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GB/T 24190-2009 鐵礦石 化合水含量的測定 卡爾費休滴定法

范圍
本標準規定用卡爾費體溶液滴定方法測定鐵礦石中的化合水的含量。
本方法適用于化合水含量范圍為0.05%～10%(質量分數)的天然鐵礦石、鐵精礦和造塊，包括燒結產品。
注: 術語"化合水"僅指在去除吸濕水后，在950oC溫度下加熱時才可充分釋放出的鐵礦石中的那部分水量。

原理
在105oC的加熱爐內，在干燥的氮氣氣氛中加熱預干燥試樣，使吸濕水釋放出來。繼續在另一950oC的爐內加熱，用乙二醇-甲醇混合液收集釋放的化合水。
用電位滴定法檢測終點，以卡爾費休溶液測定化合水的含量。

儀器
適合的測量裝置。
氣體流量計: 能測定250mL/min的流速。
如果流速測量采用受壓后壓力下降方法(壓降法)，那么壓力計的液體應是非揮發性油。
干燥塔(t1和t2): 容積250mL，分別盛放干燥劑，用于干燥通入加熱管的氮氣。
加熱爐(f1和f2): 加熱爐串聯放置，或者用可移動爐放置，它能套入加熱管或者從加熱管向外抽出。通過控制電流，至少能使爐子中兩個150mm的管區溫度分別保持在105°C±2°C和950°C±20°C。爐子溫度應在加熱管上方用高溫計或溫度計測量，或設備內置溫度計測量并顯示。
加熱管: 一種石英管，長度約700mm~800mm，內徑約30mm，兩端開口，內附一根外徑約8mm的石英長推桿。另一種，石英管長約350mm ，一端封口，并內附一根外徑約8mm的細管，氣體經由它朝出口方向流動。
試樣舟: 由惰性、穩定的材質制成，例如石英、鉑、瓷制的。尺寸大約為55mm(長)×20mm(寬)×15mm(高)。原則上，份樣量在0.2g~1g之間，裝樣量不超過1mg/mm2；如份樣為3g，裝樣量不超過1.5mg/mm2。
試樣舟使用前應在950°C灼燒，然后在干燥器中冷卻并保存。
過濾器: 將燒結金屬、燒結玻璃過濾器，或類似的過濾器盤插入加熱管和吸收池人口之間的軟連接之處。
軟連接: 已經發現某些類型的硅橡膠管透氣，不適合使用，可用氯丁合成橡膠管。在干燥塔之后，氣流線路應盡量用玻璃管連接，軟管只用作玻璃部分之間的對接。
流速控制間: 針狀閥置于流量計的出口端。
吸收池: 玻璃容器。鉑電極，滴定管以及氣體的入口均必須是密不透氣的，以防止濕氣進入吸收池。
鉑電極: 或是一對，或為復式鉑電極。
磁力攪拌器和攪拌子，化學惰性材料，可調速率。
電位滴定儀: 適于卡爾費休溶液滴定，并配有微安培計(0μA~50μA)，或者能指示電位滴定終點的同等儀器。
滴定管: 容量約10mL~25mL，符合 GB/T 12805 的規定。
取樣器: 推薦采用石英材料，內壁光滑，配有同材質的帽。

