專利名稱：測定鈣化熟料中五價(jià)釩的方法及評價(jià)鈣化焙燒效果的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化學(xué)分析技術(shù)領(lǐng)域，更具體地講，涉及一種能夠準(zhǔn)確、快速、簡便地測定鈣化熟料中五價(jià)釩含量的方法以及一種使用該方法來評價(jià)鈣化焙燒的焙燒效果的方法。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，以釩渣為原料生產(chǎn)氧化釩主要有鈉化焙燒和鈣化焙燒兩種工藝。 釩渣鈉化焙燒是國內(nèi)外絕大多數(shù)企業(yè)采用的工藝路線，焙燒過程中釩與鈉結(jié)合形成可溶于水的釩酸鈉。通常，鈉化焙燒工藝的焙燒效果的評價(jià)方法是先分析焙燒熟料中的全釩 (TV)和可溶釩(SV)，然后以釩轉(zhuǎn)化率(即SV/TV)的高低來衡量焙燒效果的好壞。通常，在使用鈉化焙燒工藝進(jìn)行生產(chǎn)的過程中會產(chǎn)生的大量C12、HC1及SO2等有毒氣體，進(jìn)而導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染。近來，隨著國家環(huán)保政策要求日益嚴(yán)格，低污染、高效率的鈣化焙燒工藝為生產(chǎn)氧化釩提供了一條有效途徑。在現(xiàn)有技術(shù)中，鈣化熟料是由高鈣釩渣或普通釩渣與石灰或石灰石混勻后不經(jīng)過從低溫到高溫的逐步升溫過程，直接進(jìn)入600°c 焙燒爐，逐漸升溫進(jìn)行鈣化焙燒，溫度達(dá)到900°C以上時(shí)，焙燒一定的時(shí)間，使釩渣中的釩轉(zhuǎn)變?yōu)殁C酸鈣而形成的。由于釩在釩渣鈣化焙燒過程中主要與鈣、錳等形成不溶于水但溶于硫酸的釩酸鹽，因此，不能采用釩渣鈉化焙燒的釩轉(zhuǎn)化率指標(biāo)來評價(jià)鈣化焙燒工藝的焙燒效果。在現(xiàn)有技術(shù)中，有關(guān)五價(jià)釩的分析，基本局限于微量、少量五價(jià)釩測定，測定方法有直接光度法、萃取分離分光光度法等。然而，鈣化熟料中的五價(jià)釩含量最高可達(dá)到7. 0% 以上，直接光度法、分光光度法不適用。此外，鈣化熟料是以釩渣為原料焙燒而得到的含釩物料，其中含有大量的錳、硅、鈣、鎂、鐵、鉻等元素，這些元素經(jīng)焙燒形成不同的物相。另外， 在鈣化熟料中，900°C以下焙燒熟料中二價(jià)鐵含量較高。這些都增加了測定鈣化熟料中五價(jià)釩含量的難度。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠準(zhǔn)確、快速、簡便地測定鈣化熟料中五價(jià)釩含量的方法以及一種使用該方法來評價(jià)鈣化焙燒的焙燒效果的方法。本發(fā)明的一方面提供了一種測定鈣化熟料中五價(jià)釩的方法，所述方法包括以下步驟向待測樣品中加入混合酸和二價(jià)鐵掩蔽劑，分解待測樣品中的含釩物相以形成懸濁液； 過濾所述懸濁液，得到溶液；使用選擇性氧化劑將所述溶液中的二價(jià)鐵氧化為三價(jià)鐵；使用硫酸亞鐵銨滴定法測定所述溶液中的五價(jià)釩的含量。根據(jù)本發(fā)明一方面的測定鈣化熟料中五價(jià)釩的方法，其中，所述混合酸可以由體積濃度為1 % 4%的硫酸和體積濃度為1 % 4%鹽酸組成。根據(jù)本發(fā)明一方面的測定鈣化熟料中五價(jià)釩的方法，其中，所述二價(jià)鐵掩蔽劑可以為酒石酸或酒石酸鹽。
