GB∕T 6730.51-2023 铁矿石 碳酸盐中碳含量的测定 烧碱石棉吸收重量法（正式版）

铁矿石碳酸盐中碳含量的测定烧碱石棉吸收重量法国家标准化管理委员会I本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件是GB/T6730的第51部分，GB/T6730已经发布的部分见附录A。本文件代替GB/T6730.51—1986《铁矿石化学分析方法烧碱石棉吸收重量法测定碳酸盐中碳量》,与GB/T6730.51—1986相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下：a)将测定范围更改为0.10%～10.00%(见第1章，1986年版的正文第1段);b)增加了规范性引用文件GB/T6682(见第5章)、GB/T10322.1(见第7章)和GB/T8170(见9.2.3),删除了GB/T1467—1978(见1986年版的正文第2段);c)增加了“原理”一章，将原有“方法提要”一章的内容更改后纳入(见第4章，1986年版的第1章);d)在试剂中增加了碱石灰和钒酸银(见5.1和5.5);e)更改了负压供气测定装置的反应和测定部分，调整了两通活塞的位置(见6.1,1986年版的第3章);f)仪器和设备增加了正压供气测定装置(见6.2);g)更改了测定次数的规定(见8.1,1986年版的5.1);h)增加了正压及负压供气装置中气密性检查的方式(见8.3);i)更改了校正试验中样品的称取量和换算结果(见8.5,1986年版的5.4);j)更改了测定过程的表述，增加了正压供气装置的测定(见8.6,1986年版的5.5);k)增加了样品中吸湿水含量的测定(见8.7);1)在碳酸盐中碳含量的计算公式中增加空白值的扣除(见9.1,1986年版的6.1);m)更改了分析结果的确定和表示(见9.2.2,1986年版的6.2);n)增加了“试验报告”一章(见第10章)。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国钢铁工业协会提出。本文件由全国铁矿石与直接还原铁标准化技术委员会(SAC/TC317)归口。本文件起草单位：武汉钢铁有限公司、力鸿检验集团有限公司、成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司、冶金工业信息标准研究院、厦门晓讯新能源科技有限公司。本文件于1986年首次发布，本次为第一次修订。Ⅱ铁矿石是钢铁工业的主要原材料。在钢铁领域标准体系中，铁矿石化学成分测定方法标准体系是其中非常重要的部分，在保证铁矿石产品质量方面发挥着重要作用。该系列方法标准服务于铁矿石的生产、贸易和应用，为我国钢铁工业高质量发展提供技术支撑。GB/T6730包括了铁矿石化学成分测定方法系列标准，分别规定了铁矿石产品中水分、全铁、金属1986年，GB/T6730首次发布了51项铁矿石化学成分测定方法国家标准，随着铁矿石领域分析技术的发展和生产实际需求，经过多年来持续不断地制修订工作，形成了比较完善的标准体系。除已经发布的部分外(见附录A),还拟发布以下部分：——第84部分：稀土总量的测定电感耦合等离子体原子发射光谱法；——第85部分：化学分析用有证标准样品的制备和定值； 第86部分：放射性核素的测定电感耦合等离子质谱法：——第87部分：全铁及其他多元素含量的测定波长色散X射线荧光光谱法(钴内标法)。1铁矿石碳酸盐中碳含量的测定烧碱石棉吸收重量法警示：使用本文件的人员应有正规实验室工作的实践经验。本文件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。本文件描述了采用烧碱石棉吸收重量法测定碳酸盐中碳含量的方法。