ГОСТ 14657.3-96 (ИСО 6994-86)
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
БОКСИТ
Метод определения оксида алюминия
Издание официальное
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ совет ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ
Минск
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Межгосударственным техническим комитетом 99 «Алюминий», Всероссийским алюминиево-магниевым институтом (АО ВАМИ)
ВНЕСЕН Госстандартом России
2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол № 9 от 12 апреля 1996 г.)
За принятие проголосовали:
|
Наименование государства |
Наименование национального органа по стандартизации |
|
Азербайджанская Республика Республика Беларусь Республика Казахстан Российская Федерация Туркменистан Украина |
Азгосстандарт Госстандарт Беларуси Госстандарт Республики Казахстан Госстандарт России Главгосслужба «Туркменстандартлары» Госстандарт Украины |
3 Приложение А настоящего стандарта представляет собой полный аутентичный текст международного стандарта ИСО 6994—86 «Алюминиевые руды. Определение содержания алюминия. Титриметрический метод с ЭДТА»
4 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации от 17 декабря 1997 г. № 415 межгосударственный стандарт ГОСТ 14657.3—96 (ИСО 6994—86) введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 января 1999 г.
5 ВЗАМЕН ГОСТ 14657.3-78
6 ПЕРЕИЗДАНИЕ
Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания на территории Российской Федерации без разрешения Госстандарта России
ГОСТ 14657.3-96 (ИСО 6994-86)
СТАНДАРТ
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ
БОКСИТ
Метод определения оксида алюминия
Bauxite.
Method for determination of aluminium oxide content
Дата введения 1999—01—01
1 Назначение и область применения
Настоящий стандарт распространяется на боксит и устанавливает титриметрический метод определения оксида алюминия при массовой доле от 30 % до 60 %.
Метод основан на определении алюминия комплексонометрическим титрованием. Определение производится обратным титрованием избытка трилона Б азотнокислым цинком с использованием в качестве индикатора ксиленолового оранжевого. Титан и железо отделяют от алюминия в виде гидроксидов.
Титриметрический метод определения алюминия с этилен-диаминтетрауксусной кислотой (ЭДТА) в алюминиевых рудах при массовой доле оксида алюминия от 30 % до 60 % по ИСО 6994 приведен в приложении А.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 61—75 Кислота уксусная. Технические условия ГОСТ 199—78 Натрий уксуснокислый 3-водный. Технические условия ГОСТ 1381—73 Уротропин технический. Технические условия Ацетон. Технические условия Кислота соляная. Технические условия Цинк. Технические условия Аммиак водный. Технические условия Аммоний хлористый. Технические условия Натрия гидроксид. Технические условия Кислота азотная. Технические условия Натрий фтористый. Технические условия
Соль динатриевая этилендиамин-N, N, N’, N’-тетрауксусной кислоты, 2-вод-
ГОСТ 2603-79 ГОСТ 3118-77 ГОСТ 3640-94 ГОСТ 3760-79 ГОСТ 3773-72 ГОСТ 4328-77 ГОСТ 4461-77 ГОСТ 4463-76 ГОСТ 10652-73
ная (трилон Б)
ГОСТ 11069—74 Алюминий первичный. Марки
ГОСТ 14657.0—96 (ИСО 8558—85) Боксит. Общие требования к методам химического анализа ГОСТ 14657.2—96 (ИСО 6607—85) Боксит. Методы определения диоксида кремния ГОСТ 14657.7—96 Боксит. Методы определения оксида кальция и оксида магния
3 Общие требования
Общие требования к методу анализа — по ГОСТ 14657.0.
Издание официальное
4 Аппаратура, реактивы и растворы
Кислота соляная по ГОСТ 3118, растворы 1:1 и 1:3.
Кислота уксусная по ГОСТ 61.
Кислота азотная по ГОСТ 4461.
Аммиак водный по ГОСТ 3760.
Аммоний хлористый по ГОСТ 3773.