根據(jù)本發(fā)明一方面的測定鈣化熟料中五價(jià)釩的方法，其中，所述選擇性氧化劑可以為亞硝酸鈉。根據(jù)本發(fā)明一方面的測定鈣化熟料中五價(jià)釩的方法，其中，在所述選擇性氧化劑為亞硝酸鈉且亞硝酸鈉過量時(shí)，所述將所述溶液中的二價(jià)鐵氧化為三價(jià)鐵的步驟還可包括向所述溶液中加入適量尿素分解過量的亞硝酸鈉的步驟。根據(jù)本發(fā)明一方面的測定鈣化熟料中五價(jià)釩的方法，其中，所述分解待測樣品中的含釩物相的步驟可以使用室溫震蕩分解方式、水浴分解方式或微波分解方式。根據(jù)本發(fā)明一方面的測定鈣化熟料中五價(jià)釩的方法，其中，所述使用硫酸亞鐵銨滴定法測定所述溶液中的五價(jià)釩的含量的步驟還可包括在測定前向所述溶液中加入硫酸以使所述溶液中硫酸的體積濃度為15% 25%或者加入硫酸和磷酸以使所述溶液中硫酸的體積濃度分別為15% 25%同時(shí)磷酸的體積濃度為 5%的步驟和向經(jīng)加入硫酸或加入硫酸和磷酸的溶液中加入2滴 4滴濃度為1. Og/L的N —苯基鄰氨基苯甲酸溶液的步驟。根據(jù)本發(fā)明一方面的測定鈣化熟料中五價(jià)釩的方法，其中，所述待測樣品的粒度優(yōu)選地小于0. 18mm。根據(jù)本發(fā)明一方面的測定鈣化熟料中五價(jià)釩的方法，其中，所述鈣化熟料可以為以釩渣為原料生產(chǎn)氧化釩的工藝中經(jīng)過鈣化焙燒而的得到的含釩物料。本發(fā)明的另一方面提供了一種評價(jià)鈣化焙燒法生產(chǎn)氧化釩的焙燒效果的方法，所述焙燒效果用鈣化焙燒法所得鈣化熟料中的五價(jià)釩含量與全釩含量的比值來進(jìn)行評價(jià)，所述鈣化熟料中的五價(jià)釩含量通過上述測定鈣化熟料中五價(jià)釩的方法來測定。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的測定鈣化熟料中五價(jià)釩的方法及評價(jià)鈣化焙燒效果的方法具有快速、徹底分解鈣化熟料中五價(jià)釩物相的優(yōu)點(diǎn)，且可有效避免二價(jià)鐵對五價(jià)釩的測定干擾。此外，本發(fā)明的測定鈣化熟料中五價(jià)釩的方法還具有能夠準(zhǔn)確測定鈣化熟料中的五價(jià)釩且操作簡單、成本低的特點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式在下文中，將結(jié)合本發(fā)明的原理和示例來詳細(xì)說明本發(fā)明的測定鈣化熟料中五價(jià)釩的方法及評價(jià)鈣化焙燒效果的方法。根據(jù)本發(fā)明一方面的評價(jià)鈣化焙燒法生產(chǎn)氧化釩的焙燒效果的方法包括使用鈣化焙燒法所得鈣化熟料中的五價(jià)釩含量與全釩含量的比值來評價(jià)焙燒效果。在鈣化熟料焙燒過程中，釩渣中的低價(jià)釩隨著溫度的升高逐漸被氧化為五價(jià)，釩渣中的低價(jià)鐵也被逐漸氧化為三價(jià)，而五價(jià)釩則生成釩酸鈣、釩酸錳、釩酸鈣錳等物相。由于鈣化焙燒的目的是使釩渣中的釩在鈣化焙燒過程中與鈣、錳等形成不溶于水但溶于硫酸的釩酸鹽，所以鈣化熟料的焙燒效果的好壞可以用鈣化焙燒法所得鈣化熟料中的五價(jià)釩含量與全釩含量的比值來進(jìn)行評價(jià)。鈣化熟料中的全釩含量可以通過YB/TM7. 1-1995《釩渣化學(xué)分析方法硫酸亞鐵銨滴定法測定五氧化二釩量》測得。根據(jù)本發(fā)明另一方面的測定鈣化熟料中五價(jià)釩的方法包括以下步驟向待測樣品中加入混合酸和二價(jià)鐵掩蔽劑，分解待測樣品中的含釩物相以形成懸濁液；過濾所述懸濁液，得到溶液；使用選擇性氧化劑將所述溶液中的二價(jià)鐵氧化為三價(jià)鐵；使用硫酸亞鐵銨滴定法測定所述溶液中的五價(jià)釩的含量。