含铁尘泥硅含量测定钼兰分光光度法编制说明

1、含铁尘泥硅含量的测定钼蓝分光光度法编制说明2020年4月含铁尘泥硅含量的测定钼蓝分光光度法编制说明一 项目概况1 项目来源含铁尘泥 （ Fe-bearing dusts and sludges）是钢铁工艺生产过程中产生的主要固体废物之一，是指钢铁生产过程中对所排烟尘进行干法除尘、湿法除尘和废水处理后的固体废物，其产量大、含铁量高，是一种重要的可回收利用资源，尘泥产生量为每吨钢100 kg 130kg，全铁含量一般在30% 70%。党的十九大报告明确提出“必须树立和践行绿水青山就是金山银山的理念，坚持节约资源和保护环境的基本国策”，同时进一步指出要“加强固体废弃物和垃圾处置” ，钢铁厂含铁尘泥的

2、资源化处理问题已成为钢铁工业可持续发展的重要课题。采用合理的技术和工艺路线处置和回收利用含铁尘泥资源，对于减少钢铁企业生产过程产生的含铁尘泥等固体废物对大气、水源和土壤的污染和公害，推进钢铁行业清洁生产、循环经济工作和节能减排具有重要意义。按照工信厅科 【 2018】73 号文工业和信息化部办公厅关于印发2018 年第四批行业标准制修订计划的通知 ，由马鞍山钢铁股份有限公司负责起草含铁尘泥硅含量的测定硫酸亚铁氨还原 -硅钼蓝分光光度法 （计划号2018-1995T-YB）行业标准。2 工作过程在此次制定工作中，我们按照 工业和信息化部办公厅关于印发2018 年第四批行业标准制修订计划的通知 文

3、件要求， 安排专人负责， 认真做好标准制定与技术创新、 试验验证、应用推广的统筹协调。 按照制定标准的规范性、 完整性、科学性的要求， 经过收集相关资料、反复探讨研究形成了标准草案。2019 年 8 月 8 日全国钢标委冶金固废资源分技术委员会在银川召开了含铁尘泥10 项系列方法标准 研讨会， 其中包含了对本标准的讨论。与会专家确定了标准主要试验验证内容及试验验证承担单位，并对标准草案进行了讨论修改，提出了如下主要意见： （ 1）标准编写严格按国家有关要求进行；（ 2）在现有基础上对标准的结构和内容进行修改；（ 3）根据实际选取样品，粒度统一为120 目。标准起草工作小组对马鞍山钢铁股份有限公

4、司有关生产厂含铁尘泥的成分进行调查，调取了瓦斯灰、 OG 泥、冶金尘泥、竖炉除尘灰、炉前灰等含铁尘泥进行了成分筛选，通过实验最终确定瓦斯灰、OG 泥、冶金尘泥、竖炉除尘灰，并配以铁矿石3#（ YSBC28787-2015)标样作为精密度实验样品。2019 年 10 月 2020 年 3 月进行了方法的验证试验。2019 年 9 月26 日分发样品，组织7 个实验室进行精密度验证共同试验。3 标准起草单位和工作人员二 制定本标准的必要性含铁尘泥根据不同锌、碱质量分数等特性分类，分别采用不同工艺处置，最终大多被作为烧结原料或球团原料循环再利用。入炉烧结矿和球团矿的碱度（目前大多为氧化钙含量与二氧化

5、硅含量的比值）对高炉生产至关重要，如果碱度升高，会使炉渣的脱硫效果变好，但是过高后会使炉渣过于粘稠，影响高炉顺行，而且使得脱硫效果急剧变差；如果碱度降低，炉渣碱度降低，高炉流动性变好，有利于增产，但是容易使铁水硫含量升高。为了让含铁尘泥参与烧结配料时便于控制烧结料的碱度，掌握含铁尘泥中硅含量就变得极为重要，因此有必要制定含铁尘泥中硅含量的检测标准。三 标准编制原则本标准制定是根据中华人民共和国国家标准GB/T 1.1-2009标准化工作导则第1 部分：标准的结构和编写给出的规则起草；按照GB/T 6379.1测量方法与结果的准确度（准确度与精密度）第1 部分：确定标准测量方法重复性与再现性的基

