硅铁硫含量的测定红外线吸收法和色层分离硫酸钡重量法

硅铁硫含量的测定红外线吸收法和色层分离硫酸钡重量法

国家标准 GB/T4333.7一201g 代替GB/T4333.7一1984 硅铁硫含量的测定 红外线吸收法和色层分离硫酸钢重量法 Ferrosilieon一Determinationofsulfurcontent一Infraredabsorptionmethodand chromatographicseparatio-bariumsulfategravimetricmethod 2019-06-04发布 2020-05-01实施 国家市场监督管理总局 发布 币国国家标准化管理委员会国家标准
GB/T4333.7一2019 前 言 GB/T4333硅铁的分析方法分为9部分 GB/T4333.1硅铁硅含量的测定高氯酸脱水重量法和氟硅酸钾容量法; GB/T4333.2硅铁化学分析方法泌磷钼蓝光度法测定磷量; GB/T4333.3硅铁化学分析方法高碘酸钾光度法测定锰量; GB/T4333.4硅铁铝含量的测定铬天青s分光光度法、EDTA滴定法和火焰原子吸收 光谱法; GB/T4333.5硅铁硅、、铝、钙、铬和铁含量的测定波长色散X-射线荧光光谱法(熔铸 玻璃片法 GB/T4333.6硅铁铬含量的测定二苯基碳酰二耕分光光度法; GB/T4333.7硅铁硫含量的测定红外线吸收法和色层分离硫酸钏重量法; 硅铁化学分析方法原子吸收光谱法测定钙量; GB/T4333,.8 GB/T433.10硅铁碳含量的测定红外线吸收法 433的第了部分 本部分为GB/T 本部分按照GB/T1.12009给出的规则起草 4333.7一1984《硅铁化学分析方法 本部分代替GB/T 色层分离硫酸铆重量法测定硫量》 本部分 与GB/T4333.71984相比,主要技术变化如下 增加了范围(见第1章) 增加了规范性引用文件(见第2章); 修改了试验通过筛孔的表述方式(见3.4,1984年版的第4章); 增加了测定次数(见3.5.,1); 增加了分析结果的确定和表示(见3.6.2); 增加了方法二红外线吸收法(见第4章); 增加了试验报告的内容(见第5章); 增加了规范性附录“试验分析结果接受程序流程图”(见附录A). 本部分由钢铁工业协会提出 本部分由全国生铁及铁合金标准化技术委员会(SAC/Tc318)归口 本部分起草单位;鄂尔多斯市西金矿冶有限责任公司、鄂尔多斯市产品质量计量检测所、本钢板材 股份有限公司、北京首钢股份有限公司、冶金工业信息标准研究院 本部分主要起草人;马宁、徐文高、白雪松、王春光、张鹏达、刘鹏、吴俊、魏建全、陈刚、隋月斯、 刘晓燕、张进莺、吕芬、崔玉文、闫丽、卢春生 本部分所代替标准的历次版本发布情况为: GB/T4333.7一1984
GB/T4333.7一2019 硅铁硫含量的测定 红外线吸收法和色层分离硫酸重量法 警示使用本部分的人员应有正规实验室工作的实践经验 本部分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条件 范围 GB/T4333的本部分规定了采用色层分离硫酸钏重量法和红外线吸收法测定硅铁中的硫含量 本部分适用于硅铁中硫含量的测定 测定范围质量分数);方法一0.005%0.025%;方法二 0.002%~0.030% 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的 凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件 凡是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/T4010铁合金化学分析用试样的采取和制备 GB/T6379.1测量方法与结果的准确度(正确度与精密度第1部分;总则与定义 GB/T6379.2测量方法与结果的准确度(正确度与精密度第2部分;确定标准测量方法重复 性与再现性的基本方法 GB/T6682分析实验室用水规格和试验方法 GB/T8170数值修约规则与极限数值的表示和判定 方法一色层分离硫酸银重量法 3.1原理 试样在溴液中,以硝酸,氢氟酸溶解，经高氯酸冒烟,用水溶解盐类后过滤 滤液通过活性氧化铝色 层柱,除去大部分干扰元素,用稀氢氧化铵洗脱色层柱上的硫酸根离子,然后以硫酸镇重量法测定硫 3.2试剂和材料 分析中除另有说明外仅使用确认为分析纯的试剂,试验用水为GB/T6682规定的三级及三级以 上蒸僧水、去离子水或纯度与其相当的水 3.2.1棚酸 3.2.2硝酸,p=1.42g/mL 3.2.3氢氟酸,p=1.15g/ml 3.2.4高氯酸,p=l.67g/ml 3.2.5高氯酸，l+10. 3.2.6冰乙酸,p=1.05g/ml. 3.2.7盐酸,1+1 3.2.8盐酸,1十20.