本文件适用于铁矿石、铁精矿、烧结矿和球团矿中碳酸盐中碳含量的测定，测定范围(质量分数)为2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；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/T6682分析实验室用水规格和试验方法GB/T6730.1铁矿石分析用预干燥试样的制备GB/T6730.3铁矿石分析样中吸湿水分的测定重量法、卡尔费休法和质量损失法GB/T8170数值修约规则与极限数值的表示和判定GB/T10322.1铁矿石取样和制样方法3术语和定义本文件没有需要界定的术语和定义。4原理样品用磷酸分解，以除去二氧化碳的干燥空气(负压供气)或不含二氧化碳的压缩气体(正压供气)为载气，将生成的二氧化碳用烧碱石棉吸收，根据其增加的质量，计算出铁矿石中的碳酸盐中碳的含量。5试剂分析中除另有说明外，仅使用认可的分析纯试剂和符合GB/T6682规定的三级以上蒸馏水或与其纯度相当的水。5.1碱石灰，粒度2.5mm～5.0mm,不规则圆柱形颗粒。5.2烧碱石棉，粒度0.60mm～0.85mm。5.3无水氯化钙，粒度2.0mm～5.0mm。5.4无水高氯酸镁(或五氧化二磷),粒度0.85mm～2.00mm,置烘箱中180℃烘干2h,再迅速移入干燥器中冷却备用。使用过的高氯酸镁经烘干后可重复使用。25.5钒酸银，粒状。钒酸银的制法：称取11.7g钒酸铵，溶于400mL热水中，另取17g硝酸银，溶于200mL水中，将上述两种溶液混合，生成的黄色沉淀用瓷漏斗或滤纸抽滤，以水洗净，于110℃烘干后使用。5.6碳酸钙，质量分数不低于99.99%,每次使用前将其在105℃~110℃烘干1h,在干燥器中放至室温备用。5.8脱水硫酸：将硫酸(p≈1.84g/mL)置于烧杯中，加热至冒烟并保持片刻，稍冷，小心置于干燥器中冷却备用。5.9重铬酸钾—硫酸溶液(50g/L):取100mL硫酸(p≈1.84g/mL),加热至70℃~80℃,加入5g重铬酸钾，搅拌溶解后取下放冷。5.10高锰酸钾—氢氧化钾溶液：称取30g氢氧化钾，溶于70mL饱和的高锰酸钾溶液中。6仪器和设备6.1负压供气测定装置负压供气测定装置示意图见图1。标引序号说明：1,15——两通玻璃活塞；2——气体流量计；3,17——安全瓶，空洗气瓶；4——洗气瓶，内装高锰酸钾-氢氧化钾溶液(见5.10),装入量占瓶高约三分之一；5——洗气瓶，内装脱水硫酸(见5.8),装入量占瓶高约三分之一；6,16——干燥塔，上盛碱石灰(见5.1)或烧碱石棉(见5.2),下盛无水氯化钙(见5.3),中间隔玻璃棉，底部与顶端也辅以玻璃棉；7——梨形分液漏斗，容积为125mL;8——三颈圆底烧瓶，容积为250mL;9——电热套，规格250mL;10——升降台；11——球形冷凝管；12——洗气瓶，内装重铬酸钾-硫酸洗液(见5.9),用以除硫和脱去水分，装入量占瓶高约三分之一。当样品中含硫超过0.2%时，在12和13之间增加一脱硫管，内径为10mm～15mm,长为100mm,装入4g粒状钒酸银(见5.5),两端隔以玻璃棉；13——吸水U型管(具有侧支管和活塞，20mm×200mm),内装无水高氯酸镁(见5.4);14——吸收二氧化碳U型管(具有侧支管和活塞，13mm×100mm),前五分之四装烧碱石棉(见5.2),后五分之一装无水高氯酸镁(见5.4),中间及两末端均隔以玻璃棉；18——水流抽气管(或真空泵)。图1负压供气测定装置示意图36.2正压供气测定装置正压供气测定装置示意图见图2。