Гексаметилентетрамин (уротропин) технический по ГОСТ 1381, растворы с массовой долей 0,5 и 25 %.
Ацетон по ГОСТ 2603.
Натрия гидроксид по ГОСТ 4328, раствор с массовой долей 20 %. Раствор готовят и хранят в полиэтиленовом сосуде.
Натрий уксуснокислый по ГОСТ 199.
Натрий фтористый по ГОСТ 4463, насыщенный раствор.
Раствор буферный ацетатный (pH 5,5): 250 г уксуснокислого натрия помещают в мерную колбу вместимостью 1000 см3, растворяют в воде, приливают 20 см3 уксусной кислоты и доливают водой до метки.
Ксиленовый оранжевый, раствор с массовой долей 0,1 %, свежеприготовленный.
Алюминий марки А995 по ГОСТ 11069 в виде стружки. Стружку очищают ацетоном, высушивают в сушильном шкафу при температуре 100 °С 3—4 мин и охлаждают в эксикаторе.
Стандартный раствор алюминия 0,05 моль/дм3: навеску алюминия с предварительно очищенной поверхностью массой 16,3491 г растворяют в 50 см3 раствора соляной кислоты 1:1 в стакане вместимостью 400 см3 при умеренном нагревании, наливая раствор кислоты порциями по 5 см3. Охлажденный раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см3, доливают водой до метки и перемешивают.
Цинк по ГОСТ 3640.
Стандартный раствор азотнокислого цинка, 0,05 моль/дм3 раствор: 3,2690 г цинка растворяют при нагревании в смеси 100 см3 воды и 15 см3 азотной кислоты. Раствор выпаривают до объема 5—10 см3, переливают в мерную колбу вместимостью 1000 см3, доливают водой до метки и перемешивают. Для определения поправочного коэффициента раствора азотнокислого цинка (Кх) 25 см3 стандартного раствора алюминия помещают в коническую колбу вместимостью 500 см3 и доливают водой до объема 200 см3. Приливают 50 см3 раствора трилона Бив присутствии 5—6 капель ксиленового оранжевого горячий раствор нейтрализуют аммиаком, приливая его по каплям до перехода окраски раствора в синий цвет. Затем подкисляют раствором соляной кислоты 1:1 до перехода окраски раствора в желтый цвет, добавляют 20 см3 буферного раствора и после кипячения в течение 3 мин и охлаждения титруют избыток трилона Б раствором азотнокислого цинка до перехода окраски раствора из желтой в розовую. Далее вытеснение трилона Б фтористым натрием и второе титрование проводят, как указано в 5.1.3.
Поправочный коэффициент 0,05 моль/дм3 раствора азотнокислого цинка Кх вычисляют по формуле
Кх
_ Vx
V ’
где Vx — объем стандартного раствора алюминия,см3;
V— объем 0,05 моль/дм3 раствора азотнокислого цинка, израсходованный на второе титрование,см3.
Соль динатриевая этилендиамин-N, N, N’, N’ -тетрау кс ус н о й кислоты, 2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652, 0,05 моль/дм3 раствор: 18,61 г трилона Б растворяют в воде. Если раствор мутный, его фильтруют в мерную колбу вместимостью 1000 см3, разбавляют водой до метки и тщательно перемешивают. Для определения поправочного коэффициента 0,05 моль/дм3 раствора трилона Б по стандартному раствору азотнокислого цинка отбирают из бюретки 20 см3 раствора трилона Б в коническую колбу вместимостью 500 см3 и разбавляют водой до 200 см3. Прибавляют 5—6 капель ксиленового оранжевого и по каплям аммиак до синей окраски, которую устраняют добавлением по каплям раствора соляной кислоты 1:1. Затем в колбу приливают 20 см3 ацетатного буферного раствора и титруют раствором азотнокислого цинка до изменения окраски раствора из желтой в розовую.
Поправочный коэффициент 0,05 моль/дм3 раствора трилона Б К2 вычисляют по формуле
К> =
V,
где К, — объем 0,05 моль/дм3 раствора азотнокислого цинка,см3;
V— объем раствора трилона Б, см3.
