古宏淵,溫雅寧,李 莉
(山西太鋼不銹鋼股份有限公司,山西 太原 030003)
不銹鋼、碳素鋼冶煉產(chǎn)生的鋼渣,通過冷卻降溫、金屬分選回收處理后,形成金屬含量低于標(biāo)準(zhǔn)要求的鋼渣,即尾渣。為了對生產(chǎn)線的鋼渣中金屬回收處理效果和能力進(jìn)行評價,通常檢測指標(biāo)包括對尾渣中金屬鐵含量進(jìn)行化驗分析。
尾渣試樣經(jīng)過烘干、研磨后,首先經(jīng)強磁鐵外磁選、無水乙醇沖洗分離非磁性礦物,在電磁攪拌條件下,用三氯化鐵-乙酸鈉溶液選擇溶解金屬鐵,過濾分離后,濾液用重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,計算金屬鐵的百分含量。
化驗分析過程中,存在多種影響因素,常見因素包括:
在強磁鐵磁選法、無水乙醇沖洗分離非磁性礦物操作時,磁鐵位置不固定,無水乙醇沖洗次數(shù)不夠或動作太快,會造成磁性試樣流失,直接影響最終結(jié)果。
解決這一問題,可以采用無水乙醇多次少量、緩慢沖洗,磁棒位置保持瓶底固定位置,保證金屬試樣無流失,保證無磁性非礦物清理干凈。
試樣溶解過濾后加入硫磷混酸,溶液呈黃色,有利于減少干擾元素對測定的干擾。靜置冷卻過程中,試驗靜置溫度過低導(dǎo)致反應(yīng)速度緩慢,滴定終點提前,分析結(jié)果偏低;試驗溫度過高,可能導(dǎo)致部分二價鐵氧化成三價鐵,分析結(jié)果偏低。溶液靜置不好會出現(xiàn)渾濁,會導(dǎo)致滴定值無效或偏差大。
解決這一問題,可以在加入20ml硫磷混酸后,保持靜置溫度,待黃色褪去后自然冷卻冷卻,再進(jìn)行滴定。一般靜置溫度控制在30-40℃之間。
溶液PH值要求控制在2.2-2.4。三氯化鐵-乙酸鈉溶液配置調(diào)整時,若使用廣范PH試紙測定溶液PH值,則無法判斷,此方法測試明顯粗糙、不精確,溶液濃度達(dá)不到控制要求,會帶來系統(tǒng)誤差;一般PH試紙常用型號是Q/GHSC1544-1999。
解決這一問題,可以采用每次三氯化鐵-乙酸鈉溶液調(diào)整時,使用標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定后的酸度計,作為三氯化鐵-乙酸鈉溶液調(diào)整的依據(jù)。
溶液PH值控制對比實驗:選取操作熟練的操作員3人,配置三氯化鐵-乙酸鈉溶液,依據(jù)經(jīng)驗用廣范PH試紙調(diào)整溶液PH值后,使用標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定后酸度計測試溶液PH值對比,數(shù)據(jù)如表1所示。
表1 溶液PH值對比分析
實驗表明,使用廣范PH試紙調(diào)整溶液PH值誤差較大,使用標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定后酸度計來控制溶液PH值精細(xì)、準(zhǔn)確,能夠達(dá)到控制要求。
注意,使用酸度計調(diào)整溶液PH值時,必須配置標(biāo)準(zhǔn)溶液對酸度計進(jìn)行標(biāo)定,以保證pH計讀數(shù)穩(wěn)定。
化驗室通常使用電子天平進(jìn)行試樣稱量。電子天平是將被稱量物的質(zhì)量產(chǎn)生的重力通過傳感器轉(zhuǎn)換成電信號來表示稱量物的質(zhì)量的。一般情況下,電子天平在安裝和移動位置后,稱量值會受到一定影響;天平電子元件保持干燥的狀態(tài),尤其濕度較大時對稱量值產(chǎn)生一定影響;電源穩(wěn)定性對稱量結(jié)果產(chǎn)生波動影響,等等,以上因素都能產(chǎn)生稱量誤差。