标引序号说明：1——氩气或氮气钢瓶，纯度不低于99.99%;2——减压阀门；3,17——气体流量计；4——安全瓶，空洗气瓶；5——干燥塔，上盛碱石灰(见5.1)或烧碱石棉(见5.2),下盛无水氯化钙(见5.3),中间隔玻璃棉，底部与顶端也辅以玻璃棉；6,7——两通玻璃活塞；8——梨形分液漏斗，容积为125mL;.9——三颈圆底烧瓶，容积为250mL;10——电热套，规格250mL;11——升降台；12——球形冷凝管；13——洗气瓶，内装重铬酸钾-硫酸洗液(见5.9),用以除硫和脱去水分，装入量占瓶高约三分之一；当样品中含硫超过0.2%时，在13和14之间增加一脱硫管，内径为10mm～15mm,长为100mm,装入4g粒状钒酸银(见5.5),两端隔以玻璃棉。14——洗气瓶，内装脱水硫酸(见5.8),装入量占瓶高约三分之一；15——吸水U型管(具有侧支管和活塞，20mm×200mm),内装无水高氯酸镁(见5.4);16——吸收二氧化碳U型管(具有侧支管和活塞，13mm×100mm),前五分之四装烧碱石棉(见5.2),后五分之一装无水高氯酸镁(见5.4),中间及两末端均隔以玻璃棉；18——洗气瓶，内装水，装入量占瓶高约三分之一。图2正压供气测定装置示意图7取样和制样按照GB/T10322.1进行取样和制样，一般样品粒度应小于100μm,如样品中化合水和易氧化物含量较高时，其粒度应小于160μm。一般样品，按照GB/T6730.1的规定，在105℃±2℃温度下进行干燥。化合水和易氧化物含量较高的样品，按照GB/T6730.3的规定，制成空气平衡样品。化合水和易氧化物含量高的样品包括含金属铁的加工矿、含硫量大于0.2%的天然或加工矿、含化合水大于2.5%的天然或加工矿。48分析步骤8.1测定次数按照附录B,对同一样品，至少独立测定2次。注：“独立”是指再次及后续任何一次测定结果不受前面测定结果的影响。本分析方法中，此条件意味着在同一实验室，由同一操作员使用相同的设备、按相同的测试方法，在短时间内对同一被测对象独立进行重复测定，包括采用适当的再校准。8.2样品称取按表1称取样品(见第7章),精确至0.0001g。称量操作尽量快，以免样品再吸湿。表1样品称取量%g0.10～2.00>2.00～5.00>5.00～10.008.3装置气密性检查8.3.1负压供气测定装置检查之前，确保两通玻璃活塞(见图1中1)和梨形分液漏斗(见图1中7)上的活塞处于关闭状态。依次打开U型管(见图1中13、14)上的活塞和两通玻璃活塞(见图1中15),将连接水流抽气管(见图1中18)的水龙头开关拧至最大，观察洗气瓶(见图1中12)中是否有气泡产生，无气泡即表明系统密闭性良好。否则，说明存在漏气现象，应逐段进行检查，查明漏气部位并处理，直至气密性符合要求。8.3.2正压供气测定装置检查之前，确保两通玻璃活塞(见图2中6)和梨形分液漏斗(见图2中8)上的活塞处于关闭状态。分别打开两通玻璃活塞(见图2中7)和U型管(见图2中15、16)上的活塞，将气体流量计(见图2中17)的旋钮拧到最大，打开氩气或氮气钢瓶(见图2中1)阀门，调节减压阀门(见图2中2)输出压力至0.10MPa,调节气体流量计(见图2中3)输出流量至300mL/min～400mL/min,通气1min～2min后，依次关闭气体流量计(见图2中3)和减压阀门(见图2中2),观察洗气瓶(见图2中14、18)内中心管内的液柱高度，如液柱高度不变化，则表明系统密闭性良好。否则，说明测定装置有漏气之处，应逐段进行检查，查明漏气部位并处理，直至气密性符合要求。随同样品分析做空白试验。8.5校验试验当所用分析装置首次投入使用时，应当在样品测定前进行校验试验。校验方法如下：称取0.1500g已于105℃~110℃干燥并冷却至室温的碳酸钙(见5.6),置于三颈圆底烧瓶(见图51中8,图2中9)中，按照8.6步骤进行操作，当测定结果不大于表2中的允许差时，即可认为系统的准确性满足要求；否则，应检查系统气密性是否良好以及试验材料是否失效，直至校验试验证明系统准确度满足要求，方可开始样品分析。