Допускается готовить раствор трилона Б из фиксанала.
5 Проведение анализа
5.1 При массовой доле оксида кальция менее 5%
5.1.1 После определения диоксида кремния гравиметрическим или фотометрическим методом по ГОСТ 14657.2 от раствора отбирают аликвотную часть 100 см3 в мерную колбу вместимостью 250 см3, приливают 5—6 капель азотной кислоты и нагревают до кипения. К аликвотной части раствора, полученного после определения диоксида кремния гравиметрическим методом, приливают 50 см3 раствора трилона Б, а к аликвотной части раствора, полученного при определении диоксида кремния фотометрическим методом, приливают 25 см3 раствора трилона Б. Раствор кипятят 1— 3 мин, осторожно приливают 50 см3 раствора гидроксида натрия, нагревают раствор, не доводя до кипения, до коагуляции осадка гидроксидов железа и титана. Раствор охлаждают, разбавляют водой до метки и перемешивают.
5.1.2 Раствор фильтруют через сухой неплотный фильтр в сухой стакан или колбу, отбрасывая первые порции фильтрата. Отбирают 100—200 см3 щелочного раствора в коническую колбу вместимостью 500 см3, нагревают, добавляют 3—4 капли раствора ксиленового оранжевого и нейтрализуют раствор раствором соляной кислоты 1:1, прибавляя ее по каплям до перехода окраски раствора в желтый цвет. После нейтрализации к раствору прибавляют 20 см3 ацетатного буферного раствора, кипятят 2—3 мин, охлаждают, прибавляют еще 3—4 капли раствора ксиленового оранжевого и избыток трилона Б оттитровывают раствором азотнокислого цинка до изменения окраски раствора из желтой в розовую (первое титрование).
5.1.3 Окончание определения можно проводить также следующим образом: к оттитрованному по 5.1 раствору приливают 30 см3 раствора фтористого натрия, снова кипятят 3 мин и охлаждают. Оттитровывают освобожденный фтористым натрием трилон Б 0,05 моль/дм3 раствором азотнокислого цинка в присутствии нескольких капель ксиленового оранжевого до перехода окраски из желтой в розовую (второе титрование).
5.2 При массовой доле оксида кальция более 5%
5.2.1 От раствора, полученного после определения диоксида кремния гравиметрическим или фотометрическим методом по ГОСТ 14657.2, отбирают аликвотную часть 100 см3 в стакан вместимостью 250 см3, прибавляют 5—6 капель азотной кислоты и нагревают до кипения. Затем раствор нейтрализуют аммиаком до начала выпадения осадка гидроксидов. Осадок растворяют раствором соляной кислоты 1:1, прибавляемой по каплям. К раствору прибавляют 0,5 г хлористого аммония, 25 см3 25 % раствора уротропина, нагревают 20 мин для коагуляции осадка и фильтруют через плотный фильтр в коническую колбу вместимостью 500 см3. Осадок промывают 6—8 раз теплым раствором уротропина с массовой долей 0,5 %, смывая этим раствором стенки стакана. Фильтрат, полученный после отделения полуторных оксидов, можно использовать для определения оксида кальция и оксида магния (при массовой доле этих элементов, превышающей 1 %), поступая, как указано в ГОСТ 14657.7.
5.2.2 Осадок смывают с фильтра в стакан, в котором проводилось осаждение. Фильтр промывают 20 см3 горячего раствора соляной кислоты 1:3 и 3—4 раза горячей водой, собирая фильтрат в тот же стакан. Содержимое стакана нагревают до растворения осадка, после чего переводят в мерную колбу вместимостью 250 см3, содержащую 50 см3 раствора гидроксида натрия, нагретого до 80 °С. Стакан ополаскивают 3—4 раза горячей водой. Колбу с осадком помещают на баню и выдерживают 10 мин для коагуляции осадка. Раствор охлаждают, разбавляют водой до метки и тщательно перемешивают.