GB/T4333.7一2019 3.2.9氢氧化铵，lmoL/L 3.2.10氢氧化铵,0.1moL/1L 3.2.11澳,99%以上 3.2.12过氧化氢,p=1.10g/mL. 3.2.13无水乙醉,99.5% 3.2.14硝酸铵溶液,50g/L 3.2.15硝酸银浴液,10g/L 3.2.16氧化饥溶液,00g/儿L. 经慢速滤纸过滤后备用 3.2.17甲基红乙醇溶液,lg/L 3.2.18硫标准溶液,3.00mg/ml 称取1.1200g预先经105Cl10C烘干恒重的硫酸钾(优级纯),置于烧杯中,加水溶解后,移人 500ml容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀 此溶液1ml.含3.00mg硫酸钏 3.2.19活性氧化铝 粒度小于80目的活性氧化铝,先用1moL/盐酸浸泡数小时,再用清水漂洗数次,每次将摇动后 10s内尚未沉降的细粒倾去后备用 3.2.20脱脂棉 3.3仪器 3.3.1氧化铝色层分离装置(示意图见图1 品 接机械系 说明 干燥器; 烧杯; -脱脂棉; 活性氧化铝 -软塑料管 图1氧化铝色层分离装置示意图 3.3.2色层柱的制备 于25ml滴定管的底部放人少量脱脂棉,再用少量水将活性氧化铝(3.2.19)转人滴定管中,其高度
GB/T4333.7一2019 为80mm~ 100mm,在活性氧化铝柱上端再放人少量脱脂棉 用50mL盐酸(3.2.8)分三次洗涤并通 过色层柱,再用30mL水,分二次洗涤色层柱,弃去洗液 以下按照3.5.4.5进行 滴加5mL氯化钏溶 液(3.2.16),如杯底不出现硫酸银沉淀即可(否则应继续重复洗涤) 使用过的色层柱可用20ml水和 0ml15ml盐酸(3.2.8)通过色层柱使其再生后备用 色层柱的氧化铝约分析18个试样后,需用 lnmoL/L盐酸浸泡数小时才能再多次使用 3.4试样 按照GB/T4010的规定进行取制样,试样应全部通过0.125mm筛孔 3.5分析步骤 3.5.1测定次数 对同一试样,至少独立测定二次 3.5.2试料 称取试样5.00g,精确至0.001g 3.5.3空白试验 随同试料做空白试验测定 3.5.4测定 3.5.4.1将试料(3.5.2)置于600mL聚四氟乙烯烧杯中 加人100mL硝酸(3.2.2)、5m澳(3.2.11 然后加人1mL2mL氢氟酸3.2.3) 在电热板低温处加热至反应开始,取下,逐滴加人50mL~ 60mL氢氟酸(3.2.3),使其缓慢分解 加人50mL高氧酸(3.2.4),用少量水冲洗杯壁,加热蒸发至冒高 氯酸烟并使溶液体积浓缩至30mL左右 取下稍冷,用少量水冲洗杯壁,继续加热至冒高氯酸烟,使溶 液体积至20mL左右,取下冷却 加人150mL水和0.lg碉酸(3.2.1),加热溶解盐类,保温20 min 3.5.4.2用中速定量滤纸过滤,并用高氧酸(3.2.5)洗涤聚四氟乙烯烧杯和滤纸各4次5次,控制溶液 体积在200ml左右 准确加人2.00mlL 硫标准溶液(3.2.18) 注1硫量为0.005%一0.010%时,两份试样所得的滤液、洗液合并 注2随同试样所做两份空白试验中此时均加 2.00ml硫标准溶液(3.2.18). 15mL/min 3.5.4.3将溶液通过色层柱,流速控制在10 3.5.44待溶液全部通过色层桂后,用50 盐酸(3.2.8)分三次洗涤烧杯并通过色层柱 再用30 m 水,分二次洗涤色层柱,弃去从色层柱流出的溶液和洗液 3.5.4.5 -次用10mL氢氧化铵(3.2.9)和35mL氢氧化锁(3.2.10)洗脱色层柱上的硫酸根离子,流速 控制在5mL/min 将洗脱液收集在100mL烧杯中,如有氧化铝等杂质应过滤除去,用水洗烧杯及滤 纸各4次一6次,溶液低温浓缩至体积约为45mL .,加人1滴甲基红乙醇溶液(3.2.17),滴加盐酸(3.2.7 至出现稳定的红色并过量0.50 ml 3.5.4.6加人1ml冰乙酸(3.2.6)和5滴过氧化氢(3.2.12),还原并络合色层柱带下的少量铬离子,待 蓝色完全褪去后,加人10ml无水乙醉醇(3.2.13),搅匀 加热至近沸,滴加5ml氯化颚溶液(3.2.16). 