YS/T1179.3—202X本文件描述了鋁灰渣中碳、氮含量的測定方法。本文件適用于鋁灰渣中碳、氮含量的測定。元素分析儀法測定范圍見表1；蒸餾分離—中和滴定法測定氮含量的范圍為0.10%～15.00%；高頻感應(yīng)燃燒-紅外吸收法測定碳含量的范圍為0.10%～23.00%。元素分析儀法不作為仲裁分析方法。表1元素分析儀法測定范圍%CN2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T6682分析實(shí)驗(yàn)室用水規(guī)格和試驗(yàn)方法GB/T8005.4鋁及鋁合金術(shù)語第4部分：回收鋁GB/T8170數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的表示和判定JJF1321元素分析儀校準(zhǔn)規(guī)范3術(shù)語和定義GB/T8005.4界定的術(shù)語和定義適用于本文件。4元素分析儀法測定碳、氮含量4.1原理以氦氣作載氣、氧氣作助燃劑，試料在燃燒管和還原管中經(jīng)過一系列氧化還原反應(yīng)，其中的氮元素轉(zhuǎn)變?yōu)榈獨(dú)?、碳元素轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸?，二氧化碳在吸收管中被吸收，從而和氮?dú)夥蛛x，氮?dú)鉁y量完畢后二氧化碳再被釋放。載氣攜帶組分(氮?dú)夂投趸?順序通過檢測熱導(dǎo)池，參比熱導(dǎo)池只有載氣通過，二者組分不同導(dǎo)致熱導(dǎo)率不同，檢測由此產(chǎn)生的電信號(hào)，信號(hào)強(qiáng)度和組分成函數(shù)關(guān)系。檢測出的信號(hào)強(qiáng)度通過預(yù)先校準(zhǔn)的函數(shù)關(guān)系計(jì)算試料中碳、氮含量。4.2試劑或材料除非另有說明，在分析中僅使用分析純?cè)噭┖头螱B/T6682規(guī)定的二級(jí)水。4.2.1質(zhì)量控制樣品：苯丙氨酸（純度≥99.0%，N：8.48%，C：65.44%）或乙二胺四乙酸（N：9.57%，C：40.98%）。YS/T1179.3—202X4.2.2氦氣：純度≥99.995%。4.2.3氧氣：純度≥99.995%。4.2.4鋁箔。4.3儀器設(shè)備4.3.1元素分析儀。4.3.2分析天平：感量為0.0001g。4.3.3鼓風(fēng)干燥箱：工作溫度105℃,控溫精度±5℃。4.4試樣將樣品通過0.5mm標(biāo)準(zhǔn)篩，取約10g樣品于稱量瓶中，在鼓風(fēng)干燥箱(4.3.3)中于105℃烘2h，置于干燥器中冷卻至室溫備用。4.5試驗(yàn)步驟4.5.1試料稱取0.10g試樣(4.4)，精確至0.0001g。4.5.2平行試驗(yàn)獨(dú)立地進(jìn)行兩次測定，取其平均值。4.5.3空白試驗(yàn)隨同試料(4.5.1)做空白試驗(yàn)。4.5.4校準(zhǔn)按JJF1321的規(guī)定對(duì)元素分析儀進(jìn)行校準(zhǔn)。4.5.5工作曲線的繪制按表2稱取質(zhì)量控制樣品（4.2.1用鋁箔包裹、壓實(shí)，測量，繪制工作曲線。表2元素分析儀校準(zhǔn)物質(zhì)稱取量YS/T1179.3—202X表2（續(xù)）4.5.6測定將試料（4.5.1）用鋁箔包裹，壓實(shí)，調(diào)用已預(yù)先校準(zhǔn)的測量方法測量，在工作曲線上查得碳含量和氮含量。4.6試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理試驗(yàn)結(jié)果表示至小數(shù)點(diǎn)后2位，數(shù)值修約按GB/T8170的規(guī)定進(jìn)行。4.7精密度4.7.1重復(fù)性在重復(fù)性條件下獲得的兩次獨(dú)立測試結(jié)果的測定值，在表3給出的平均值范圍內(nèi)，這兩個(gè)測試結(jié)果的絕對(duì)差值不超過重復(fù)性限(r)，超過重復(fù)性限(r)的情況不超過5%，重復(fù)性限(r)按表3數(shù)據(jù)采用線性內(nèi)插法或外延法求得。