Затем раствор фильтруют через сухой неплотный фильтр в сухой стакан или колбу, отбрасывая первые порции фильтрата. Отбирают 100—200 см3 фильтрата в коническую колбу вместимостью 500 см3, добавляют 30—50 см3 раствора трилона Б (в зависимости от отбираемой аликвотной части раствора), нагревают до кипения, добавляют 3—4 капли раствора ксиленолового оранжевого и далее анализ ведут, как указано в 5.1.2—5.1.3.
6 Обработка результатов
6.1 Массовую долю оксида алюминия %, определяемую по 5.1.2, вычисляют по формуле
(К- К2 • Къ -Fj) • 0,00255 -V2-Vy 100 1 V4-V5 ■ m ’
где V— объем добавляемого 0,05 моль/дм3 раствора трилона Б,см3;
К3 — коэффициент,учитывающий количество трилона Б,содержащееся в титруемой аликвотной части раствора;
К2 — поправочный коэффициент раствора трилона Б;
Vx — объем 0,05 моль/дм3 раствора азотнокислого цинка,израсходованного на первое титрование;
0,00255 — массовая концентрация (титр) 0,05 моль/дм3 раствора азотнокислого цинка,выраженная в граммах оксида алюминия, г/см3;
V2 — общий объем раствора,см3;
К3 — объем мерной колбы,в которой производят отделение железа и титана,см3;
V4 — объем аликвотной части раствора, отбираемого для отделения железа и титана, см3;
V5 — объем аликвотной части раствора, отбираемого для определения алюминия, см3; т — масса навески боксита, г.
6.2 Массовую долю оксида алюминия Х2, %, определяемую по 5.1.2, вычисляют по формуле
V- К{ • 0,00255 -V2-Vy 100
где V— объем 0,05 моль/дм3 раствора азотнокислого цинка,израсходованного на второе титрование по 5.1.2,см3;
Кх — поправочный коэффициент 0,05 моль/дм3 раствора азотнокислого цинка;
0,00255 — массовая концентрация (титр) 0,05 моль/дм3 раствора азотнокислого цинка,выраженная в граммах оксида алюминия, г/см3; остальные обозначения — по 6.1.
6.3 Массовую долю оксида алюминия Хъ, %, определяемую по 5.2 с окончанием по 5.1.2, вычисляют по формуле 6.2, а с окончанием по 5.1.2 — вычисляют по формуле
Х3 =
(V- К2– V,) • 0,00255- V2– V3– 100 V4-Vym
где обозначения по 6.1.
6.4 Результаты анализа рассчитывают до второго и округляют до первого десятичного знака.
6.5 Допускаемые расхождения результатов параллельных определений не должны превышать 0,5 % абс., а результатов анализа — 0,8 % абс.
ПРИЛОЖЕНИЕ А (рекомендуемое)
Титриметрический метод определения алюминия с ЭДТА (ИСО 6994—86)
А.1 Назначение и область применения
Настоящий стандарт устанавливает титриметрический метод с ЭДТА определения алюминия в алюминиевых рудах.
Метод распространяется на руды с содержанием оксида алюминия (AI2O3) от 30 % до 60 %.
А.2 Ссылка
ИСО 8557—85 Алюминиевые руды. Определение гигроскопической влаги в лабораторных пробах. Гра-виметрический метод
А.З Сущность метода
Разложение навески одним из следующих способов:
а) обработкой смесью соляной, серной и азотной кислот
П римечание — Метод рекомендуется для руд, содержащих гиббсит и (или) бемит, а также, если нерастворившийся остаток после удаления диоксида кремния составляет не более 1 % от массы навески;
б) спеканием с пероксидом натрия с последующим кратковременным сплавлением и растворением плава серной кислотой
Примечание — Метод рекомендуется для руд, содержащих диаспор, а также, если остаток после удаления диоксида кремния составляет более 1 % от массы навески;
в) сплавлением со смесью карбоната натрия и тетрабората натрия с последующим растворением плава серной кислотой.