其中，所述鈣化熟料為以釩渣為原料生產(chǎn)氧化釩的工藝中經(jīng)過鈣化焙燒而的得到的含釩物料。在本發(fā)明的測定鈣化熟料中五價(jià)釩的方法中，通過加入混合酸(例如，硫酸與鹽酸)能夠解決待測樣品的分解難題，從而能夠?qū)⒑C物相全部打開?；旌纤岬募尤肓靠梢陨源笥谀軌?qū)⒑C物相全部打開的理論加入量。由于鈣化焙燒溫度從600°C 900°C，不同溫度物相差異很大，低價(jià)鐵的存在方式及含量變化差異也很大，低價(jià)鐵與五價(jià)釩的反應(yīng)活性很強(qiáng)，兩者在一定的酸度下，在溶液中無法共存，而在鈣化熟料中，900°C以下焙燒熟料中二價(jià)鐵含量較高，將會對五價(jià)釩產(chǎn)生負(fù)干擾。在本發(fā)明的方法中，通過加入二價(jià)鐵掩蔽劑以及使用選擇性氧化劑將所述溶液中的二價(jià)鐵氧化為三價(jià)鐵，消除了二價(jià)鐵的干擾。二價(jià)鐵掩蔽劑的加入量可以稍大于能夠?qū)⑺鋈芤褐械娜慷r(jià)鐵離子掩蔽的理論加入量。選擇性氧化劑的加入量可以稍大于能夠?qū)⑺鋈芤褐械娜慷r(jià)鐵離子氧化為三價(jià)鐵離子的理論加入量。在本發(fā)明中，高價(jià)錳、高價(jià)鉻可被鹽酸還原，不會對五價(jià)釩的測定產(chǎn)生干擾。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述混合酸可以由體積濃度為1 % 4 %的硫酸和體積濃度為 4%鹽酸組成。這里，分解樣品時(shí)采用低酸度的上述混合酸分解，可降低五價(jià)釩與二價(jià)鐵的反應(yīng)活性，同時(shí)在此酸度下加入二價(jià)鐵掩蔽劑，能夠使二價(jià)鐵不與五價(jià)釩發(fā)生反應(yīng)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述二價(jià)鐵掩蔽劑可以為酒石酸或酒石酸鹽。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述選擇性氧化劑可以為亞硝酸鈉。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在所述選擇性氧化劑為亞硝酸鈉且亞硝酸鈉過量時(shí)， 所述將所述溶液中的二價(jià)鐵氧化為三價(jià)鐵的步驟還可包括向所述溶液中加入適量尿素分解過量的亞硝酸鈉的步驟。這里，加入亞硝酸鈉選擇性氧化二價(jià)鐵為三價(jià)鐵后，立即加入尿素將過量的亞硝酸鈉氧化，從而防止亞硝酸鈉對五價(jià)釩的還原。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述分解待測樣品中的含釩物相的步驟可使用室溫震蕩分解方式、水浴分解方式或微波分解方式。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述使用硫酸亞鐵銨滴定法測定所述溶液中的五價(jià)釩的含量的步驟還可包括在測定前向所述溶液中加入硫酸以使所述溶液中硫酸的體積濃度為15% 25%或者加入硫酸和磷酸以使所述溶液中硫酸和磷酸的體積濃度分別為15% 25%和 5%的步驟和向經(jīng)加入硫酸或加入硫酸和磷酸的溶液中加入2滴 4滴濃度為1. Og/L的N—苯基鄰氨基苯甲酸溶液的步驟。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述待測樣品的粒度優(yōu)選地小于0. 18mm，從而易于分解其中的含釩物相。