度,钢,钢,合,金,金,元,元,素,素,：,：,Ni,、,Cr,、,Mo,、,V,、,Ti,、,Co,、,Be,、,N,按,按,化,化,学,学,成,分,分,分,分,类,类,3.1,钢,钢,、,、,铁,铁,基,基,本,本,知,知,识,识,、,、,区,区,别,别,、,、,分,分,类,类,按,按,用,用,途,途,分,分,类,类,碳,素,素,结,结,构,构,钢,钢,普,普,通,通,碳,碳,素,素,钢,钢,结,构,构,钢,钢,优,优,质,质,碳,碳,素,素,结,结,构,构,建,建,筑,筑,及,及,工,工,程,程,用,用,，,，,机,机,械,械,制,制,造,造,用,用,合,金,金,结,结,构,构,钢,钢,渗,渗,碳,碳,钢,钢,、,、,调,调,质,质,钢,钢,、,、,弹,簧,簧,钢,钢,、,、,轴,轴,承,承,钢,钢,碳,素,素,工,工,具,具,钢,钢,工,具,具,钢,钢,刀,刀,具,具,钢,钢,低,低,合,合,金,金,刀,刀,具,具,钢,钢,，,，,高,高,速,速,钢,钢,刀,刀,具,具,、,、,合,金,金,工,工,具,具,钢,钢,量,量,具,具,钢,钢,量,量,具,具,、,、,模,具,具,钢,钢,模,模,具,具,特,殊,殊,钢,钢,：,：,不,不,锈,锈,钢,钢,、,、,耐,耐,热,热,钢,钢,、,、,耐,耐,磨,磨,钢,钢,（,耐,耐,酸,酸,、,、,低,低,温,温,、,、,耐,耐,热,热,、,、,电,电,工,工,、,、,超,超,高,高,强,强,钢,钢,）,）,3.1,钢,钢,、,、,铁,铁,基,基,本,本,知,知,识,识,、,、,区,区,别,别,、,、,分,分,类,类,普,通,通,钢,钢,：,：,这,这,类,类,钢,钢,含,含,杂,杂,质,质,元,元,素,素,较,较,多,多,，,，,一,一,般,般,含,含,磷,磷,不,不,大,大,于,于,0.045,，,，,含,含,S,不,大,大,于,于,0.055,普,通,通,钢,钢,按,按,标,标,准,准,又,又,分,分,为,为,三,三,类,类,甲,类,类,钢,钢,：,：,保,保,机,机,械,械,性,性,能,能,和,和,P,、,S,、,N,2,、,Cu,含,量,量,的,的,钢,钢,乙,类,类,钢,钢,：,：,保,保,化,化,学,学,成,成,分,分,C,、,Si,、,Mn,、,P,、,S,和,残,残,Cu,含,量,量,的,的,钢,钢,特,类,类,钢,钢,：,：,即,即,保,保,机,机,械,械,性,性,能,能,化,化,学,学,成,成,分,分,，,，,又,又,保,保,Cr,、,Ni,、,Cu,、,N,2,含,量,的,的,钢,钢,结,构,构,钢,钢,：,：,一,一,般,般,含,含,P,、,S,均,0.040%,工,具,具,钢,钢,:,一,般,般,含,含,P,0.035,，,，,含,含,S,0.030%,高,级,级,优,优,质,质,钢,钢,一,一,般,般,含,含,P,、,S,量,均,均,被,被,限,限,制,制,在,在,0.030,以,以,下,下,。,。,按,质,质,量,量,分,分,三,类,类,优,质,质,钢,钢,3.1,钢,钢,、,、,铁,铁,基,基,本,本,知,知,识,识,、,、,区,区,别,别,、,、,分,分,类,类,按,按,冶,冶,炼,炼,方,方,法,法,分,分,类,类,：,：,按,炉,炉,别,别,分,分,：,：,平,平,炉,炉,钢,钢,（,（,碱,碱,性,性,、,、,酸,酸,性,性,）,）,，,，,转,转,炉,炉,钢,钢,（,（,低,低,吹,吹,、,、,侧,侧,吹,吹,、,、,顶,顶,吹,吹,）,）,，,，,电,电,炉,炉,钢,钢,（,（,电,电,弧,弧,、,、,电,电,渣,渣,、,、,感,感,应,应,、,、,真,真,空,空,感,感,应,应,）,）,按,脱,脱,氧,氧,程,程,度,度,分,分,：,：,沸,沸,腾,腾,钢,钢,、,、,镇,镇,静,静,钢,钢,、,、,半,半,镇,镇,静,静,钢,钢,6,、,、,五,五,元,元,素,素,在,在,钢,钢,铁,铁,中,中,存,存,在,在,的,的,形,形,式,式,及,及,它,它,们,们,对,对,钢,钢,铁,铁,性,性,能,能,的,的,影,影,响,响,。,。,以,下,下,5,元,素,素,的,的,讲,讲,解,解,均,均,从,从,形,形,式,式,来,来,源,源,含,含,量,量,性,性,能,能,几,几,方,方,面,面,表,表,述,述,3.1,钢,钢,、,、,铁,铁,基,基,本,本,知,知,识,识,、,、,区,区,别,别,、,、,分,分,类,类,碳,：,：钢,中,中,以,以,Fe,3,C,、,、,Mn,3,C,等,等,化,化,合,合,状,状,态,态,存,存,在,在,，,，称,作,作,化,化,合,合,碳,碳,铁,中,中,以,以,无,无,定,定,形,形,碳,碳,、,、,退,退,火,火,碳,碳,、,、,结,结,晶,晶,性,性,碳,碳,、,、,石,石,墨,墨,碳,碳,等,等,固,固,熔,熔,体,体,状,状,态,态,存在，称游离碳。,碳是对钢,性,性能起决,定,定作用的,元,元素，含,C,量增加，,强,强度、硬,度,度、,耐磨性增,加,加。塑性,（,（延伸率,、,、断面收,缩,缩率）、,韧,韧性降低,。,。当钢中,含,含,有形成稳,定,定碳化物,的,的元素：,铌,铌、,Ti,、,V,、,Mo,、,W,等时，其,屈,屈服强度,的提高更,为,为显著。,3.1,钢,钢、铁,基,基本知识,、,、区别、,分,分类,硅：存在,形,形式：以,固,固熔体及,FeSi,、,MnSi,、,FeMnSi,等形式存,在,在；有少,部,部分则以,硅,硅酸盐形,态,态存在,，,，形成钢,中,中非金属,夹,夹杂物。,如,如：,2FeO,SiO,2,、2MnO,SiO,2,、Al,2,O,3,SiO,2,.,来源：,一,一般由矿,石,石引入，,也,也有特殊,目,目的在冶,炼,炼时特意,加,加入。,炼钢生铁,0.3,1.5,Si,含量,铸,铸造生,铁,铁,3,钢中小于,1, 硅钢,4,（磁性,材,材料）,、,3.1,钢,钢、铁,基,基本知识,、,、区别、,分,分类, 性能,：,：是钢中,常,常见有益,元,元素之一,。,。,a. 硅,和,和氧的亲,和,和仅次于,Al,、,Ti,，而强于,Mn,、,Cr,、,V,。炼钢时,被,被,用作还原,剂,剂、脱氧,剂,剂。,b. 增,加,加钢的强,度,度、弹性,、,、耐热、,耐,耐酸性及,电,电阻系数,.,c. 硅,是,是硅钢的,主,主要成分,，,能降低铁,损,损,，,增加磁感,强,强度,。,缺点,:,增加钢的,过,