П римечание — Метод подходит для всех типов руд.
Удаление диоксида кремния для получения отфильтрованного раствора, содержащего алюминий и другие элементы. Измерение аликвотной части раствора и осаждение алюминия и других элементов, кроме хрома, марганца и ванадия, с помощью бензоата аммония в кислом растворе. Фильтрация и растворение осадка бензоата в кислоте с последующим осаждением элементов, кроме алюминия, гидроксидом натрия.
Фильтрация осадка с последующим кислотным разложением, повторное осаждение гидроксидом натрия и фильтрация осажденного при этом алюминия. Добавление в избытке ЭДТА к объединенному фильтрату и определение содержания алюминия обратным титрованием избытка ЭДТА раствором сульфата цинка с использованием индикатора ксиленолового оранжевого.
А.4 Реактивы
Для анализа применяют только реактивы квалификации ч.д.а., дистиллированную воду или воду эквивалентной чистоты.
А.4.1 Пероксид натрия (Na2C>2) порошкообразный.
П римечание — Пероксид натрия хранят в сухом месте. Не допускается использовать реактив со следами агломерации.
А.4.2 Смесь карбоната натрия и тетрабората натрия. Тщательно смешивают безводный карбонат натрия (КагСОз) и безводный тетраборат натрия (Na^I^Oz) в отношении 3:1 (по массе).
А.4.3 Ацетат аммония, раствор 250 г/дм3. 250 г ацетата аммония растворяют в 900 см3 воды и устанавливают рН= 6, добавляя ледяную уксусную кислоту (р =1,050 г/см3). Доводят раствор до объема 1 дм3.
А.4.4 Бензоат аммония, раствор 100 г/дм3
П римечание — Для получения после нагрева прозрачного раствора может возникнуть необходимость добавить 5 см3 раствора аммиака (А.4.6). Для удаления возможного осадка при необходимости отфильтровывают.
А.4.5 Гексаметилентетрамин (гексамин), раствор 250 г/дм3:
25 г гексаметилентетрамина растворяют в 70 см3 воды и доводят до объема 100 см3.
А.4.6 Раствор аммиака ( р = 0,9 г/см3), разбавленный 1:1.
А.4.7 Ледяная уксусная кислота (р = 1,050 г/см3).
АЛЛ Соляная кислота ( р= 1,17 г/см3), разбавленная 2:3.
АЛД Натрия гидроксид, раствор 160 г/дм3.
П римечание — Раствор хранят в пластмассовом сосуде.
А.4.10 Серная кислота ( р = 1,84 г/см3), разбавленная 1:1.
А.4.11 Серная кислота ( р = 1,84 г/см3), разбавленная 1:3.
А.4.12 Серная кислота ( р =1,84 г/см3), разбавленная 1:9.
А.4.13 Фтористоводородная кислота, 40 %-ный раствор, ( р =1,13 г/см3).
А.4.14 Натрия сульфат (Na2SC>4 • ЮН20), раствор 100 г/дм3.
А.4.15 Калия перманганат, раствор 1 г/дм3.
А.4.16 Смесь кислот.
В стакан вместимостью 1 дм3 вливают 225 см3 воды, осторожно перемешивая, добавляют 175 см3 серной кислоты ( р =1,84 г/см3). Охлаждают до температуры окружающей среды и добавляют 150 см3 соляной кислоты (р =1,17 г/см3) и 50 см3 азотной кислоты (р =1,42 г/см3).
Раствор готовят для каждой серии определений, неиспользованный раствор выливают.
А.4.17 Стандартный раствор алюминия.
1,00 г металлического алюминия (чистотой не менее 99,9 %), взвешенного с точностью до 0,0001 г, растворяют в 60 см3 раствора соляной кислоты (А.4.8), при необходимости нагревают. Охлаждают и доливают до объема 1 дм3 в мерной колбе.
