ĐAI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÁI NGUYÊN
-------------

Nguyễn Lệ Thúy

NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH HÀM LƯỢNG P VÀ Mn
TRONG GANG VÀ THÉP
BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRẮC QUANG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÓA HỌC

THÁI NGUYÊN - 2010

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




ĐAI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÁI NGUYÊN
-------------

Nguyễn Lệ Thúy

NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH HÀM LƯỢNG P VÀ Mn
TRONG GANG VÀ THÉP
BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRẮC QUANG
Chuyên ngành: HÓA PHÂN TÍCH
Mã số:
60 44 29

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÓA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS ĐÀO VĂN BẢY

THÁI NGUYÊN - 2010
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




Môc lôc
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................1
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN ........................................................................................2
1.1. KHÁI QUÁT VỀ QUẶNG VÀ GANG THÉP ....................................................2
1.1.1. Quặng ...........................................................................................................2
1.1.2. Các tổ chức của hợp kim Fe – C [18]-Tr18 ...................................................3
1.1.3. Gang [6]-Tr227 .............................................................................................3
1.1.4. Thép [6]-Tr252 .............................................................................................4
1.2. ẢNH HƢỞNG CỦA P VÀ Mn ĐẾN TÍNH CHẤT CỦA GANG THÉP .............6
1.2.1. Ảnh hƣởng của P và Mn đến tính chất của gang ............................................6
1.2.2. Ảnh hƣởng của P và Mn đến tính chất của thép.............................................6
1.3. TÌNH HÌNH PHÂN TÍCH P, Mn TRONG GANG THÉP ...................................7
1.4. TIÊU CHUẨN ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG GANG THÉP [5] ..........................8
1.5. TÍNH CHẤT CỦA P ...........................................................................................9
1.5.1. Tính chất của P nguyên tố [11]......................................................................9

1.5.2. Các phản ứng phát hiện ion photphat ............................................................9
1.5.3. Trạng thái tự nhiên của P ............................................................................ 10
1.6. TÍNH CHẤT CỦA Mn ...................................................................................... 11
1.6.1. Tính chất vật lý của Mn .............................................................................. 11
1.6.2. Tính chất hóa học của Mn ........................................................................... 11
1.6.3. Cac phản ứng phát hiện ion Mn2+ ................................................................ 12
1.6.4. Trạng thái tự nhiên và ứng dụng của Mn ..................................................... 13
1.7. PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG P ............................................... 14
1.7.1. Xác định hàm lƣợng P bằng phƣơng pháp trọng lƣợng................................ 15
1.7.2. Xác định hàm lƣợng P bằng phƣơng pháp thể tích [25] ............................... 15
1.7.3. Xác định hàm lƣợng P bằng phƣơng pháp trắc quang..................................16
1.8. PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG Mn ............................................ 18
1.8.1. Xác định hàm lƣợng Mn bằng phƣơng pháp thể tích [25] ............................ 18
1.8.2. Xác định hàm lƣợng Mn bằng trắc quang dung dịch MnO4- [105] ............... 19
1.8.3. Xác định Mn bằng phƣơng pháp trắc quang với thuốc thử formaldoxim
[17, 22,28] ............................................................................................................ 19
1.8.4. Xác định Mn bằng phƣơng pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) .................. 20
CHƢƠNG 2. NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU............................ 21
2.1. DỤNG CỤ, MÁY MÓC, HÓA CHẤT .............................................................. 21
2.1.1. Dụng cụ, máy móc ...................................................................................... 21
2.1.2. Hóa chất......................................................................................................21
2.2. NGHIÊN CỨU PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG P ..................... 23
2.2.1. Khảo sát sự hình thành các phổ hấp thụ electron ......................................... 23
2.2.2. Khảo sát các điều kiện tối ƣu ......................................................................23
2.2.3. Xây dựng phổ hấp thụ electron của hợp chất màu xanh molipden ............... 25
2.2.4. Xây dựng đƣờng chuẩn xác định hàm lƣợng P ............................................ 25
2.2.5. Đánh giá độ tin cậy của đƣờng chuẩn xác định P ........................................25
2.3. NGHIÊN CỨU PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH MANGAN ............................... 27
2.3.1. Khảo sát sự hình thành phổ hấp thụ electron của phức màu đỏ cam ............ 27
2.3.2. Khảo sát điều kiện tối ƣu cho phản ứng tạo phức màu.................................27