同时搅拌至沉淀出现 在60C70C保温2h以上 3.5.4.7用体9cm慢速定量滤纸过滤 用热水将沉淀全部转移人滤纸上(一般需要冲洗烧杯6次 7次,每次约2ml) 用硝酸铵溶液(3.2.14)洗涤滤纸及沉淀至无氯离子(一般需要冲洗烧杯12次 13次,每次约2ml) 用硝酸银溶液(3.2.15)检查
GB/T4333.7一2019 3.5.4.8将沉淀及滤纸移人已灼烧至恒重的铂绀蜗中,低温灰化,在800850C高温炉中灼烧 30min以上,取出,置于干燥器中,冷却至室温,称重 反复灼烧至恒重(mi. 3.5.5校准曲线的绘制 移取硫标准溶液(3.2.18)数份相当于1mg~15mg硫酸锁,每份取两个),置于100ml烧杯中 加人13.5ml氢氧化铵(3.2.9),加人一滴甲基红乙醇溶液(3.2.17),用盐酸(3.2.7)中和至出现稳定的红 色并过量0.5ml,加水稀释至体积约为45mL,以下按照3.5.4.6至3.5,4.8进行 以加人的硫量(相当 于以mg计的硫酸颚的理论值)为横坐标,以测得的硫酸颚量mg)的平均值减去理论值所得的差即校 正值)为纵坐标绘制校准曲线 3.6分析结果及其表示 3.6.1硫含量的计算 按式(1)计算试样中硫含量ws,以质量分数%)表示 ml1一ml2 m1s一m1 ×0.1374×100 Z心s mn 式中 试样所测得的硫酸俱质量,单位为克(g); m -以m从校正曲线上查得的校正值,单位为克(); m 随同试样所做空白试验(包括以硫酸镇计加人的硫量)的硫酸镇质量,单位为克(g); ms -以m、从校正曲线上查得的校正值,单位为克(g); m 试样量,单位为克(g); n 0.1374 硫酸俱换算成硫的换算因数 3.6.2分析结果的确定和表示 同一试样两次独立分析结果差值的绝对值不大于允许差,则取算数平均值作为分析结果 如果两 次独立分析结果差值的绝对值大于允许差,则按照附录A的规定追加测量次数并确定分析结果 分析 结果按GB/T8170将数值修约至2位有效数字 3.7允许差 允许差见表1 表1允许差 %质量分数 硫含量 允许差 0.0050.025 0,0025 方法二红外线吸收法 4.1原理 试料在通人氧气流的高频感应炉内燃烧,硫转化成二氧化硫,随氧气流载至红外吸收池,由红外检 测器测量其对特定波长红外线的吸收,其吸收值与流经的二氧化硫成正比,根据检测器接受能量变化可 测得硫量
GB/T4333.7一2019 4.2试剂和材料 4.2.1高氯酸镁,无水、粒状 4.2.2碱石棉,粒状 42.3玻璃棉 42.4钨粒,硫量小于0.0005%,粒度0.8; mmm1.4mm 42.5锡粒,硫量小于0.0005%,粒度0.4 mm0.8mm 4.2.6纯铁,硫量小于0.0005%,屑状 氧气,纯度大于99.95%,其他级别氧气若能获得低而一致的空白时,也可以使用 4.2.7 动力气源,氮气、氧气或压缩空气,其杂质(水和油)含量小于0.5%. 4.2.8 42.9陶瓷堆蜗,直径×高;23mm×23mm或25mm×25mm 1,并在不低于1000C的高温加热炉中 灼烧2h以上脉凉后立即放置于干燥器中密封存放 4.3仪器和设备 43.1高频红外碳硫测定仪灵敏度为1.0×10-",其装置连接图如图2)y 洗气瓶,内装碱石棉(4.2.2) 4.3.1.1 4.3.1.2干燥管,内装高氯酸镁(4.2.1). 说明 氧气瓶; -高频感应炉; 燃烧管; -两级压力调节器; 洗气瓶 除尘器 干燥管; 0 流量控制器; 4,9 1 压力调节器; 二氧化硫红外检测器 图2高频感应炉燃烧红外吸收法测定硫的装置连接示意图 4.3.2气源 43.2.1载气系统包括氧气容器,两级压力调节器及保证提供合适压力和额定流量的时序控制部分 4.3.2.2动力气源系统包括动力气(氮气、缸气或压缩空气),两级压力调节器及保证提供合适压力和额 定流量的时序控制部分
