Способ определения наличия активного кислорода Советский патент 1978 года по МПК C01B13/00 G01N33/20 

I

Изобретение относится к области аналн- тического исследования качества металлургического сырья (марганцевых руд, агломератов, окатышей и др. ), в частности к способу определения активного кислорода в мар-5 ганпевых рудах и продуктах их восстановления.

Известны хик ические методы определения наличия активного кислорода в марганцовых jg рудах, основанные на способности всех высших валентностей марганца переходить в сернокислой среде в соединения двухвалентного марганца в присутствии восстановителей (PeSO NOjCjO H др.), которые дают с из- is бытком, Изыток оттитровывают марганцевокислым калием. Химические методы могут быть использованы только для анализа марганцевых руд. Для контроля продуктов восстановления марганцевых руд методы не- 20 пригодны из-за мешающего влияния восстановителей (металлического и двухвалентного железа, сульфидов железа и марганца, свободного .углерода, металлического марганца, на рбкцов марганца, и железа),-25

Для определения MhO в марганцевых аглг мератах к продуктах восстановления марганцевых руд применяют газообъемный метод. Волюмометрический метод основан на реакции Ми 0 с перекисью водорода в кислой среде. По объему выделившегося кислорода рассчитывают содержание MnOj

Различнь е варианты волюмометрйческого метода устраняют мешаючше влияние восстановителей (:)астворением последних. Металли геские компоненты предварительной обработкой навески серной кислотой (1:7) или растворами брома (водным и спиртовым); сульф щы удаляют добавлением раствора сулемы, кото|1ая связывает вьщеляющийся при растворении сероводород. Практическая проверка этих методов показала что мокрое разложение навески с обработке 1 названными реагентами не обеспечивает Необходимой точности результатов анализа, так как во всех случаях имеет место частичное растворение; окислов марганца из-за сочетания сильных окислителей и восстановителей в анализируемом материале, Наиболее близким до техническому результату является способ прямого микрооп-ределения кислорода, котор«й заключается в том, что анализируемое ваиество {излагают при 7ОО-800 С в токе инертного газа а продукты разложения пропускают через гр нулированную сажу, нагретую до 1150 С. Кяслорпа определяют по количеству обра- укь щихся петелов углерода любым известным методом. . Описанный способ может быть применен только для анализа органических веществ. Для продуктов восстановления марганцевой руды предварительный нагрев анализируемо-. го материала резко искажает результаты ан лиза из-за термической диссоциации окислов марганца. Целью изобретения является обеспечение возможности определения наличия кислорода в марганцевых рудах н продуктах их восстановления, повы1ление точности количественного оп ределения актнён его кислорода и сокращение времени анализа. . ; Для этого анализируемый образен смешивают с углеродом в соотношении, предусмат ривающем избыточное сверх стехиометрического количество углерода для полного связы вания активного кислорода (соотношение образец : углерод 5-6:1), и нагревают до 1ООО±2О С. При этом происходит восстановление вйсших окислов марганца по реакциям:Мп02 + /Wn,O.. + CO ЛЛп О С ЗАЛпО-ЮО Образующаяся газообразная СО ускоряет процесс восстановления: 2MnO,+ о, СО, 3Mn.,0,, ээ 42 мп ,0.- со зллпо-1-со, . Однако СОдПри 1ООО С восстанавливается углеродом до СО;СО2+ С 2СО, Поэ тому СО, в условиях 11роведения анализа почти не В1 1делябтся. Далее выполняют раз дельное определение образовавшихся СО и СО2 любым известным методом, например хроматографшгеским. Результаты опре- делен.1я пересчитывают на содержание актив ного кислорода, . Восстановление МпО углеродом в услови .проведения анализа Невозможно, так как эта сильно эндотермическая реакция осуществима лишь при температурах 1200 С. Окислы других элементов, Содержащихся в материалах восствновлення также не поо-, станавливаются в условиях проведения ашн лиза. Оптимальная продолжительность восстановления 15-20 мин. Вли5шие восстановителей, сояержаяпнхЫ в материалах восстановления, на определение активного кислорода разработанным методом установлено путем анализа моделирующих смесей. На результаты анализа практ чески не влияет содержаниеvдо 10% , карбидов. Пример. Навеску анализируемого материала (минус 0,074 MM), предварительно высушенного при 105 С, в течение 1 час равную 1 г, помещают в лодочку. Взвешивают 0,2 г ламповой сажи, перемешивают с навеской, сверху насыпают тонкий слой сажи во избежание уноса частиц навеоки. Лодочку помещают в реакционную трубку (которую предварительно продувают аргоном в течение 30 мин), не прерывая ток аргона; быстро закрывают трубку пробкой и помещают ее в печь, нагретую до 1000 Ci ±20 С. Одновременно открывают кран газометра для приема газовой смеси. Далее определяют содержание СО и СО-иа хроматографе ХТ-8 или ЛХ.М-7Л. Используя законы газового состояния, приводят к нормальным условиям объемы СО и СО 2 и пересчитывают на содержание активного кислорода с приведением расчетов к соответствуюиюй навеске анализируемого материала. Содержание активного кислорода может быть псресчитано на содержание М п О 2 . Продолжительность определения наличия активного кислорода предлагаемым способом составляет 30 мни. В табл. 1 представлены результаты определения Мг марганцевой руде и концентрате (в %)., В табл. 2 представлены результаты определения ГЗЛИ5П1ИЯ количества углерода на точ- iivTCTb определения предлагаем,1М способом в стандартном образце 44(ЛАпО -41,0%) из навески 1 г (%).. . Использо1аание предлагаемого спсюоба опрееления наличия активного кислорода в Mapанцевых рудах и продуктах восстановления обеспечиБ.аеТ по сравнению с существующими пособами следующие преимущества: исключение мешаюшего влгания восстановителей, рисутствующих в материале,, на езулЬтаты нализа сокращение продолжиа-ельности .анаи.за в 2-8 fM3 по сравнению с известными етодами} способ является универсальным для йаяжза; всех марганцовистых материалов«

Соаеравяве МпО

Т а 6 я n а Iv

Марганцевая руда (ст. образец 44°) 41,0 40,6; 41,0; 41,3; 40,7 Марганпевый комQcarrpar (ст. обра- 43,8 43,8; 43,4; эед 112) 43,О

формула изобретеня я

СгЛсоб определения наличия активного ... квслорпаа, вв1ючаюший раэложеияв вналнэя- j ipyeMoro образпа прЯ нагревании в токе miepi ного ravTa я взаимодействие активного «лелормм с углеродом; с послйпуюшиМ анализом , вьшепяюшяхся окислов утлербда о Т л Я гТаблсва 2

ч а ю ш и ft р я тем, что, с пвлыо обеспс-. чеяия возможности определения кислорода в марганцевых рудах и продуктах их вск;становления, повышения точности и спкрашевия временя амч иртвмый образен пред1варятёльно смешивают с углеродом в соотношении- 5-г6:1 я нагревают до lOOOt20 С. 35,0; 39,0 46,9 40; 36,7 37,7 -3,3 37,4;38,0; 43,4 36,О; 39,6 37,7 -6,1