2.3.3. Xây dựng phổ hấp thụ electron của phức màu ............................................ 29
2.3.4. Xây dựng đƣờng chuẩn xác định Mn [17,21] .............................................. 29
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




2.3.5. Đánh giá độ tin cậy của đƣờng chuẩn xác định Mn .....................................30
2.4. ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU ........................................................................... 31
2.4.1. Chuẩn bị các mẫu gang thép chuẩn ............................................................. 31
2.4.2. Chuẩn bị các mẫu gang thép sản xuất trong nƣớc ........................................31
2.5. PHƢƠNG PHÁP XỬ LÍ MẪU ......................................................................... 32
2.5.1. Xử lí mẫu gang, thép để xác định P ............................................................. 32
2.5.2. Xử lí mẫu gang, thép để xác định Mn.......................................................... 34
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................ 39
3.1. XÂY DỰNG ĐƢỜNG CHUẨN XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG P ........................ 39
3.1.1. Kết quả khảo sát sự hình thành các phổ hấp thụ electron của hệ màu .......... 39
3.1.2. Kết quả khảo sát các điều kiện tối ƣu cho phản ứng tạo màu ....................... 39
3.1.3. Kết quả chụp phổ hấp thụ electron của hợp chất màu xanh molipden .......... 42
3.1.4. Xây dựng đƣờng chuẩn xác định hàm lƣợng P ............................................ 43
3.2. XÂY DỰNG ĐƢỜNG CHUẨN XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG Mn .................... 46
3.2.1. Kết quả khảo sát sự hình thành các phổ hấp thụ electron của hệ .................. 46
3.2.2. Kết quả khảo sát các điều kiện tối ƣu cho phản ứng tạo phức màu .............. 46
3.2.3. Kết quả chụp phổ hấp thụ electron của phức màu đỏ cam ........................... 49
3.2.4. Xây dựng đƣờng chuẩn xác định hàm lƣợng Mn ......................................... 51
3.3. KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG P, Mn TRONG CÁC MẪU GANG,
THÉP CHUẨN ........................................................................................................55
3.3.1. Kết quả phân tích mẫu thép chuẩn Trung Quôc (TC số 7/2009) .................. 55
3.3.2. Kết quả phân tích mẫu thép chuẩn Trung Quôc (TC số 15/2009) ................ 55
3.3.3. Kết quả phân tích mẫu thép chuẩn Trung Quôc (TC số 20/2009) ................ 56

3.3.4. Kết quả phân tích mẫu gang chuẩn Trung Quôc (TC số 1-92/2009) ............ 56
Nhận xét ............................................................................................................... 56
3.4. KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG P, Mn TRONG CÁC MẪU GANG,
THÉP THÁI NGUYÊN............................................................................................ 57
3.4.1. Kết quả phân tích mẫu gang trục cán mẻ số 469 (06/4/2010) ...................... 57
3.4.2. Kết quả phân tích mẫu gang trục cán mẻ số 471 (07/4/2010) ...................... 57
3.4.3. Kết quả phân tích mẫu gang trục cán mẻ số 479 (13/4/2010) ...................... 58
3.4.4. Kết quả phân tích mẫu thép CT3 mẻ số 617 (21/5/2010) ............................. 58
3.4.5. Kết quả phân tích mẫu thép CT3 mẻ số 622 (23/5/2010) ............................. 59
3.4.6. Kết quả phân tích mẫu thép CT3 mẻ số 624 (24/5/2010) ............................. 59
3.5. QUY TRÌNH PHÂN TÍCH XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG P TRONG CÁC MẪU
GANG, THÉP .......................................................................................................... 60
3.5.1. Nguyên tắc ..................................................................................................60
3.5.2. Cách tiến hành ............................................................................................ 61
3.5.3. Công thức tính kết quả ................................................................................ 62
3.6. QUY TRÌNH PHÂN TÍCH XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG Mn TRONG CÁC
MẪU GANG, THÉP ................................................................................................ 62
3.6.1. Nguyên tắc ..................................................................................................62
3.6.2. Cách tiến hành ............................................................................................ 63
3.6.3. Công thức tính kết quả ................................................................................ 65
KẾT LUẬN ................................................................................................................ 66
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 67
PHỤ LỤC ................................................................................................................... 70
Phụ lục 1. Xử lí đƣờng chuẩn xác định P bằng thống kê toán học ........................ 70
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