GB/T4333.7一2019 4.3.3高频感应炉 应满足试料熔融温度的要求 4.3.4控制系统 4.3.4.1微处理机系统包括中央处理机、存储器、键盘输人设备、信息中心显示屏,分析结果显示屏及分 析结果打印机等 4.3.4.2控制功能包括自动装卸堆蜗和炉台升降、自动清扫、分析条件选择设置、分析过程的监控和报 警中断、分析数据的采集、计算、校准及处理等 4.3.5测量系统 主要由微处理机控制的电子天平(感量0.1mg)、红外线分析器及电子测量元件组成 4.4试样 按照GB/T4010的规定进行取制样,试样应全部通过0.125mm筛孔 4.5分析步骤 4.5.1测定次数 对同一试样,至少独立测定二次 4.5.2试料 称取0.20g试样,精确至0.001g 4.5.3分析准备 4.5.3.1按仪器使用说明书调试检查仪器,使仪器处于正常稳定状态 4.5.3.2选用设置最佳分析条件 4.5.3.3应用标准试样及助熔剂按4.5.5步骤进行两次试测,确定仪器是否正常 4.5.3.4称取0.20g士0.001巨含硫量为0.0050%左右的标准试样若干份,按4.5.6进行测定,平行测定 之间的波动应在士0.001%范围内,否则应按仪器要求调节仪器的灵敏度 4.5.4空白试验 在预先盛有0.30g土0.05！锡粒(4.2.5)的堪蜗(4.2.9)内，覆盖0.50g士0.05！纯铁(4.2.)和 1.20g士0.05g鸽粒(4.2.4),于同一量程或通道,按4.5.6步骤进行测定 重复足够次数,直至得到低而 比较一致的空白值读数 记录最小的三次读数,计算平均值,并参考仪器说明书,将平均值输人到分析 仪中,则仪器在测定试样时会进行空白值的电子补偿 4.5.5验证试验 4.5.5.1根据待测试样的含硫量,选择相应的量程或通道,并选择至少二个同类型标样,待测试样含硫 量应落在所选标样含硫量的范围内.依次进行校正,测得结果的波动应在重复性限下范围内,以确认系 统的线性,否则应按仪器说明书调节系统的线性 4.5.5.2不同量程或通道,应分别测其空白值并校正 4.5.5.3当分析条件变化时,如仪器尚未预热1h,氧气源、堆塌或助熔剂的空白值已发生变化时,都要 求重新测定空白并校正
GB/T4333.7一2019 4.5.6测定 4.5.6.1按待测试样的含硫量范围,分别选择仪器的最佳分析条件:如仪器的燃烧积分时间、比较水准 或设定数)的设置等 4.5.6.2将试料(4.5.2)均匀置于预先盛有0.30g士0.05g锡粒(4.,2.5)的堆蜗(4.2.9)内,覆盖0.50g士 0,05g纯铁(4.2.6)和1.20g士0.05g钨粒(4.2.4),将址蜗置于仪器堆蜗座上,按仪器说明书操作,测定 并读取结果 4.5.6.3重复4.5.6.2的测量,进行连续平行测定,取二次稳定结果的平均值 4.6分析结果的表示 同一试样两次独立分析结果差值的绝对值不大于重复性限，,则取算数平均值作为分析结果 如 果两次独立分析结果差值的绝对值大于重复性限r,则按照附录A的规定追加测量次数并确定分析 结果 分析结果按GB/T8170将数值修约至2位有效数字 4.7精密度 本部分的精密度数据是在2017年由10个实验室对8个不同水平的硅铁硫含量进行共同试验确定 的,每个实验室对每个水平的硫含量独立测试3次(原始数据参见附录B),按GB/T6379.1和 GB/T6379.2的统计方法确定的精密度见表2 表2精密度 %质量分数) 含量范围 重复性限" 再现性限R 0.0020.010 0.001o 0.0015 >0.010~0.030 0.0015 0.0025 在重复性条件下,获得的两次独立测试结果的绝对差值不大于重复性限r,大于重复性限厂的情况 以不超过5% 在再现性条件下,获得的两次独立测试结果的绝对差值不大于再现性限R,大于再现性限R的情 况以不超过5% 试验报告 试验报告应包括下列信息: 测试实验室名称和地址; a 试验报告发布日期; b 本部分的编号; 遵守本部分的程度 d 试样本身必要的详细说明; 分析结果及其表示:; 测定过程中存在的任何异常现象和本部分中没有规定的可能对试样的分析结果产生影响的任 g 何操作