表3重復(fù)性限%wCrwNr4.7.2再現(xiàn)性在再現(xiàn)性條件下獲得的兩次獨(dú)立測試結(jié)果的測定值，在表4給出的平均值范圍內(nèi)，這兩個(gè)測試結(jié)果的絕對(duì)差值不大于再現(xiàn)性限（R超過再現(xiàn)性限（R）的情況不超過5%，再現(xiàn)性限（R）按表4數(shù)據(jù)采用線性內(nèi)插法或外延法求得。表4再現(xiàn)性限%wCRwNR5蒸餾分離-中和滴定法測定氮含量5.1原理YS/T1179.3—202X稱取一定量的試料，加入硫磷混酸，加熱充分消解，氮轉(zhuǎn)化為銨鹽。向試液中加入過量氫氧化鈉溶液，通過蒸餾裝置把氮以氨氣形式分離并吸收在硼酸溶液中。用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定，根據(jù)鹽酸用量，計(jì)算氮含量。5.2試劑除非另有說明，在分析中僅使用分析純?cè)噭┖头螱B/T6682規(guī)定的二級(jí)水。5.2.1硫酸(ρ=1.84g/ml）。5.2.2磷酸(ρ=1.87g/mL）。5.2.3氫氧化鈉溶液（400g/L）。5.2.4硼酸溶液（20g/L）。5.2.5碳酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液（0.05000mol/L）：將基準(zhǔn)試劑無水碳酸鈉于270℃~300℃下灼燒至恒重，在干燥器中冷卻至室溫，稱取2.6497g置于100mL燒杯中，加水溶解后，移入1000mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。5.2.6鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液A（0.10mol/L），按以下步驟進(jìn)行配制和標(biāo)定：配制：移取8.4mL鹽酸(ρ=1.19g/ml）于1000mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。標(biāo)定：分取50ml碳酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液（5.2.5）于250mL錐形瓶中，加水使錐形瓶內(nèi)溶液體積約為60mL，加10滴甲基紅-溴甲酚綠指示劑（5.2.10用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液A滴至溶液由綠色變?yōu)榧t色，煮沸2min，冷卻后繼續(xù)滴至溶液為紅色。隨同標(biāo)定做空白試驗(yàn)。按公式（1）計(jì)算鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液A的實(shí)際濃度cHCl′，單位為摩爾每升（mol/L）：cHCl'=…………………（1）式中：cNa2CO3——碳酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度，單位為摩爾每升（mol/L）；V2——滴定消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液A的體積，單位為毫升（mL）；V1——滴定空白試驗(yàn)時(shí)消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液A的體積，單位為毫升（mL105.99——無水碳酸鈉的摩爾質(zhì)量，單位為克每摩爾（g/mol）。平行標(biāo)定4份，取其平均值，計(jì)算結(jié)果表示到小數(shù)點(diǎn)后4位，數(shù)值修約按GB/T8170的規(guī)定進(jìn)行。平行測定結(jié)果相對(duì)極差差值不得大于0.15%，否則重新標(biāo)定。