Phụ lục 2. Xử lí đƣờng chuẩn xác định P bằng chƣơng trình Excel ....................... 71

Phụ lục 3. Xử lí thống kê, đánh giá độ tin cậy của đƣờng chuẩn xác định P .......... 72
Phụ lục 4. Xử lí thống kê - đánh giá các kết quả thực nghiệm ............................... 75
Phụ lục 5. Hình ảnh phức màu của Mn2+ với formaldoxim ...................................83

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Giới hạn lƣợng chứa % các nguyên tố để phân chia gianh giới .................... 5
giữa tạp chất và nguyên tố hợp kim.............................................................................. 5
Bảng 1.2. Đối chiếu một số mác thép, gang theo các nƣớc[5]-Tr 14............................. 8
Bảng 2.1. Chuẩn bị các dung dịch màu ở các thể tích TNKH khác nhau .................... 24
Bảng 2.2. Chuẩn bị các dung dịch màu ở các giá trị pH khác nhau............................. 27
Bảng 2.3. Chuẩn bị các dung dịch màu ở các thể tích thuốc thử khác nhau ................ 28
Bảng 2.4. Chuẩn bị các dung dịch màu để xây dựng đƣờng chuẩn ............................. 30
Bảng 2.5. Các mẫu gang thép tiêu chuẩn Trung Quốc ................................................ 31
Bảng 2.6a. Các mẫu gang sản xuất tại Thái Nguyên ................................................... 31
Bảng 2.6b. Các mẫu thép sản xuất tại Thái Nguyên ................................................... 31
Bảng 3.1. Dãy dung dịch chuẩn để xây dựng đƣờng chuẩn xác định P ....................... 43
Bảng 3.2. Đánh giá độ tin cậy của đƣờng chuẩn xác định P ....................................... 45
bằng xử lí thống kê (xem phụ lục 3) ........................................................................... 45
Bảng 3.3. Các dung dịch màu ở các giá trị pH khác nhau ........................................... 46
và các giá trị mật độ quang A .................................................................................... 46
Bảng 3.4. Các dung dịch màu ở các thể tích thuốc thử khác nhau .............................. 47
và giá trị mật độ quang A ........................................................................................... 47
Bảng 3.5. Sự phụ thuộc mật độ quang A của phức màu vào thời gian ........................ 48
ở bƣớc sóng lý thuyết 450nm ..................................................................................... 48
Bảng 3.6. Sự phụ thuộc mật độ quang A vào bƣớc sóng ............................................ 50
của 3 dung dịch có nồng độ khác nhau ....................................................................... 50
Bảng 3.7. Chuẩn bị các dung dịch màu để xây dựng đƣờng chuẩn xác định Mn ........ 51
Bảng 3.8. Xử lý thống kê đƣờng chuẩn theo phƣơng pháp bình phƣơng tối thiểu....... 52
Bảng 3.9. Kết quả xác định lại nồng độ Mn theo đƣờng chuẩn .................................. 53
Bảng 3.10. Xử lý thống kê kết quả phân tích các mẫu có cùng nồng độ .................... 54