GB/T4333.7一2019 附 录 A 规范性附录) 试样分析结果接受程序流程图 图A.1为试样分析结果接受程序流程图 从独立的重复结果开始 分析结果Kx lx- sr XtX 再次测定X x+x+ X-X<1.2r 再次测定X XtXtXtY -X<1.3 x 否 =中位值X，xg，Xg，X 注;厂为重复性限 图A.1试样分析结果接受程序流程图
GB/T4333.7一2019 附录 B 资料性附录 精密度试验原始数据 表B.1为红外线吸收法测定的精密度试验原始数据 表B.1精密度试验原始数据 硫含量(质量分数/% 实验室编号 0.0056 0.0028 0.0038 0.0028 0.0037 0.0021 0.0043 0.0055 0.0030 0.0034 0.0025 0.0033 0.0038 0,0030 0.0027 0.0054 0.0039 0.0026 0.0035 0.0030 0.0035 0.0057 0.0027 0.0110 0.,0031 0.0037 0,0040 0.0034 0.,0038 0,0048 0.,0096 0.0029 0,0035 0.0034 0,0032 0.0038 0,0036 0.0052 0,0032 0.0103 0.0035 0.0040 0,0036 0.0030 0,0032 0.0045 0,0025 0.0096 0.0030 0,.0036 0.0030 0,0038 0.0040 0,0025 0.0100 0.0035 0,0036 0.0025 0,0032 0,0050 0.0028 0.0098 0.0037 0.0040 0.0026 0.0035 0.005o 0.0035 0.0098 0.0034 0.0034 0.0032 0.0040 0.005o 0.,0100 0.004o 0,003o 0.0039 0.0030 0.0040 0.0060 0.0110 0.,0035 0.0037 0,0035 0.0023 0.0050 0.0046 0.0029 0.0099 0.0034 0.0044 0.0036 0.0040 0.0046 0.0026 0.0092 0.0032 0.0040 0.0037 0,0036 0.0049 0.0034 0,0028 0.0095 0.0033 0,0040 0,0035 0,0045 0,0024 0.0107 0,0025 0.0034 0.0038 0,003 2 0,0037 0.0026 0.0049 0.0029 0.0104 0.0036 0.0039 0.0032 0.0038 0.0049 0.0029 0,0101 0.,0025 0.004o 0,0038 0.0034 0.,0038 0.0049 0,0028 0,0106 0,0031 0.0028 0,0029 0,0039 0,0028 0.0056 0.0032 0.0034 0.0029 0.0102 0.0029 0.0031 0.0031 0.0053 0.0029 0.0107 0.0031 0.0030 0.0033 0.0039 0,0032 0.0053 0.0089 0.0029 0.0036 0.0033 0.0034 0,0029 0.0059 0.0098 0.0032 0.0036 0.0036 0,0036 0,0032 0,0050 0.0092 0.0034 0.0036 0.0033 0.0034 0.003 0.0058 0.0029 0.,0109 0.0029 0.0037 0.0035 0.0029 0.0035 0,0059 0.0030 0.,0106 0,0027 0.0034 0,0036 0,0032 0.0038 0.0056 0,0028 0,0101 0.0029 0.0036 0,0039 0.0031 0,0039
GB/T4333.7一2019 表B.1续 硫含量质量分数/% 实验室编号 0.0046 0.0030 0.0098 0.0033 0.0040 0.0040 0.0035 0.0042 1o 0.0045 0.0028 0.0104 0.0031 0.0037 0.0039 0.0035 0.0040 0.0045 0.0030 0.0100 0.0033 0.0037 0.0040 0.0036 0.0043 0