此外，本發(fā)明的測定鈣化熟料中五價(jià)釩的方法也可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)首先，秤取適量的樣品。例如，秤取適量待測樣品(其粒度小于0. 18mm，重量小于 0. 2g)于錐形瓶或者燒杯中。加入混合酸溶劑分解，混合酸溶劑中硫酸的酸度為 4% (體積百分比)、鹽酸酸度為 4% (體積百分比)，硫酸、鹽酸要求達(dá)到分析純及其以上?；旌纤岬募尤肓靠梢詾?0 100mL。然后，分解樣品時(shí)，加入適量的二價(jià)鐵掩蔽劑，掩蔽劑可是酒石酸、酒石酸鉀鈉或酒石酸鉀等中的任何一種，或者它們的以任意比例配比的混合物，用量可以為0. 5 2. Og, 純度要求達(dá)到分析純及其以上。二價(jià)鐵掩蔽劑的加入量可以為0.5g 2.0g。分解方式可采取室溫震蕩分解30 60min，或者水浴分解，水浴溫度30 60°C，水浴時(shí)間20 60min。接下來，將樣品分解后形成的懸濁液取下，用中速或者慢速濾紙過濾，收集濾液于 500mL錐形瓶中，控制濾液體積小于70mL，加入1. 0 6. OmL亞硝酸鈉溶液(其濃度為2g/ L)作為二價(jià)鐵的選擇性氧化劑，搖勻，立即加入2. 0 3. Og尿素，搖勻，放置2 3min，使尿素完全分解，再加入40mL 50mL硫酸溶液(其體積濃度約為50% )，1. 0 5. OmL濃磷酸(例如，其體積濃度不小于85% )，放置至室溫，加入2滴 4滴N-苯基鄰氨基苯甲酸溶液(其濃度為lg/L)，用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定。在下文中，將結(jié)合具體示例來詳細(xì)描述本發(fā)明。示例 1秤取0. IOOOg試樣(該試樣在600°C鈣化焙燒得到，粒度約為0. 154mm)于250mL燒杯中，加入SOmL由體積濃度為1 %的硫酸和體積濃度為4%的鹽酸形成的混合酸，加入2. Og 酒石酸鉀鈉，搖勻，放入回旋震蕩器中，室溫下震蕩60min (室溫為23°C )，取下，用中速濾紙過濾，用少量蒸餾水洗滌燒杯和濾紙最少三次，濾液收集于500mL錐形瓶中，加入6. OmL亞硝酸鈉溶液(濃度為2g/L)，搖勻，立即加入2. 0 3. Og尿素，搖勻，放置2 3min，使尿素完全分解，然后加入40mL 50mL硫酸(其體積濃度約為50% )，1. 0 5. OmL濃磷酸(其體積濃度約為86 % )，放置至室溫，加入2滴 4滴N-苯基鄰氨基苯甲酸溶液(濃度為Ig/ L)，用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定。表1示出了采用本示例來測定經(jīng)過600°C焙燒的鈣化熟料中的五價(jià)釩得到的結(jié)果。表1600°C焙燒鈣化熟料中五價(jià)釩測定結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種測定鈣化熟料中五價(jià)釩的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟向待測樣品中加入混合酸和二價(jià)鐵掩蔽劑，分解待測樣品中的含釩物相以形成懸濁液；過濾所述懸濁液，得到溶液；使用選擇性氧化劑將所述溶液中的二價(jià)鐵氧化為三價(jià)鐵；使用硫酸亞鐵銨滴定法測定所述溶液中的五價(jià)釩的含量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測定鈣化熟料中五價(jià)釩的方法，其特征在于，所述混合酸由體積濃度為1 % 4%的硫酸和體積濃度為1 % 4%鹽酸組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測定鈣化熟料中五價(jià)釩的方法，其特征在于，所述二價(jià)鐵掩蔽劑為酒石酸或酒石酸鹽。