国家标准计划《钢渣 多元素含量的测定 电感耦合等离子体原子发射光谱法》由 TC183(全国钢标准化技术委员会)归口,TC183SC18(全国钢标准化技术委员会冶金固废资源分会)执行 ,主管部门为中国钢铁工业协会。
主要起草单位 马鞍山钢铁股份有限公司 、冶金工业信息标准研究院 、山东省冶金科学研究院有限公司 。
| 77 冶金 |
| 77.140 钢铁产品 |
| 77.140.99 其他钢铁产品 |
| 编号 | 语种 | 翻译承担单位 | 国内外需求情况 |
|---|---|---|---|
| 1 | EN | 冶金工业信息标准研究院 | 有助于推动钢铁行业的可持续发展,也为钢渣的资源化利用提供了方向,促进了环境保护和绿色发展。 |
钢渣是在钢铁冶炼过程中转炉、电炉等设备排放的固体废弃物,主要化学成分为钙、镁、硅、铁、铝、锰等氧化物,主要矿相为硅酸二钙、硅酸三钙、钙镁橄榄石以及RO(金属氧化物)相,还有少量游离的金属铁、氧化钙等。
钢渣在矿山充填、肥料生产、土壤改良、筑路施工、混凝土、烧结材料、阻燃工程、水泥、建筑、道路等行业中应用,进入“十三五”,国家发展改革委和工业和信息化部把冶金渣,特别是转炉钢渣、电炉钢渣的综合利用作为重点,随着钢铁工业绿色循环发展,钢渣应用领域也在不断调整,突出高质量和绿色环保的特性,并向大宗量、多途径、高附加值利用方向发展。
双碳目标对钢渣的处理和利用提出了新要求,强调了高效协同降碳和行业整合重组的必要性。
在“双碳”目标的背景下,钢渣作为钢铁生产过程中的副产品,其处理和利用也需要符合低碳环保的要求。
1、高效协同降碳:鼓励通过技术创新和产业协同,提高钢渣在建材、公路等行业的利用率,实现资源的最大化回收和循环利用。
2、行业整合重组:为了提高资源利用效率和降低碳排放,鼓励钢铁行业的整合重组,优化产业布局,减少资源浪费和环境影响。
3、加强监管和财税调节:政府将加强对大宗工业固废领域的执法检查,规范钢渣的贮存、加工及应用准入和绿色认证,同时通过财税手段促进固废治理和资源化利用。
4、技术创新和国际合作:中国钢铁工业需要加强技术创新,加快绿色低碳技术的研发和应用,同时积极参与国际合作,以适应全球气候变化的挑战。
5、能源转型和效率提升:根据国家的碳达峰碳中和战略目标,要求提升能源利用效率,推动能源革命,确保能源供应的同时,促进能源低碳转型。
这些要求不仅有助于推动钢铁行业的可持续发展,也为钢渣的资源化利用提供了方向,促进了环境保护和绿色发展。
目前钢渣的再利用途径:一是作为转炉或烧结原料。
二是钢渣中含有可回收利用的高含量铁,将其铁元素分离富集可实现钢渣的资源化和高附加值利用。
除铁后的钢渣尾渣可作为建材资源开发利用,用于道路工程、生产钢渣水泥、混凝土掺合料、作为砂浆、砖用于地基回填和软土地基加固等。
钢渣的高效利用始终是我国钢铁产业政策的重点支持部分,《关于推进大宗固体废弃物综合利用产业集聚发展的通知》、《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》、《关于推动钢铁工业高质量发展的指导意见(征求意见稿)》、《关于“十四五”大宗固体废弃物综合利用的指导意见》等政策鼓励钢渣综合利用率的提高,为钢渣处理行业的发展提供了良好的政策环境。
电感耦合等离子体原子发射光谱法测定钢渣中多元素含量标准的制定实施,可以更准确地确定钢渣中主次量元素含量,钢渣成分分析准确性对钢渣加工处理及钢渣合理利用是非常重要的,都需要有准确的方法标准做支撑,特别是钢渣应用行业,对材料成分及性能有具体要求,所以科学准确的方法标准是保证质量的基础。
推动技术进步和创新,实施标准化的化学分析方法需要相关的技术支持,这促进了分析技术的进步和创新。
增强行业监管和管理,标准化的分析方法为行业监管提供了依据,有助于规范行业内企业的生产和经营活动,提高整个行业的管理水平。
经济效益的提升,通过有效的资源回收和利用,企业可以降低生产成本,提高经济效益。
同时,减少环境污染也意味着降低了环境治理的成本。
社会效益的提升,钢渣的有效利用可以减少对自然资源的依赖,有助于资源的可持续利用。