表2校验试验表碳酸钙g相当于0.2000g样品时的碳含量(质量分数)%允许差%8.6测定8.6.1负压供气测定装置称取适量(见表1)的铁矿石样品并置于三颈圆底烧瓶(见图1中8)中，以少量水冲洗瓶壁，将三颈圆底烧瓶(见图1中8)接入测定装置中。保持梨形分液漏斗(见图1中7)的活塞关闭，分别打开两通玻璃活塞(见图1中1、15)和U型管(见图1中13、14)上的活塞，将连接水流抽气管(见图1中18)的水龙头开关拧至最大，调节气体流量计(2)输出流量为200mL/min。通气20min后，分别关闭两通玻璃活塞(见图1中15)和U型管(见图1中13、14)上的活塞，取下吸收二氧化碳U型管(见图1中14),冷却至室温后称量其质量，再次将其接入系统，分别打开U型管(见图1中13、14)上的活塞和两通玻璃活塞(见图1中15),通气20min后再称量一次。如此反复，直至两次称量之差不超过0.0005g,表明系统内的残余二氧化碳已被驱除干净。打开连接于球形冷凝管(见图1中11)的冷却水，调节气体流量计(见图1中2)输出流量为100mL/min～150mL/min。在梨形分液漏斗(见图1中7)中加入20mL磷酸(见5.7),缓慢打开梨形分液漏斗(见图1中7)的活塞，使磷酸(见5.7)逐滴加入三颈圆底烧瓶(见图1中8)中，最后剩1mL~2mL时，关闭梨形分液漏斗(见图1中7)的活塞，打开电热套(见图1中9)使溶液缓慢升温至微沸状态，加大气流使气体流量计(见图1中2)输出流量为200mL/min,保持20min后停止加热，依次关闭各活塞和开关，取下吸收二氧化碳U型管(见图1中14),冷却至室温后称量。再将二氧化碳吸收U型管(见图1中14)接入系统，打开相应开关和活塞，重新通气20min后取下称量，如此反复，直至两次称量之差不超过0.0005g,以最后一次称量结果为吸收二氧化碳U型管(见图1中14)的质量。8.6.2正压供气测定装置称取适量(见表1)的铁矿石样品并置于三颈圆底烧瓶(见图2中9)中，以少量水冲洗瓶壁，将三颈圆底烧瓶(见图2中9)接入测定装置中。保持两通玻璃活塞(见图2中6)和梨形分液漏斗(见图2中8)的活塞关闭，分别打开两通玻璃活塞6(见图2中7)和U型管(见图2中15、16)上的活塞，将气体流量计(见图2中17)的旋钮拧到最大，打开氩气或氮气钢瓶(见图2中1)阀门，调节减压阀门(见图2中2)输出压力至0.10MPa,调节气体流量计(见图2中3)输出流量至300mL/min～400mL/min,通气20min后，关闭吸收二氧化碳U型管(见图2中16)的活塞，取下并冷却至室温后称量其质量，再次将其接入系统，打开U型管(见图2中16)的活塞，通气20min后再称量一次，如此反复，直至两次称量之差不超过0.0005g,表明系统内的残余二氧化碳已被驱除干净。打开连接于球形冷凝管(见图2中12)的冷却水，调节气体流量计(见图2中3)直至气体流量计(见图2中17)显示流量为100mL/min。在梨形分液漏斗(见图2中8)中加入20mL磷酸(见5.7),打开两通玻璃活塞(见图2中6),缓慢打开梨形分液漏斗(见图2中8)的活塞，使磷酸(见5.7)逐滴加入三颈圆底烧瓶(见图2中9)中，最后剩1mL～2mL时，先后关闭梨形分液漏斗(见图2中8)的活塞和两通玻璃活塞(见图2中6),打开电热套(见图2中10)使溶液缓慢升温至微沸状态，加大气流使气体流量计(见图2中17)显示流量为150mL/min,保持50min后停止加热，依次关闭各阀门和活塞，取下吸收二氧化碳U型管(见图2中16),冷却至室温后称量。8.7样品中吸湿水含量的测定对于化合水和易氧化物含量高的样品(见第7章),按照GB/T6730.3的规定测定其中的吸湿水9结果计算及其表示9.1碳酸盐中碳含量的计算按式(1)计算样品中碳酸盐中的碳含量(wc),以质量分数(%)表示： 式中：m₁——吸收二氧化碳后U型管的质量，单位为克(g);m₂——吸收二氧化碳前U型管的质量，单位为克(g);m₃——吸收二氧化碳后空白试验U型管的质量，单位为克(g);m₄——吸收二氧化碳前空白试验U型管的质量，单位为克(g);m——样品的质量，单位为克(g);0.2729——二氧化碳换算成碳的系数；所得的换算系数(如使用预干燥样品，则K=1),A是按GB/T6730.3测定得到的吸湿水含量。