浅谈硅铁硫含量的测定红外线吸收法和色层分离硫酸钡重量法GB/T4333.7-2019

硅铁硫是指合金中同时存在硅、铁、硫三种元素的一种合金。在工业生产中，硅铁硫被广泛应用于钢铁冶炼、铸造、合金制造等领域。为了保证产品质量，需要对硅铁硫中的硅、铁、硫含量进行精确测定。

目前，常用的硅铁硫含量测定方法有化学分析法、光谱分析法等多种方法。其中，红外线吸收法和色层分离硫酸钡重量法是两种简单、快速、准确的方法，已成为硅铁硫含量测定的主要手段之一。

GB/T4333.7-2019是我国钢铁、合金等行业的国家标准，其中包括硅铁硫含量测定的相关规定。该标准要求，在实施红外线吸收法和色层分离硫酸钡重量法进行硅铁硫含量测定时，需要严格按照标准操作程序进行，以保证测试结果的准确性。

红外线吸收法

红外线吸收法是一种基于硅铁硫样品对某些特定频率的红外线有选择地吸收或透射的原理进行测定的方法。具体测定过程如下：

1. 取样：将经过混匀处理的硅铁硫样品约0.1g放入研钵中。
2. 加药：向研钵中加入5g氧化铝、5g碳酸钙和0.2g碳粉，混合均匀后压制成片。
3. 取光：在红外线分光光度计中，将硅铁硫样品片放入样品池中，以测试硫的吸收峰，根据硫的含量计算出样品中的硅、铁、硫含量。

色层分离硫酸钡重量法

色层分离硫酸钡重量法是一种基于硅铁硫样品中的硫被还原为硫化物，并与过量硫酸钡在水中形成白色沉淀的原理进行测定的方法。具体测定过程如下：

1. 取样：将经过混匀处理的硅铁硫样品约0.5g加入锥形瓶中。
2. 加药：向瓶中加入20mL盐酸和2g邻苯二甲酸二丁酯，振荡均匀后加入2mL硫酸。
3. 加水：在瓶口附近滴加约50mL去离子水，振荡均匀。
4. 分层：离心分离，将上清中的溶液倒入比色皿中，计算出其中硫的含量。

通过以上两种方法，可以测定出硅铁硫样品中的硅、铁、硫含量。同时，在进行硅铁硫含量测定时，要注意对仪器进行校准，并保证样品的质量和纯度。

总之，红外线吸收法和色层分离硫酸钡重量法是两种可靠、准确的硅铁硫含量测定方法，其操作流程简单，易于掌握。国家标准GB/T4333.7-2019对这两种方法的实施进行了详细规定，帮助企业更好地控制产品质量，提高市场竞争力。

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