6、本方法确定方法准确度；同时充分考虑分析方法的可操作性、科学性、先进性、企业的实际应用情况等起草本标准。四 国内外相关标准为了更好指导含铁尘泥参与烧结、球团配料， 做到原料“有成分入炉” 以满足高炉长周期稳定顺行，马钢针对含铁尘泥中硅含量进行了大量的检测，并不断优化完善各类入炉料（包括铁矿石、铁精矿、烧结矿、球团矿、含铁尘泥、炉渣、钢渣、炼铁炼钢辅料、耐火材料等）中硅含量的检测方法，如硅钼蓝光度法、 氢氟酸重量法、 波长色散X 射线荧光光谱法、ICP-AES法等。经检索国内外与钢铁冶炼相关物料中硅含量的检测标准（详见表1），常用的检测方法包括采用了光度法、重量法、 X 荧光光谱法、 ICPAES

7、等多种方法， 其中以光度法、重量法较为普遍、通用。表 1 钢铁冶炼相关物料中硅含量的检测方法标准编号标准适用范围测试方法测定范围分类YB/T 4724-2018钢渣高氯酸脱水重量- 硅钼蓝光度法SiO2 5.00%-30.00%GB/T 3286.2-2012石灰石、白云石、冶硅钼蓝分光光度法SiO2 0.05%-4.0%金石灰光度法钼蓝分光光度法SiO2 0.10-2.00%GB/T 5195.8-2006萤石还原型钼蓝分光光度法SiO2 0.05%-4.00%GB/T 6730.9-2016GB/T 6900-2016GB/T 6901-2017BS 6337-2-1983BS 7020-

8、5.2-1993ISO 2598-2-1992YB/T 547.2-2014YB/T 505.1-2007GB/T 1509-2016GB/T 3286.2-2012GB/T 5195.8-2006GB/T 6730.10-2014GB/T 6900-2016GB/T 6901-2017GB/T 16574-1996BS 7020-5.1-1993ISO 2598-1-1992ISO 5890-1981DB34/T 2375-2015GB/T 5195.15-2017GB/T 6730.62-2005GB/T 37673-2019GB/T 5195.16-2017GB/T 6730.63-20

9、06GB/T 6901-2017五 主要技术内容1 适用范围天然铁矿石、铁精矿、烧结矿和球团矿铝硅系耐材硅质耐材含硅溶液天然铁矿石、铁精矿、烧结矿和球团矿，特别是含氟矿天然铁矿石、铁精矿、烧结矿和球团矿，特别是含氟矿钒渣含钒钛炉渣锰矿石石灰石、白云石、冶金石灰萤石铁矿石铝硅系耐材硅质耐材硫铁矿和硫精矿天然铁矿石、铁精矿、烧结矿和球团矿天然铁矿石、铁精矿、烧结矿和球团矿锰矿石和锰精矿（氟含量大不于 0.1%）粉煤灰萤石铁矿石、人造富矿煤灰萤石天然铁矿石、铁精矿、块矿、以及烧结矿产品除硅、铁、铝、钛、钙、镁、磷、锰、钾、钠氧化物以外 , 其他微量元素之和小于 0. 05%,w (SiO2) 98%

10、的高纯硅质材料硫酸亚铁铵还原 - 硅钼蓝分光光度法钼蓝光度法解聚钼蓝光度法重量 -钼蓝光度法还原硅钼酸盐分光光度法还原磷硅酸酯分光光度计测定法还原硅钼酸盐分光光度法高氯酸脱水重量法重量法高氯酸脱水重量法高氯酸脱水重量法重量法重量法凝聚重量法氢氟酸重量法重量法重量法重量法重量法X 射线荧光法波长色散 X 荧光光谱法波长色散 X 射线荧光光谱法X 射线荧光光谱法电感耦合等离子体原子发射光谱法电感耦合等离子体发射光谱法差减法Si0.10%-5.00%SiO2 5%SiO2 5%-15%SiO2 96%SiO22 g-200gSi 0.1%-5.0%Si 0.1%-5.0%SiO2 10.00%-45

11、.00% SiO2 1.50%-30.0%/SiO2 >2.0%SiO2 1.50-40.00%/SiO2 5%-95%SiO2 94%-99%SiO2 >1%Si1%-15%Si 1-15%（受部分杂质元素含量限制）Si 大于 0.5%/Si 0.30%-16.90%Si 0.08%-15.00%/Si 0.20%-18.50%Si 0.10%-8.00%SiO2 98%重量法X 荧光法ICP-AES法差减法本标准规定了炼铁、 炼钢含铁尘泥中硅含量的测定，测定范围（质量分数）：0.10% 5.00%。2 标准主要内容本标准规定了含铁尘泥中硅含量测定方法的测定范围、方法原理、 仪器