9.2分析结果的一般处理9.2.1允许差分析结果的允许差(r)见表3。7表3分析结果允许差(r)碳酸盐中碳含量(质量分数)%允许差%>0.10～0.200.04>0.20～0.500.06>0.50～1.000.08>1.00～2.000.10>2.00～5.000.20>5.00～10.000.309.2.2分析结果的确定同一样品两次独立分析结果差值的绝对值不大于表3所规定的允许差时，计算平均值作为最终分析结果，否则按照附录B来确定实验室最终分析结果(μ)。9.2.3最终结果的处理样品有效分析值的算术平均值为最终分析结果(μ)。结果按GB/T8170修约至两位有效数字。10试验报告试验报告应包括下列内容：a)实验室名称和地址；b)试验报告发布日期；c)本文件的编号；d)样品本身必要的详细说明；e)分析结果；f)测定过程中存在的任何异常特性和在本文件中没有规定的可能对样品的分析结果产生影响的任何操作。8(资料性)GB/T6730已经发布的部分GB/T6730已经发布的部分如下：——第1部分：分析用预干燥试样的制备——第2部分：水分含量的测定重量法——第3部分：分析样中吸湿水分的测定重量法、卡尔费休法和质量损失法——第5部分：全铁含量的测定三氯化钛还原后滴定法——第6部分：金属铁含量的测定三氯化铁-乙酸钠滴定法——第7部分：金属铁含量的测定磺基水杨酸分光光度法——第8部分：亚铁含量的测定重铬酸钾滴定法——第9部分：硅含量的测定——第10部分：硅含量的测定——第11部分：铝含量的测定——第12部分：铝含量的测定硫酸亚铁铵还原-硅钼蓝分光光度法重量法EDTA滴定法铬天青S分光光度法——第13部分：钙和镁含量的测定EGTA-CyDTA滴定法——第14部分：钙含量的测定——第16部分：硫含量的测定——第17部分：硫含量的测定——第18部分：磷含量的测定——第19部分：磷含量的测定——第20部分：磷含量的测定——第21部分：锰含量的测定——第22部分：钛含量的测定——第23部分：钛含量的测定火焰原子吸收光谱法硫酸钡重量法燃烧碘量法钼蓝分光光度法铋磷钼蓝分光光度法滴定法高碘酸钾分光光度法二安替吡啉甲烷分光光度法硫酸铁铵滴定法——第24部分：稀土总量的测定萃取分离-偶氮氯膦mA分光光度法——第25部分：稀土总量的测定草酸盐重量法——第26部分：氟含量的测定硝酸钍滴定法——第27部分：氟含量的测定镧-茜素络合腙分光光度法——第28部分：氟含量的测定离子选择电极法——第29部分：钡含量的测定硫酸钡重量法——第30部分：铬含量的测定二苯基碳酰二肼分光光度法——第31部分：钒含量的测定N-苯甲酰苯胺萃取分光光度法——第32部分：钒含量的测定硫酸亚铁铵滴定法——第34部分：锡含量的测定邻苯二酚紫-溴化十六烷基三甲胺分光光度法——第35部分：铜含量的测定双环己酮草酰二腙分光光度法——第36部分：铜含量的测定火焰原子吸收光谱法9——第37部分：钴含量的测定——第38部分：钴含量的测定——第39部分：镍含量的测定——第42部分：铅含量的测定——第44部分：锌含量的测定——第45部分：砷含量的测定——第46部分：砷含量的测定——第47部分：铌含量的测定——第48部分：铋含量的测定——第49部分：钾含量的测定——第50部分：碳含量的测定4-[(5-氯-2-吡啶)偶氮]-1,3-二氨基苯分光光度法亚硝基-R盐分光光度法丁二酮肟分光光度法双硫腙分光光度法1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚分光光度法砷化氢分