5.2.7鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液B(0.02mol/L)，按以下步驟進(jìn)行配制和標(biāo)定：配制：移取50.00mL鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液A（5.2.6）于500mL容量瓶中，用水稀釋至刻度。標(biāo)定：分取5mL碳酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液（5.2.5）于250mL錐形瓶中，加水使錐形瓶內(nèi)溶液體積約60mL，加10滴甲基紅-溴甲酚綠指示劑（5.2.10用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液B滴至溶液由綠色變?yōu)榧t色，煮沸2min，冷卻后繼續(xù)滴至溶液為紅色。隨同標(biāo)定做空白試驗(yàn)。按公式（2）計(jì)算鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液B的實(shí)際濃度cHCl″，單位為摩爾每升（mol/L）：cHCl″=cO-32…………………（2）式中：V4——滴定消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液B的體積，單位為毫升（mL）；V3——滴定空白試驗(yàn)時(shí)消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液B的體積，單位為毫升（mL）。平行標(biāo)定4份，取其平均值，計(jì)算結(jié)果表示至小數(shù)點(diǎn)后4位，數(shù)值修約按GB/T8170的規(guī)定進(jìn)行。平行測定結(jié)果相對(duì)極差差值不大于0.15%，否則重新標(biāo)定。5.2.80.2%甲基紅乙醇溶液。5.2.90.1%溴甲酚綠乙醇溶液。YS/T1179.3—202X5.2.10甲基紅—溴甲酚綠指示劑：1份0.2%甲基紅乙醇溶液（5.2.8）與3份0.1%溴甲酚綠乙醇溶液（5.2.9）混合，現(xiàn)配現(xiàn)用。5.3儀器設(shè)備5.3.1加熱設(shè)備：消解儀或電熱板（溫度可達(dá)400℃)。5.3.2蒸餾裝置，如圖1所示。5.3.3分析天平：感量為0.0001g。圖1蒸餾裝置示意圖5.4試樣5.4.1鋁渣5.4.1.1稱取60kg鋁渣樣品（m00挑出其中干凈的鋁塊（如圖2所示）并稱量，記為m01。將其余樣品（如圖3所示）破碎，破碎過程中將干凈的鋁粒（如圖4所示）挑出并稱量，記為m02。直至破碎至粒度小于20mm，充分混勻，縮分至2kg。圖2干凈的鋁塊示意圖YS/T1179.3—202X圖3待破碎鋁渣示意圖圖4干凈的鋁粒示意圖5.4.1.2用制樣粉碎機(jī)破碎至全部通過250μm標(biāo)準(zhǔn)篩，用150μm的標(biāo)準(zhǔn)篩篩分，分別稱量篩下物（以下稱為篩下樣）和篩上物（以下稱為篩上樣），密封保存?zhèn)溆谩?.4.2灰渣混合物5.4.2.1樣品宜通過150μm振動(dòng)篩。5.4.2.2將樣品用250μm標(biāo)準(zhǔn)篩篩分，若不能全部通過，應(yīng)按5.4.1.2進(jìn)行粉碎獲取篩上樣和篩下樣，密封保存?zhèn)溆谩?.5試驗(yàn)步驟警示——使用本部分的人員應(yīng)有正規(guī)實(shí)驗(yàn)室工作的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。本部分并未指出所有可能的安全問題。使用者有責(zé)任采取適當(dāng)?shù)陌踩徒】荡胧⒈ＷC符合國家有關(guān)法規(guī)規(guī)定的條件。5.5.1試料按表5中試料量稱取篩上樣和篩下樣（5.4），精確至0.0001g。表5試料量與滴定用標(biāo)準(zhǔn)酸%g>1.00～6.00>6.00～15.005.5.2平行試驗(yàn)獨(dú)立地進(jìn)行三次測定，取其平均值。5.5.3空白試驗(yàn)隨同試料做空白試驗(yàn)。