ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХЛОРА В ОБЪЕКТАХ ДОМЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА

Получение черных металлов, добыча и переработка сырья относятся к экологически опасным производствам.Помимо выбросов газов в атмосферу и загрязнения водоемов, образуется много твердых отходов. Особую роль в доменных процессах играет хлор. Наличие  соединений хлора в колошниковом газе приводит к коррозии трубопроводов, воздухонагревателей и фурм доменных печей. Поведение хлора в доменной печи определяет свойства агломерата во время технологического процесса восстановления. Контроль содержания минерального хлора в осадках на фильтрах и пылеулавливателях (в виде хлора, связанного с металлами) важен для оценки токсичности отходов, а также для оценки процесса производства. В практике определения хлора используют ряд физических методов анализа: атомно-эмиссионная спектрометрия, масс-спектрометрия с индукционно связанной плазмой, методы нейтронно-активационного анализа. Однако наиболее широкое распространение получили химические методы: титриметрические, фотометрические, электрохимические, ионо-хроматографические. Разработка экспрессных и недорогих по стоимости методик определения хлора актуальна для анализа техногенных объектов, в том числе объектов металлургических производств. Объектами исследования в данной работе являлись пробы доменного  шлака предприятия по производству чугуна ПАО «Тулачермет», а также пылеобразные отходы чугунолитейного предприятия ПАО «Косогорский металлургический  завод».  Выполнен  предварительный  анализ  состава  исследуемых  проб рентгенофлуоресцентным  методом. Рассмотрено мешающее влияние сопутствующих компонентов. Предложена селективная методика ионометрического определения хлора с использованием твердокристаллического хлоридселективного электрода. В работе использовано разложение пробы высокотемпературным спеканием со смесью Na₂CO₃ и ZnO и последующее выщелачивание водой. Приведено описание данной методики. Правильность результатов анализа подтверждена методом варьирования навески (n = 10; t_табл = 2,26; P = 0,95), а также сопоставлением с результатами, полученными рентгенофлуоресцентным методом. Выполнена оценка показателей точности методики ионометрического определения хлора в объектах доменного производства. Рабочий интервал определяемых концентраций хлора составлял 0,037 – 1,340 % (по массе). 

1. Акинин Н.И. Промышленная экология: принципы, подходы, технические решения. – Долгопрудный: Изд. дом «Интеллект», 2011. – 312 с.

2. Бартуш Х., Хаук Т., Грабиц Х.-Г. Баланс и поведение хлора в процессе доменной плавки на заводе Huttenwerke Krupp Mannesmann // Черные металлы. 2014. № 6. С. 45 – 48.

3. Lectard Е., Hess E., Lin R. Behaviour of chlorine and alkalis in the blast furnace and effect on sinter properties during reduction // La Revue de Metallurgie Janvier. 2004. Vol. 101. Issue 1. P. 31 – 38.

4. Вдовыдченко Н.В., Дурова Л.Е., Петелин А.Л. и др. Анализ процессов утилизации хлорорганических пестицидов в доменной печи // Изв. вуз. Черная металлургия. 2012. № 5. С. 3 – 7.

5. Бебешко Г.И., Карпов Ю.А. Современные методы определения хлора в неорганических веществах (обзор) // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2011. Т. 77. № 11. С. 3 – 10.

6. Савинова Е.Н., Сукач Ю. С., Колосов Г.М., Тюрин Д.А. Новые возможности атомно-эмиссионной спектрометрии для определения трудновозбудимых элементов // Журнал аналитической химии. 2015. Т. 70. № 5. С. 502 – 509.

7. Österlund H., Rodushkin I., Ylinenjärvi K., Baxter D.C. Determination of total chlorine and bromine in solid wastes by sintering and inductively coupled plasma-sector field mass spectrometry // Waste Management. 2009. Vol. 29. No. 4. P. 1258 – 1264.

8. Фрумина Н.С., Лисенко Н.Ф., Чернова М.А. Аналитическая хи-мия элементов. Хлор. – М.: Наука, 1983. – 199 с.

9. Вихaрев А.А., Зуйкoвa С.А., Чeмepис Н.А., Дoминa Н.Г. Нефелометрический и турбидиметрический анализ. http://www. chem-astu.ru/chair/study/PCMA/r1_4_1.htm (дата обращения 22.03.2011).

10. Морф В. Принципы работы ионоселективных электродов и мембранный транспорт. – М.: Мир, 1985. – 290 с.

11. Bebeshko G.I. Use of purbe diagrams in prediction of optimum con ditions of seperation and determination of halogens in natural objects using ionometry // Inorganic Materials. 2009. Vol. 45. No. 14. P. 1548 – 1554.

12. Иванов В.В. Экологическая геохимия элементов. – М.: Недра, 1996. Т. 3. С. 295 – 306.

13. Бебешко Г. И., Нестерина Е.М. Ионометрическое определение хлора в горных породах и почвах // Журнал аналитической химии. 1994. Т. 49. № 6. С. 645 – 647.

14. Бебешко Г.И., Муравьева И.В., Чемлева Т.А., Филичкина В.А. Контроль минерального хлора в пылеобразных отходах при производстве ферроникеля // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2014. Т. 80. № 2. С. 21 – 25.

15. Aruscavage P. J., Cambell E.Y. An ion-selective electrode method for determination of chlorine in geological materials // Talanta. 1983. Vol. 30. No. 10. P. 745 – 749.

16. Elsheimer H.N. Application of an ion-selective electrode method for the determination of chlorine in 41 international geochemical reference materials // Geostand. Newslett. 1987. Vol. 11. No. 1. P. 115 – 122.

17. Wunderlich E. ZurBestimmung von Chlorid in Zinkkonzentraten // Erzmetall. 1981. Vol. 34. No. 11. P. 580 – 582.

18. Столярова И.А., Филатова М.П., Потапова С.В. Ионометрическое определение фтора и хлора с пирогидролитическим разложением пробы. Инструкция НСАМ 193-Х. – М.: ВИМС, 1982. – 12 с.

19. РМГ 61-2010 Государственная система обеспечения единства измерений. Показатели точности, правильности, прецизионности методик количественного химического анализа. Методы оценки. – М.: Стандартинформ, 2012.