Bảng 3.11. Kết quả xác định hàm lƣợng P và Mn trong mẫu thép chuẩn .................... 55
(Mẫu thép TC số 7 (Trung Quốc SX: 2009) ............................................................... 55
Bảng 3.12. Kết quả xác định hàm lƣợng P và Mn trong mẫu thép chuẩn .................... 55
(Mẫu thép TC số 15 (Trung Quốc SX: 2009) ............................................................. 55
Bảng 3.13. Kết quả xác định hàm lƣợng P và Mn trong mẫu thép chuẩn .................... 56
(Mẫu thép TC số 20 (Trung Quốc SX: 2009) ............................................................. 56
Bảng 3.14. Kết quả xác định hàm lƣợng P và Mn trong mẫu gang chuẩn ................... 56
(Mẫu gang hợp kim TC số 1-92 (Trung Quốc SX: 2009) ........................................... 56
Bảng 3.15a. Kết quả xác định hàm lƣợng P trong mẫu gang ..................................... 57
sản xuất tại Thái Nguyên (Mẫu gang trục cán mẻ số 469 (06/4/2010) ........................ 57
Bảng 3.15b. Kết quả xác định hàm lƣợng Mn trong mẫu gang ................................... 57
sản xuất tại Thái Nguyên (Mẫu gang trục cán mẻ số 469 (06/4/2010) ........................ 57
Bảng 3.16a. Kết quả xác định hàm lƣợng P trong mẫu gang ..................................... 57
sản xuất tại Thái Nguyên (Mẫu gang trục cán mẻ số 471 (07/4/2010) ........................ 57
Bảng 3.16b. Kết quả xác định hàm lƣợng Mn trong mẫu gang .................................. 57
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




sản xuất tại Thái Nguyên (Mẫu gang trục cán mẻ số 471 (07/4/2010) ........................ 57
Bảng 3.17a. Kết quả xác định hàm lƣợng P trong mẫu gang ...................................... 58
sản xuất tại Thái Nguyên (Mẫu gang trục cán mẻ số 479 (13/4/2010) ........................ 58
Bảng 3.17b. Kết quả xác định hàm lƣợng Mn trong mẫu gang ................................... 58
sản xuất tại Thái Nguyên (Mẫu gang trục cán mẻ số 479 (13/4/2010) ........................ 58
Bảng 3.18a. Kết quả xác định hàm lƣợng P trong mẫu thép ....................................... 58
sản xuất tại Thái Nguyên (Mẫu thép CT3 mẻ số 617 (21/5/2010) ............................. 58
Bảng 3.18b. Kết quả xác định hàm lƣợng Mn trong mẫu thép .................................... 58
sản xuất tại Thái Nguyên (Mẫu thép CT3 mẻ số 617 (21/5/2010) ............................. 58
Bảng 3.19a. Kết quả xác định hàm lƣợng P trong mẫu thép ....................................... 59

sản xuất tại Thái Nguyên (Mẫu thép CT3 mẻ số 622 (23/5/2010) ............................. 59
Bảng 3.19b. Kết quả xác định hàm lƣợng Mn trong mẫu thép .................................... 59
sản xuất tại Thái Nguyên (Mẫu thép CT3 mẻ số 622 (23/5/2010) ............................. 59
Bảng 3.20a. Kết quả xác định hàm lƣợng P trong mẫu thép ....................................... 59
sản xuất tại Thái Nguyên (Mẫu thép CT3 mẻ số 624 (24/5/2010) ............................. 59
Bảng 3.20b. Kết quả xác định hàm lƣợng Mn trong mẫu thép .................................... 59
sản xuất tại Thái Nguyên (Mẫu thép CT3 mẻ số 624 (24/5/2010) ............................. 59

DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ
Hình 3.1. Phổ đồ chứng minh sự tạo thành hợp chất màu xanh molipden .................. 39
Hình 3.2. Ảnh hƣởng của pH đến phản ứng tạo hợp chất màu xanh molipden............ 39
Hình 3.3. Ảnh hƣởng của Si dến phản ứng tạo hợp chất màu xanh molipden sử dụng
thuốc thử R không có kali antimonyl tactrat ....................................................... 40
Hình 3.4. ảnh hƣởng của Si dến phản ứng tạo hợp chất màu xanh molipden ............. 40
sử dụng TNKH có kali antimonyl tactrat.................................................................... 40
Hình 3.5. Sự phụ thuộc mật độ quang của hợp chất màu xanh molipden .................... 41
vào thể tích TNKH..................................................................................................... 41
Hình 3.6. Sự phụ thuộc mật độ quang của hợp chất màu xanh molipden .................... 41
vào thời gian .............................................................................................................. 42
Hình 3.7a. Phổ hấp thụ electon của một dung dịch màu xanh molipden ..................... 42
Hình 3.7b. Phổ hấp thụ của loạt dung dịch màu xanh molipden ................................. 43
Hình 3.8. Đƣờng chuẩn xác định hàm lƣợng P (sự phụ thuộc A – f(CP ) .................... 44
Hình 3.9. Sự tạo thành phổ hấp thụ electron ............................................................... 46
Hình 3.10. Ảnh hƣởng của pH đén phản ứng tạo phức màu A = f(pH) ....................... 47
Đo tại bƣớc sóng lý thuyết 450nm ............................................................................. 47
Hình 3.11. Sự phụ thuộc mật độ quang vào thể tích thuốc thử formaldoxime(đo tại
bƣớc sóng lý thuyết 450nm) ............................................................................... 48
Hình 3.12. Đồ thị sự phụ thuộc độ hấp thụ vào thời gian............................................ 49
ở bƣớc sóng lý thuyết 450nm. .................................................................................... 49
Hình 3.13. Phổ hấp thụ electron của 3 dung dịch nồng độ khác nhau ......................... 49

Trong dải bƣớc sóng λ = 400 – 600 nm ..................................................................... 49
Hình 3.14. Đƣờng chuẩn xác định hàm lƣợng Mn sự phụ thuộc A – f(CMn) ............... 51

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




1

MỞ ĐẦU
Loài ngƣời đã biết sử dụng kim loại từ hơn

7.000 năm trƣớc , đó là các

kim loại có sẵn trong t ự nhiên nhƣ vàng , bạc, đồng,… Sau đó con ngƣời đã biết
gia công (luyện, đúc, rèn,..) kim loại . Đáng chú ý là ở phƣơng đông

(Trung

Quốc, Ấn Độ , Việt nam...) đã có lịch sử sử dụng kim loại rất lâu đời . Ở Ấn Độ
ngƣời ta đã tì m đƣ ợc các thanh kiếm có có niên đại trƣớc công nguyên khoảng
3.000 năm.
Ở nƣớc ta cho thấy , chúng ta có nền văn minh từ rất sớm

, với lị ch sƣ̉

khoảng 4.000 năm, bằng các cuộc khai quật trong nhƣ̃ng năm qua đã chƣ́ng tỏ
cha ông ta cách đây hàng mấy nghìn năm , đã sống ở thời kỳ đồ đồng rất thị nh
vƣợng tiêu biểu là nền văn hoá Bắc Sơn , Đông Sơn...

Thời xƣa loài ngƣời chỉ biết và hiểu kim loại qua kinh nghiệm sƣ̉ dụng của
mình và chƣa biết đƣợc bản chất của nó. Lịch sử khoa học về kim loại mới chỉ
bắt đầu và phát triển thật sƣ̣ tƣ̀ thế kỷ XVIII

, khi công nghiệp và giao thông

đƣờng s ắt ở các nƣớc tƣ bản châu  u phát triển mạnh , đòi hỏi phải có nhiều
gang, thép với chất lƣợng tốt.
Vì vậy, Thép và Gang chiếm vị trí cực kỳ quan trọng trong các ngành chế
tạo cơ khí, quốc phòng, giao thông, vận tải, xây dƣ̣ng cũng nhƣ trong mọi ngành
kinh tế quốc dân . So với thép, gang là loại vật liệu kim loại rẻ, dễ chế tạo hơn và
có một số đặc tính khác, do đó trong thực tế gang đƣợc sử dụng rất rộng rãi và
thậm trí có thể thay thế thép trong một số điều kiện cho phép [3]-Tr227.
Gang và Thép là vật liệu không thể thiếu đƣợc của công nghi