2022年已发布的冶金行业标准YB/T 6057-2O22《钢渣中铁、硅、铝、钙、镁、锰含量的测定 电感耦合等离子体发射光谱法》自实施以来,应用已经比较成熟,但该标准中不包含磷、钛、钒和铬含量的检测,本标准将在该行业标准的基础上,增加磷、钛、钒、铬含量的检测,对于钢渣的合理利用,确保应用的质量,提供更加准确、完善的科学支撑。
在冶金固废资源综合利用标准体系中,钢渣化学成分测定方法是其中非常重要的部分,在保证钢渣产品质量方面发挥着重要作用。
钢渣的化学分析目前以采用传统的手段,荧光光谱法和电感耦合等离子体原子发射光谱法为主。
电感耦合等离子体原子发射光谱法是发展很快的一种分析方法,该方法的优点是多元素同时测量,缩短分析周期,提高分析效率,该方法能获得比传统化学分析方法更好的精密度,更低的检出限及更宽的线性范围,不仅是冶金、机械、地质、陶瓷、水泥、电子等行业不可或缺的分析手段,而且在有机物、生化样品的分析,以及当前备受关注的环境检测和食品安全监控等方面也广为使用。
具备一定规模的分析实验室一般都具备该分析手段。
制定电感耦合等离子体原子发射光谱法测定钢渣中多元素含量的国家标准可满足广大分析实验室对电感耦合等离子体原子发射光谱法标准分析方法的需求,有效地实现了钢渣标准的用户快速检测钢渣中多元素含量的需求,完善钢渣成分检测标准体系,有利于钢渣的高效利用,符合国家资源回收再利用绿色环保理念,可推进资源节约型和环境友好型社会建设。
1、范围 本文件规定了用电感耦合等离子体原子发射光谱法测定铁、硅、铝、钙、镁、锰、磷、钛和钒含量的方法。。 本文件适用于钢渣中下列元素的测定,测定范围(质量分数)见表1。 表1 元素及测定范围 分析元素 测定范围(质量分数)/% TFe 1.0~30.0 Si 2.0~12.5 Al 0.5~16.0 Ca 0.5~25.0 Mg 0.5~17.0 Mn 0.3~12.0 P 0.004~2.2 Ti 0.005~2.0 V 0.005~1.2 Cr 0.005~2.0 2、方法原理 试料用碳酸钠-硼酸混合熔剂熔融,再用盐酸溶解熔块,将试液以气溶胶形式引入电感耦合等离子体原子发射光谱仪,测量溶液中分析元素的发射光谱强度,或对钇的相对强度,根据用标准溶液制作的校准曲线计算出分析元素质量分数。 3、分析步骤 3.1 试料分解 将试料置于已预置1.0g混合熔剂的铂坩锅中,充分混匀,再覆盖1.0g混合熔剂,盖上铂埚盖,置于炉温低于700℃的高温炉中,逐渐升至950℃~1000℃,熔融15 min~20min,取出,缓缓转动坩埚使熔融液体均匀分布在坩埚内壁,稍冷。将坩埚及盖置于盛有100mL水和40mL盐酸的300 mL烧杯中,低温加热浸取(试样中硅含量高时适当增加水量),洗出坩埚和盖,冷却至室温。将浸取液移入500mL容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀。 3.2 校准溶液的制备 3.2.1 铁、硅、铝、钙、镁、锰校准溶液的制备 移取20mL空白试液于若干100mL容量瓶中,用移液器准确加入硅、铝、钙、铁、锰、镁标准溶液,用水稀释至刻度,混匀,制备成系列校准溶液。 如用内标法测量,在定容前,加入1.00mL钇标准溶液。 3.2.2 磷、钛、钒和铬校准溶液的制备 称取三氧化二铁、基准碳酸钙、 高纯二氧化硅、氧化铝作为基体,使全铁、氧化钙、二氧化硅和氧化铝与试料中含量相当,试样相同处理,定容前用移液器准确加入磷、钛、钒和铬的标准溶液,用水稀释至刻度,混匀,配制系列标准溶液。如用内标法测量,在定容前,加入2.00mL钇标准溶液。 3.3测量 3.3.1 校准溶液的测量 先使用零校准溶液,并按浓度增大的顺序依次吸入校准溶液,两次测量之间需冲洗进液管。至少重复测量2次,计算其平均值。以光谱强度的平均值减去零浓度光谱强度平均值为纵坐标,校准溶液的浓度为横坐标,绘制各元素的校准曲线。 检查校准曲线的线性,其相关系数应不小于0.999。 3.3.2 试液的测量 校准溶液测量后,立即测量试验溶液,两次测量之间需冲洗进液管。至少重复测量2次,计算其平均值。其光谱强度平均值减去空白试液光谱强度的平均值为净光谱强度。