12、设备及试剂、分析步骤、结果计算及试验报告等内容。六 技术内容说明1 方法原理：试料用碳酸钠-硼酸混合熔剂熔融，以稀硫酸浸取。在酸性条件下，使硅酸与钼酸铵形成黄色硅钼杂多酸， 加入草酸消除磷、 砷的干扰，用硫酸亚铁铵将硅钼杂多酸还原为硅钼蓝。在波长 760 nm 处，测量其吸光度。2 试验方法称取 0.20g 试样置于铂坩埚中， 于 750800温度下， 灼烧 20 分钟，以除去试料中的碳，向坩埚中加入 4g 混合熔剂（ 2 份无水碳酸钠与 1 份硼酸研细混匀） ，仔细混匀，再覆盖1g 混合熔剂，盖上铂盖，于950 1000熔融分解30 min ，取出，缓缓转动坩埚使熔融液体均匀分布在坩埚内壁，

13、稍冷，将坩埚及盖置于盛有200mL硫酸（ 5+95）的烧杯中低温加热浸取，洗出坩锅及盖，冷却至室温，将浸取液移入250 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。分取试液两份于100 mL 容量瓶中，一份用作显色液，一份用作参比液。显色液：取其中一份试液加5mL 钼酸铵溶液（min （室温低于15时放置40min 或于沸水浴中加热50g/L ），加 30 mL 水混匀，常温放置1530s 后立即冷却） 。加 10 mL 草酸溶液（ 50g/L ），混匀，溶液清亮后 30s 内加入 10 mL 硫酸亚铁铵溶液 （ 30g/L ），用水稀释至刻度，混匀。参比液：将另一份试液加入 10mL 草酸溶液（ 5

14、0g/L），5 mL 钼酸铵溶液（ 50g/L），10 mL硫酸亚铁铵溶液（30g/L），用水稀释至刻度，混匀。于分光光度计 760 nm 波长处，用适当的比色皿测量吸光度，减去空白试验溶液的吸光度，在校准曲线上查出试液中的硅含量。3 空白试验称取与试样中铁换算成三氧化二铁后含量相当的高纯三氧化二铁（含量大于99.99%），随同试料做空白试验。4 精密度实验精密度实验统计2019 年 2020 年由7 个实验室，对5 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，按 GB/T6379.1 和 GB/T6379.2 统计方法确定的精密度。硅含量分析原始数据见表2，方法一

15、致性检验见表3，精密度见表4。表 2硅含量分析原始数据，%水平S1S2S3S4S5实验室0.6041.6262.4212.8234.52510.6041.6422.3822.8544.5100.6071.5952.3812.9024.5400.6201.5202.2002.8304.48020.5801.5502.2002.8504.4800.6101.5302.2202.8404.4900.6351.5022.4192.9204.60430.6301.5102.4422.9444.6480.6411.5162.4302.9414.6210.6091.6462.4422.9194.65340.

16、6251.6592.4512.8944.6480.6141.6502.4672.9094.6600.6291.6302.3102.8004.48050.6661.6602.3402.8204.5000.6421.6402.3602.8504.4800.6381.7002.5303.0204.71060.6391.6902.5503.0504.6900.6351.6702.5303.0604.7200.6081.6582.3232.8834.68570.6181.6692.3382.9854.7560.6151.6752.3433.0434.869表3 方法一致性检验， %水平Cochran 检

17、验Grubbs 检验单个低值单个高值两个低值两个高值S10.4731.12381.38010.46040.3800S20.3971.56611.03520.51600.7456S30.3481.69131.44340.32910.4356S40.6811.12031.68190.51630.2368S50.8821.10341.45240.44690.3345经方法一致性检验得出实验室7 水平 4 和水平 5 离群。经计算验证， 离群值对方法精密度关系式的确定影响较小，且考虑到参与共同试验的实验室和样品水平数量不多，编制小组进行了技术调查和商议后不予剔除离群值。最终得出方法精密度关系式列于表4

18、 中。表 4 方法的精密度， %样本pmsrsRs170.62230.01140.0193s271.61610.01430.0692s372.38470.01610.1061s472.91130.03710.0842s574.60710.03740.1162重复性标准差sr = 0.0065 + 0.0058 m再现性标准差sR = 0.0022 + 0.0300 m表中实验室： 1、马鞍山钢铁股份有限公司检测中心；2、中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所；3、上海梅山钢铁股份有限公司；4、欧品检测技术（山东）有限公司；5、舞阳钢铁有限责任公司；6、山东省冶金科学研究院；7、鞍钢集力钢铁研究院。重复性限 r 和再现性限R 均为两次独立测试结果之差，因此两个测得值差值的标准差分别为 2sr 和2sR。概率水平规定为95%，并假定近似为正态分布，故取临界差系数k=1.96 ，因此，重复性限r=1.96×