步驟
測定次數
對一個預干燥試樣至少獨立測定二次。
試料量
按照表1稱取相近量的預干燥試樣，精確至0.1mg。

注: 試樣應在預干燥當日盡快取祥秤重，以免重新吸濕。
空白試驗和驗證試驗
每次分析時，在相同條件下與礦石試樣平行分析一個空白試驗和一個同類型礦石的標準物質/標準樣品。標準物質/標準樣品也按規定制成的預干燥試樣。
注: 標準物質/標準樣品應和分析樣類型相同，為確保在分析步驟中無明顯變化，兩種材料的性質應足夠相似。
當同時分析數個試樣時，只要步驟相同，且所用試劑取自同一試劑瓶，空白值可由一個試驗代表。
當同時分析數個同類型礦樣時，可使用一個標準物質/標準樣品的分析值。
測定
儀器調節
打開加熱爐的開關，加熱爐1(f1) 溫度設定為105°C，加熱爐2(f2)溫度設定為950°C。加熱爐1(f1)內的加熱管升溫至105°C±2°C，以及加熱爐2(f2) 內的加熱管升溫至950°C±20°C，并且均保持此溫度。
調節氮氣流速，使通過系統流速大約為250mL/min。關閉加熱管的出口檢查系統的漏氣處。將加熱管的出口再與吸收池入口相接，必要時重新調節流速。通氣10min清洗該系統，并且均保持此流速。
取下吸收池塞子，用移液管移入40mL乙二醇-甲醇混合液或同等級的市售吸收液，塞緊入口塞。用自動滴定裝置時，操作者需確保試劑容量遵循產品說明書。
注: 商品卡爾費休試劑包括兩組(吸收劑和滴定劑) ，作為可選的乙二醇/甲醇吸收劑和消定劑。
打開滴定儀和磁力攪拌器的開關，調節磁攪拌子速度，以確保充分混合溶劑，在滴定過程中保持恒定的攪拌速度。
滴定
用滴定管向吸收池中緩慢加入卡爾費休溶液。由于過剩的卡爾費休溶液引起游離碘存在而導致電流迅速增加，指示終點接近狀況。在此迅速變化點上選擇一電流(30μA~40μA)作終點。繼續滴定至此電流保持30s為止。每隔10min加一次卡爾費休溶液，直到恢復初剖電流值并維持30s，它所需的增加量不大于0.05mL。
在全部實驗和校正開始之前，應先將吸收液測定到此終點。
如果使用自動電位滴定儀、商品設備和商品試劑，滴定過程應遵循產品說明。
吸濕水的釋放
將加熱管的入口塞取下，把盛有預干燥試料的試樣舟放在通往加熱去人口的加熱管中，插入推桿。
立刻按上入口塞，用推桿將試樣舟移到低溫爐(f1)加熱管加熱區的中心，逐出試樣的吸濕水和安放樣舟時帶人的大氣中的水分。
30min之后，進行滴定和重復滴定，間隔時間為10min。
注: 試祥在950°C加熱之前，應確定吸濕水已全部釋放出來，即使是按 GB/T 6730.1 規定制備的預干燥試樣也不例外。
如果使用自動電位滴定儀、商品設備和商品試劑，滴定過程應遵循產品說明書。
化合水的發生和收集
將加熱爐(f2)溫度調至950°C±20°C，將試樣舟移入加熱管的加熱區中心，或者用另一座爐(f2)(950°C±20°C)來替換爐(f1)(105°C)，加熱試樣舟15min。另外用小火焰或電干燥器將加熱管冷的部分也加熱到約100°C，以便全部吸收冷凝水。
按步驟，用卡爾費休溶液滴定至終點。
如果使用自動電位滴定儀、商品設備和商品試劑，滴定過程應遵循產品說明書。
空白試驗值
與上述步驟完全一致，不帶試樣剖定空白試驗值。空白試驗水的指示值不應大于1.0mg/h(0.25mg/15 min)。
注: 為了盡可能減少濕氣、油脂等物質的污染，在標定和測定過程中，操作試樣舟、取樣器和加熱管時必須帶不掉纖維的棉質手套。

結果的表示
化合水計算
用式(6)計算化合水含量(質量分數)ω， 數值以%表示，計算到小數第四位。

式中z
V 一一試樣所消耗的卡爾費休溶液的體積，單位為毫升(mL)；
V0一一空白試驗所消耗的卡爾費休溶液的體積，單位為毫升(mL)；
F 一一卡爾費休溶液系數，單位為毫克每毫升(mg/mL)；
m一一試料的質量，單位為克(g)。

京都電子KEM 卡爾費休電位滴定儀MKV-710S
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京都電子KEM 鐵礦石專用加熱爐ADP-512
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