ệp, Thép lại

đƣợc sản xuất tƣ̀ Gang, bởi vậy luyện gang là một trong nhƣ̃ng công việc quan
trong nhất của ngành luyện kim . Muốn kiểm tra , đánh giá đƣợc chất lƣợng của
Gang và Thép thì phải phân tí ch đƣợc thành phần hóa học của

chúng. Vì thành

phần hóa học ảnh hƣởng rất lớn đến các tính chất của kim loại và hợp kim
đó việc xác định thành phần hóa

, do

học và hàm lƣợng của chúng liên quan mật


thiết đến công việc nghiên cƣ́u và công nghệ chế tạo hợp kim

. Trong sản xuất ,

do bảo quả n không tốt có thể gây nhầm lẫn các số hiệu thép

, khi đó việc xác

đị nh thành phần hoá học để khẳng định mác thép là rất cần thiết và quang trọng.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




2

CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. KHÁI QUÁT VỀ QUẶNG VÀ GANG THÉP
1.1.1. Quặng
Ở Việt nam có khá nhiều các mỏ quặng là tài nguyên liên quan đến công
nghiệp gang thép nhƣ: Quặng sắt, quặng cromit, quặng mangan, quặng niken, …
Theo đánh giá sơ bộ, tổng trữ lƣợng quặng sắt khoảng 910 triệu tấn, nhƣng
trữ lƣợng quặng có khả năng khai thác chỉ vào khoảng 513 triệu tấn. Đáng chú ý
là mỏ sắt Thạch khê (Hà Tĩnh) là mỏ sắt lớn nhất, tổng trữ lƣợng tính đến độ sâu
700m là khoảng 544 triệu tấn, nhƣng trữ lƣợng quặng khai thác đƣợc tính đến độ
sâu 400m là khoảng 286 triệu tấn. Quặng vùng Thái Nguyên và Quý Xa (Lào Cai)
có hàm lƣơng Mn khá cao, ƣớc tính hàm lƣợng Mn trong quặng khoảng 2 – 3
triệu tấn [3]-Tr16. Quặng chứa Fe có nhiều loại [13]-Tr27:
-


Quặng manhêtit (quặng sắt từ) chủ yếu ở dạng Fe3O4. Hàm lƣợng Fe
từ 45 -70%, đƣợc coi là quặng giàu khi hàm lƣợng Fe ≥ 60%. Quặng
này chắc, đặc nên khó hoàn nguyên.

-

Quặng hêmatit (quặng sắt đỏ) chủ yếu ở dạng Fe2O3. Hàm lƣợng Fe từ
40 -60%, đƣợc coi là quặng giàu khi hàm lƣợng Fe ≥ 50%. Quặng này
dễ hoàn nguyên hơn quặng manhêtit.

-

Quặng limonit (quặng sắt nâu) chủ yếu ở dạng Fe2O3.nH2O, hay gặp
loại Fe2O3.3H2O. Hàm lƣợng Fe từ 30 – 45%, đƣợc coi là quặng giàu
khi hàm lƣợng Fe ≥ 45%. Loại quặng này nghèo Fe nhƣng do độ xốp
cao nên dễ hoàn nguyên nhất.

Quặng cromit sa khoáng vùng Núi Nƣa (Thanh Hóa) có trữ lƣợng lớn,
khoảng 20 triệu tấn. Ngoài Cr, quặng còn chứa Ni (0,7%) và Co (0,05%). Sau khi
tuyển đãi, tinh quặng cromit chứa Cr2O3 tới 45 – 50%, tính quặng có tỉ lệ Fe
tƣơng đối cao.
Quặng mangan tập trung ở Cao Bằng và Tuyên Quang. Mỏ quặng Mn ở Tốc
Tác (Cao Bằng) có trữ lƣợng khoảng 1,4 tiệu tấn, với hàm lƣợng Mn từ 28 – 34%,
tiw lệ Mn/Mn = 50/50 là khá cao. Mỏ quặng Mn ở Chiêm Hóa (Tuyên Quang) có
trữ lƣợng khá hơn, nhƣng chất lƣợng lại kém hơn. Gần đây mới phát hiện mỏ
quặng Mn ở Nghệ An, Hà Tĩnh và một số nơi khác [3]-Tr16. Quặng mangan là
nguyên liệu chính để điểu chế ferromangan. Trong thành phẩn của quặng Mn còn
có nhiều loại oxit khác nhƣ: SiO2, Al2O3, CaO, MgO…[12]-Tr191.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên





3

1.1.2. Các tổ chức của hợp kim Fe – C [18]-Tr18
Ở trạng thái rắn, hệ hợp kim Fe – C tồn tại các tổ chức một pha và hai pha
gồm:
- Tổ chức xementit (Xe): là hợp chất hóa học của Fe và C (C = 6,67%), đây là
một tổ chức có độ cứng cao, tính công nghệ kém, độ giòn lớn nhƣng chịu mài
mòn tốt.
- Tổ chức ostennit (γ,Os): là dung dịch đặc xen kẽ của C trong Fe(γ) – sắt
ostennit. Lƣợng hòa tan C tối đa là 2,14% ở 1147oC. Tại 727oC lƣợng hòa tan C
là 0,8%. Ostennit là pha dẻo và dai rất dễ biến dạng.
- Tổ chức Ferit (α,F): là dung dịch đặc xen kẽ của C trong Fe(α). Lƣợng hòa tan
C trong ferit nhỏ. Ở 727oC hòa tan C là 0,02%. Nhiệt độ càng giảm lƣợng hòa
tan càng giảm nên có thể coi ferit là sắt nguyên chất.
- Tổ chức Pecit (P): là một tổ chức gồm hai pha, là hỗn hợp cơ học của ferit và
xementit. Khi hạ nhiệt độ xuống dƣới 727oC cả ferit và xementit cùng kết tinh ở
thể rắn tạo nên cùng tinh peclit có số lƣợng lớn nhất. Tính chất cơ học của pclit
tùy thuộc vào lƣợng ferit và xementit và phụ thuộc vào hình dạng của xementit.
- Tổ chức Ledeburit (L): là hỗn hợp cơ học cùng tinh của ostennit và xementit.
Tại 1147oC và 4,43%C cùng tinh ledeburit hình thành. Ledeburit có độ cứng cao
và giòn.
1.1.3. Gang [6]-Tr227
Gang là hợp kim Fe – C với hàm lƣợng C >2% (đúng ra là 2,14%), nhƣng
cao nhất cũng chỉ cho phép hàm lƣợng C trong gang ở mức < 6,67% [18]-Tr21.
Về thành phần hóa học cac bon là nguyên tố quan trọng trong gang. Thƣờng
không sử dụng loại gang có hàm lƣợng C cao hơn 4%. Hai nguyên tố khác

thƣờng gặp trong gang với hàm lƣợng khá lớn (từ 0,5 – trên 2%) là Mn và Si. Hai
nguyên tố này có tác dụng điều chỉnh sự tạo graphit và cơ tính của gang. P và S là
hai nguyên tố có mặt trong gang với hàm lƣợng khá ít, chỉ vào khoảng 0,05 –
0,5%. Trong đó S là nguyên tố có hại đối với gang, sự có mặt của S càng ít càng
tốt. Ngoài ra trong gang còn có thể có mặt một số nguyên tố hợp kim nhƣ: Cr, Ni,
Mo... và một số nguyên tố biến tính nhƣ: Mg, Ce... [6]-tr228.
Do có hàm lƣợng C cao hơn thép, nên tổ chức của gang ở nhiệt độ thƣờng
cũng nhƣ ở nhiệt độ cao đều tồn tại ở dạng xementit cao. Đặc tính chung của
gang là cứng và giòn, có nhiệt độ nóng chảy thấp, dễ đúc [18]-Tr21.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....



data error !!! can't not
read....



data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....

data error !!! can't not

read....


data error !!! can't not
read....

data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....

data error !!! can't not
read....