炼钢尾渣金属铁含量的检验误差来源探讨

古宏渊，温雅宁，李 莉

（山西太钢不锈钢股份有限公司，山西 太原 030003）

不锈钢、碳素钢冶炼产生的钢渣，通过冷却降温、金属分选回收处理后，形成金属含量低于标准要求的钢渣，即尾渣。为了对生产线的钢渣中金属回收处理效果和能力进行评价，通常检测指标包括对尾渣中金属铁含量进行化验分析。

1 尾渣中金属铁含量化验分析流程

尾渣试样经过烘干、研磨后，首先经强磁铁外磁选、无水乙醇冲洗分离非磁性矿物，在电磁搅拌条件下，用三氯化铁-乙酸钠溶液选择溶解金属铁，过滤分离后，滤液用重铬酸钾标准溶液滴定，计算金属铁的百分含量。

2 尾渣化验过程中产生误差的因素和解决建议

化验分析过程中，存在多种影响因素，常见因素包括：

2.1 磁性试样处理

在强磁铁磁选法、无水乙醇冲洗分离非磁性矿物操作时，磁铁位置不固定，无水乙醇冲洗次数不够或动作太快，会造成磁性试样流失，直接影响最终结果。

解决这一问题，可以采用无水乙醇多次少量、缓慢冲洗，磁棒位置保持瓶底固定位置，保证金属试样无流失，保证无磁性非矿物清理干净。

2.2 静置温度控制

试样溶解过滤后加入硫磷混酸，溶液呈黄色，有利于减少干扰元素对测定的干扰。静置冷却过程中，试验静置温度过低导致反应速度缓慢，滴定终点提前，分析结果偏低；试验温度过高，可能导致部分二价铁氧化成三价铁，分析结果偏低。溶液静置不好会出现浑浊，会导致滴定值无效或偏差大。

解决这一问题，可以在加入20ml硫磷混酸后，保持静置温度，待黄色褪去后自然冷却冷却，再进行滴定。一般静置温度控制在30-40℃之间。

2.3 溶液PH值控制

溶液PH值要求控制在2.2-2.4。三氯化铁-乙酸钠溶液配置调整时，若使用广范PH试纸测定溶液PH值，则无法判断，此方法测试明显粗糙、不精确，溶液浓度达不到控制要求，会带来系统误差；一般PH试纸常用型号是Q/GHSC1544-1999。

解决这一问题，可以采用每次三氯化铁-乙酸钠溶液调整时，使用标准溶液标定后的酸度计，作为三氯化铁-乙酸钠溶液调整的依据。

溶液PH值控制对比实验：选取操作熟练的操作员3人，配置三氯化铁-乙酸钠溶液，依据经验用广范PH试纸调整溶液PH值后，使用标准溶液标定后酸度计测试溶液PH值对比，数据如表1所示。

表1 溶液PH值对比分析

实验表明，使用广范PH试纸调整溶液PH值误差较大，使用标准溶液标定后酸度计来控制溶液PH值精细、准确，能够达到控制要求。

注意，使用酸度计调整溶液PH值时，必须配置标准溶液对酸度计进行标定，以保证pH计读数稳定。

2.4 准确称量

化验室通常使用电子天平进行试样称量。电子天平是将被称量物的质量产生的重力通过传感器转换成电信号来表示称量物的质量的。一般情况下，电子天平在安装和移动位置后，称量值会受到一定影响；天平电子元件保持干燥的状态，尤其湿度较大时对称量值产生一定影响；电源稳定性对称量结果产生波动影响，等等，以上因素都能产生称量误差。

解决这一问题，首先需要对称量波动进行确认。例如，精度为0.0001g的电子天平，使用100克经过校准的标准砝码，若称量结果分别为100.0500克、100.0491克，超出允许误差±0.0001克，说明电子天平的称量准确性出现较大偏差，会影响化验结果的准确。称量波动可以。其次，为了减少电子天平的称量误差的影响，可以根据称量数量情况，每月或每周通过天平自确认功能进行检测分析一次。自确认步骤如下：

图1

（1）电子天平使用时，应先接通电源按开关键直至全屏自检后预热至少30分钟，即可称量。

（2）万分之一的电子天平自确认，具体步骤包括：在“置零”后，屏幕显示0.0000时，按下“校准”键，显示校准克数，将专用砝码放入托盘，自动调整，等显示屏出现校准克数稳定后，将砝码取下即可。

2.5 试验用水控制

离子交换法制备纯水是化验室试验用水常用方法。其中树脂颗粒和水中杂质起不可逆反应。树脂被污染后，动态特性改变，再生时间加长，运行周期缩短，水质下降，带来水中杂质的干扰。常见干扰包括有机物污染、盐类及氢氧化物污染、重金属及其氧化物污染等。纯水受到污染，将对化验过程准确性产生系统影响。

解决这一问题，做好每月纯水机滤芯清洗后，检测纯水质量。分析用纯水质量的检测分析，根据用水量，可每月或每周进行检测。检测分析主要指标包括：

（1）检测纯水的电阻率。25℃时的电阻率1×106Ω·cm的水为纯水。25℃时的电阻率大于1×106Ω·cm的水为超纯水。

（2）检测纯水的酸碱度。要求PH值为6.5-7.0。取2支试管，各加10mL被检的水，一管加2滴甲基红指示剂，不得显红色；另一管加5滴溴百里酚蓝指示剂（0.01g/L）不得显蓝色。

（3）检测纯水的钙镁离子。取10mL被检的水，加氨- 氯化钠缓冲溶液（Ph = 10）使溶液pH至10，加入少量固体酸性铬蓝K-奈酚绿B混合指示剂（1+2.5），不应显紫色，而应显纯蓝色。或取200mL被检水，加氨-氯化铵缓冲溶液（pH=10）10mL，加入少量固体酸性铬蓝K-萘酚绿B混合指示剂（1+2.5）搅拌，如呈紫色，用0.015mol/L.的EDTA标准滴定溶液滴定，如EDTA消耗为1滴（约为0.05mL）则合格，2滴以上为不合格。

（4）检测纯水的氯离子检验：取10mL被检的水，加2滴硝酸钠，加2滴硝酸银溶液（10g/L）不浑浊。

4 对比试验

（1）改善前随机抽取5个尾渣试样化验结果波动情况进行汇总，如表2所示。

表2 尾渣试样化验结果

结论：化验双样结果平均差距为0.35%，结果之间差距较大。希望通过改进将允许差控制在±0.10%内。

（2）改善后对原5个尾渣试样化验结果波动情况进行汇总，如表3所示。

表3 尾渣试样化验波动结果

（3）依据改善前后分析结果绩效对比检验：（图1）

结论：通过对改善前后的数据进行检验可以看出，改进后化验结果偏差为0.09%，将允许误差降低到要求的0.10%以内；且通过箱线图可以看出，改进后化验误差有了显著降低。

5 结语

尾渣金属铁含量化验操作流程出现化验误差将对钢渣处理线的评价带来不利的影响，所以保持化验过程准确性、减少化验误差，对化验操作人员提出了较高的工作要求。同时通过对以上产生化验误差因素的控制，实现了尾渣金属铁的准确测定，为钢渣处理线金属分选回收效果及时提供数据指导。