解決這一問題,首先需要對稱量波動進(jìn)行確認(rèn)。例如,精度為0.0001g的電子天平,使用100克經(jīng)過校準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)砝碼,若稱量結(jié)果分別為100.0500克、100.0491克,超出允許誤差±0.0001克,說明電子天平的稱量準(zhǔn)確性出現(xiàn)較大偏差,會影響化驗結(jié)果的準(zhǔn)確。稱量波動可以。其次,為了減少電子天平的稱量誤差的影響,可以根據(jù)稱量數(shù)量情況,每月或每周通過天平自確認(rèn)功能進(jìn)行檢測分析一次。自確認(rèn)步驟如下:
圖1
(1)電子天平使用時,應(yīng)先接通電源按開關(guān)鍵直至全屏自檢后預(yù)熱至少30分鐘,即可稱量。
(2)萬分之一的電子天平自確認(rèn),具體步驟包括:在“置零”后,屏幕顯示0.0000時,按下“校準(zhǔn)”鍵,顯示校準(zhǔn)克數(shù),將專用砝碼放入托盤,自動調(diào)整,等顯示屏出現(xiàn)校準(zhǔn)克數(shù)穩(wěn)定后,將砝碼取下即可。
離子交換法制備純水是化驗室試驗用水常用方法。其中樹脂顆粒和水中雜質(zhì)起不可逆反應(yīng)。樹脂被污染后,動態(tài)特性改變,再生時間加長,運行周期縮短,水質(zhì)下降,帶來水中雜質(zhì)的干擾。常見干擾包括有機物污染、鹽類及氫氧化物污染、重金屬及其氧化物污染等。純水受到污染,將對化驗過程準(zhǔn)確性產(chǎn)生系統(tǒng)影響。
解決這一問題,做好每月純水機濾芯清洗后,檢測純水質(zhì)量。分析用純水質(zhì)量的檢測分析,根據(jù)用水量,可每月或每周進(jìn)行檢測。檢測分析主要指標(biāo)包括:
(1)檢測純水的電阻率。25℃時的電阻率1×106Ω·cm的水為純水。25℃時的電阻率大于1×106Ω·cm的水為超純水。
(2)檢測純水的酸堿度。要求PH值為6.5-7.0。取2支試管,各加10mL被檢的水,一管加2滴甲基紅指示劑,不得顯紅色;另一管加5滴溴百里酚藍(lán)指示劑(0.01g/L)不得顯藍(lán)色。
(3)檢測純水的鈣鎂離子。取10mL被檢的水,加氨- 氯化鈉緩沖溶液(Ph = 10)使溶液pH至10,加入少量固體酸性鉻藍(lán)K-奈酚綠B混合指示劑(1+2.5),不應(yīng)顯紫色,而應(yīng)顯純藍(lán)色?;蛉?00mL被檢水,加氨-氯化銨緩沖溶液(pH=10)10mL,加入少量固體酸性鉻藍(lán)K-萘酚綠B混合指示劑(1+2.5)攪拌,如呈紫色,用0.015mol/L.的EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定,如EDTA消耗為1滴(約為0.05mL)則合格,2滴以上為不合格。
(4)檢測純水的氯離子檢驗:取10mL被檢的水,加2滴硝酸鈉,加2滴硝酸銀溶液(10g/L)不渾濁。
(1)改善前隨機抽取5個尾渣試樣化驗結(jié)果波動情況進(jìn)行匯總,如表2所示。
表2 尾渣試樣化驗結(jié)果
結(jié)論:化驗雙樣結(jié)果平均差距為0.35%,結(jié)果之間差距較大。希望通過改進(jìn)將允許差控制在±0.10%內(nèi)。
(2)改善后對原5個尾渣試樣化驗結(jié)果波動情況進(jìn)行匯總,如表3所示。
表3 尾渣試樣化驗波動結(jié)果
(3)依據(jù)改善前后分析結(jié)果績效對比檢驗:(圖1)
結(jié)論:通過對改善前后的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗可以看出,改進(jìn)后化驗結(jié)果偏差為0.09%,將允許誤差降低到要求的0.10%以內(nèi);且通過箱線圖可以看出,改進(jìn)后化驗誤差有了顯著降低。
尾渣金屬鐵含量化驗操作流程出現(xiàn)化驗誤差將對鋼渣處理線的評價帶來不利的影響,所以保持化驗過程準(zhǔn)確性、減少化驗誤差,對化驗操作人員提出了較高的工作要求。同時通過對以上產(chǎn)生化驗誤差因素的控制,實現(xiàn)了尾渣金屬鐵的準(zhǔn)確測定,為鋼渣處理線金屬分選回收效果及時提供數(shù)據(jù)指導(dǎo)。