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測定鈣化熟料中五價(jià)釩的方法，其特征在于，所述選擇性氧化劑為亞硝酸鈉。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的測定鈣化熟料中五價(jià)釩的方法，其特征在于，在所述選擇性氧化劑為亞硝酸鈉且亞硝酸鈉過量時(shí)，所述將所述溶液中的二價(jià)鐵氧化為三價(jià)鐵的步驟還包括向所述溶液中加入適量尿素分解過量的亞硝酸鈉的步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測定鈣化熟料中五價(jià)釩的方法，其特征在于，所述分解待測樣品中的含釩物相的步驟使用室溫震蕩分解方式、水浴分解方式或微波分解方式。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測定鈣化熟料中五價(jià)釩的方法，其特征在于，所述使用硫酸亞鐵銨滴定法測定所述溶液中的五價(jià)釩的含量的步驟還包括在測定前向所述溶液中加入硫酸以使所述溶液中硫酸的體積濃度為15% 25%或者加入硫酸和磷酸以使所述溶液中硫酸和磷酸的體積濃度分別為15% 25%和 5%的步驟和向經(jīng)加入硫酸或加入硫酸和磷酸的溶液中加入2滴 4滴濃度為1. Og/L的N-苯基鄰氨基苯甲酸溶液的步驟。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測定鈣化熟料中五價(jià)釩的方法，其特征在于，所述待測樣品的粒度小于0. 18mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任意一項(xiàng)所述的測定鈣化熟料中五價(jià)釩的方法，其特征在于， 所述鈣化熟料為以釩渣為原料生產(chǎn)氧化釩的工藝中經(jīng)過鈣化焙燒而的得到的含釩物料。
10.一種評價(jià)鈣化焙燒法生產(chǎn)氧化釩的焙燒效果的方法，其特征在于，所述焙燒效果用鈣化焙燒法所得鈣化熟料中的五價(jià)釩含量與全釩含量的比值來進(jìn)行評價(jià)，所述鈣化熟料中的五價(jià)釩含量通過如權(quán)利要求1至8中任意一項(xiàng)所述的方法來測定。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種測定鈣化熟料中五價(jià)釩的方法。所述方法包括向待測樣品中加入混合酸和二價(jià)鐵掩蔽劑，分解待測樣品中的含釩物相以形成懸濁液；過濾所述懸濁液，得到溶液；使用選擇性氧化劑將所述溶液中的二價(jià)鐵氧化為三價(jià)鐵；使用硫酸亞鐵銨滴定法測定所述溶液中的五價(jià)釩的含量。本發(fā)明的測定鈣化熟料中五價(jià)釩的方法及評價(jià)鈣化焙燒效果的方法具有快速、徹底分解鈣化熟料中五價(jià)釩物相的優(yōu)點(diǎn)，且可有效避免二價(jià)鐵對五價(jià)釩的測定干擾。此外，本發(fā)明的測定鈣化熟料中五價(jià)釩的方法還具有能夠準(zhǔn)確測定鈣化熟料中的五價(jià)釩且操作簡單、成本低的特點(diǎn)。
文檔編號G01N31/16GK102495174SQ201110367709
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月18日
發(fā)明者鄭小敏 申請人:攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院有限公司