YS/T1179.3—202X5.5.4測定5.5.4.1溶樣按下列方式之一進(jìn)行溶樣：——將試料（5.5.1）放入消解瓶中，加入5mL磷酸（5.2.2）和5mL硫酸（5.2.1），瓶口蓋上小漏斗。將消解瓶置于消解器上，350℃加熱30min，使試樣充分溶解，試液呈無色透明狀或略顯灰色。將消解瓶取出，冷卻?！獙⒃嚵希?.5.1）放入燒杯中，加入5mL磷酸（5.2.2）和5mL硫酸（5.2.1），蓋上表面皿。將燒杯置于電熱板上，350℃加熱30min，使試樣充分溶解，試液呈無色透明狀或略顯灰色。將燒杯取下，冷卻。5.5.4.2蒸餾5.5.4.2.1蒸餾前應(yīng)使用水蒸氣充分清洗蒸餾器，并檢查儀器是否漏氣。5.5.4.2.2把試液（5.5.4.1）全部通過加液漏斗轉(zhuǎn)入反應(yīng)管中，并用水洗滌消解瓶2次～3次，洗液通過加液漏斗轉(zhuǎn)入反應(yīng)管中，總用量不超過40mL。在接收瓶中加入20mL硼酸溶液（5.2.4）和10滴甲基紅—溴甲酚綠指示劑（5.2.10），冷凝管下端伸入吸收液液面以下。通過加液漏斗向反應(yīng)管內(nèi)加入40mL氫氧化鈉溶液（5.2.3）。打開加熱裝置開始蒸餾，餾出液體積為120mL時(shí)，降低接收瓶高度，使冷凝管下端離開吸收液液面，再蒸餾30s，用少量水沖洗冷凝管下端。5.5.4.3滴定按表5使用對(duì)應(yīng)的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定餾出液（5.5.4.2.2）至溶液顏色由綠色變?yōu)榧t色。5.6試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理5.6.1試料的氮含量wN按公式（3）計(jì)算，數(shù)值以%表示：wN=…………（3）式中：V——滴定消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，單位為毫升（mL）；V0——滴定空白試驗(yàn)時(shí)消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，單位為毫升（mLc——鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的濃度，單位為摩爾每升（mol/L）；MN——氮的摩爾質(zhì)量，單位為克每摩爾（g/mol），MN=14.0067；m——試料的質(zhì)量，單位為克（g）。計(jì)算結(jié)果表示至小數(shù)點(diǎn)后2位，數(shù)值修約按GB/T8170的規(guī)定進(jìn)行。5.6.2試樣的氮含量wN′按公式（4）計(jì)算，數(shù)值以%表示：wN'=…………（4）式中：wN1——篩上試料氮含量質(zhì)量分?jǐn)?shù)；m1——篩上試樣質(zhì)量，單位為克（g）；wN2——篩下試料氮含量質(zhì)量分?jǐn)?shù)；m2——篩下試樣質(zhì)量，單位為克（g）；m0——試樣的總質(zhì)量，單位為克（g）。計(jì)算結(jié)果表示至小數(shù)點(diǎn)后2位，數(shù)值修約按GB/T8170的規(guī)定進(jìn)行。YS/T1179.3—202X5.6.3樣品的氮含量wN′′按公式（4）計(jì)算，數(shù)值以%表示：wN''=wN'×式中：wN'——試樣氮含量質(zhì)量分?jǐn)?shù)；m00——鋁渣樣品的總質(zhì)量，單位為克（g）；m01——鋁渣樣品中挑出的干凈的鋁塊質(zhì)量，單位為克（g）；m02——鋁渣樣品破碎過程中挑出的干凈的鋁粒質(zhì)量，單位為克（g）。計(jì)算結(jié)果表示到小數(shù)點(diǎn)后2位，數(shù)值修約按GB/T8170的規(guī)定進(jìn)行。5.7精密度5.7.1重復(fù)性在重復(fù)性條件下獲得的兩次獨(dú)立測試結(jié)果的測定值，在表6給出的平均值范圍內(nèi)，這兩個(gè)測試結(jié)果的絕對(duì)差值不超過重復(fù)性限(r)，超過重復(fù)性限(r)的情況不超過5%，重復(fù)性限(r)按表6數(shù)據(jù)采用線性內(nèi)插法或外延法求得。表6重復(fù)性限%wNr5.7.2再現(xiàn)性在再現(xiàn)性條件下獲得的兩次獨(dú)立測試結(jié)果的測定值，在表7給出的平均值范圍內(nèi)，這兩個(gè)測試結(jié)果的絕對(duì)差值不大于再現(xiàn)性限（R超過再現(xiàn)性限（R）的情況不超過5%，再現(xiàn)性限（R）按表7數(shù)據(jù)采用線性內(nèi)插法或外延法求得。表7再現(xiàn)性限%wNR6高頻感應(yīng)燃燒-紅外吸收法測定碳含量6.1原理試樣在高頻感應(yīng)爐的氧氣流中加熱燃燒，生成二氧化碳，由氧氣載至紅外氣體檢測器的測量池，二氧化碳吸收特定波長的紅外能，其吸收能與濃度成正比，根據(jù)檢測器接收能量的YS/T1179.3—202X變化測得碳的含量。6.2試劑或材料除非另有說明，在分析中僅使用確認(rèn)為分析純的試劑。6.2.1高氯酸鎂：無水，粒狀。6.2.2錫助熔劑：碳含量小于0.0008%，粒度0.4mm～0.8mm。6.2.3鐵助熔劑：碳含量小于0.0020%，屑狀或粒狀。6.2.4鎢助熔劑：碳含量小于0.0008%，粒度0.4mm～0.8mm。6.2.5標(biāo)準(zhǔn)樣品：有證參考物質(zhì)，碳含量與試樣接近。6.2.6氧氣：純度大于99.5%。6.2.7動(dòng)力氣源：氮?dú)狻鍤?、氧氣或壓縮空氣，其雜質(zhì)（水和油）含量小于0.5%。6.2.8堿石棉：粒狀。6.2.9玻璃棉。6.2.10陶瓷坩堝。6.3儀器設(shè)備6.3.1高頻感應(yīng)燃燒-紅外吸收定碳儀：靈敏度為1.0×10-6，高頻感應(yīng)爐應(yīng)滿足試樣熔融溫度的要求。6.3.2分析天平：精確至0.0001g。6.4試樣6.5分析步驟6.5.1試料按表8稱取試樣（6.4精確至0.0001g。表8試料量%g>1.00～23.006.5.2平行試驗(yàn)獨(dú)立地進(jìn)行三次測定，取其平均值。6.5.3分析前的準(zhǔn)備6.5.3.1陶瓷坩堝（6.2.10）在不低于1100℃的高溫加熱爐中灼燒4h，或通氧灼燒至空白值為最低6.5.3.2調(diào)試檢查儀器，使儀器處于正常穩(wěn)定狀態(tài)。選用儀器最佳條件，測定已知含量的樣品確認(rèn)儀器是否正常。6.5.4空白試驗(yàn)YS/T1179.3—202X在預(yù)先盛有0.10g錫助熔劑（6.2.2）的坩堝（6.2.10）內(nèi)，覆蓋0.50g鐵助熔劑（6.2.3）和1.80g鎢助熔劑（6.2.4于同一量程或通道，按6.5.6進(jìn)行測定。重復(fù)足夠次數(shù)，直至得到低而比較一致的讀數(shù)，記錄最小的三次讀數(shù)，計(jì)算平均值。6.5.5校準(zhǔn)試驗(yàn)6.5.5.1使用儀器生產(chǎn)廠家做出廠校準(zhǔn)時(shí)設(shè)置的校準(zhǔn)曲線，根據(jù)試料中含碳量，選擇相應(yīng)的量程或通道，并選擇3個(gè)近似含量的標(biāo)準(zhǔn)樣品，進(jìn)行校準(zhǔn)。6.5.5.2不同系統(tǒng)應(yīng)分別測其空白值并校準(zhǔn)，當(dāng)分析條件變化時(shí)要重新測定空白并校準(zhǔn)。6.5.6測定按試料的碳含量范圍，分別選擇儀器的最佳分析條件，將稱取的試料（6.5.1）均勻置于預(yù)先盛有0.10g錫助熔劑（6.2.2）的坩堝（6.2.10）內(nèi)，按表8加入試樣，再覆蓋0.50g鐵助熔劑（6.2.3）和1.80g鎢助熔劑（6.2.4），置于坩堝托上，開始分析并讀取結(jié)果wC。6.6試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理6.6.1試料的碳含量wC表示至小數(shù)點(diǎn)后3位，數(shù)值修約按GB/T8170的規(guī)定進(jìn)行。6.6.2試樣的碳含量wC′按公式（6）計(jì)算，數(shù)值以%表示：wC'=…