Эквивалентную концентрацию стандартного раствора оксида алюминия а, г/дм3, рассчитывают по формуле
а = mi ■ 1,8895 • -г^г ,
где т 1 — масса металлического алюминия, г;
Р — чистота используемого алюминия, %.
А.4.18 Стандартный объемный раствор дигидрата соли этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА), приблизительно 0,05 моль/дм3 (18,6 г/дм3).
А.4.19 Стандартный раствор сульфата цинка (ZnSC>4 • 7Н20) 0,05 моль/дм3: 14,5 г сульфата цинка растворяют в воде, переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3, доливают до метки и перемешивают.
А.4.19.1 Методика стандартизации.
А.4.19.1.1 Титрование раствора ЭДТА стандартным раствором сульфата цинка.
Пипеткой отбирают 50 см3 раствора ЭДТА (А.4.18) в стакан вместимостью 500 см3, добавляют 250 см3 воды. Добавляют 0,3 см3 индикатора метил-оранж (А.4.20) и, при необходимости, раствор аммиака (А.4.6) по каплям до изменения окраски раствора на желтую. Добавляют 20 см3 раствора ацетата аммония (А.4.3) и устанавливают pH (5,7±0,1), используя раствор аммиака (А.4.6) или ледяную уксусную кислоту (А.4.7). Добавляют 0,5 см3 индикатора ксиленолового оранжевого (А.4.21) и титруют до изменения окраски раствором сульфата цинка (А.4.19). Записывают объем (V\).
А.4.19.1.2 Определение коэффициента эквивалентности раствора сульфата цинка.
Отбирают пипеткой 50 см3 (Кз) стандартного раствора алюминия (А.4.17) в стакан вместимостью 500 см3 и добавляют 200 см3 воды.
Добавляют с помощью пипетки 50 см3 раствора ЭДТА (А.4.18) и 0,3 см3 индикатора метил-оранж (А.4.20). Добавляют по каплям раствор аммиака (А.4.6) до изменения окраски раствора.
Добавляют 20 см3 раствора ацетата аммония (А.4.3) и вещество, способствующее кипению. Кипятят 10 мин и охлаждают. Устанавливают pH (5,7±0,1), как указано в А.4.19.1.1. Добавляют 0,5 см3 индикатора ксиленолового оранжевого (А.4.21) и титруют до конечной точки раствором сульфата цинка (А.4.19). Записывают объем (К2).
Коэффициент эквивалентности 1 см3 раствора сульфата цинка А вычисляют по формуле
А = Л1°-
Vi-V2’
где а — масса оксида алюминия в 1 дм3 стандартного раствора (А.4.17),г.
А.4.20 Индикатор метиловый оранжевый, раствор 0,1 г/дм3.
А.4.21 Индикатор ксиленоловый оранжевый.
Раствор 1 г/дм3 готовят каждый месяц и хранят в сосуде из темного стекла.
А.5 Аппаратура
Стандартное лабораторное оборудование и указанное в А.5.1—А.5.6.
А.5.1 Чашечки из инертного материала и достаточного размера для помещения в них необходимого количества пробы слоем плотностью 5 мг/мм2.
А.5.2 Сушильный шкаф, обеспечивающий температуру нагрева (105 + 5) °С.
Примечание — Шкаф должен быть проверен помещением в него обычного количества сушильных чашечек и измерением температуры около каждой чашечки для того, чтобы убедиться, что необходимая температура поддерживается по всему шкафу, а не только рядом с датчиком.
А.5.3 Тигли платиново-золотые (95/5) вместимостью приблизительно 25 см3 для разложения сплавлением по А.7.6.1.3.
А.5.4 Тигли циркониевые вместимостью 40 см3 для разложения спеканием по А.7.6.1.2.
А.5.5 Тигли платиновые.
А.5.6 Фильтровальная бумага.
А.5.6.1 Фильтровальная бумага средней плотности.
Примечание — Пригодна фильтровальная бумага «Ватман» марки 540.
А.5.6.2 Быстрофильтрующая твердая и беззольная бумага.
Примечание — Пригодна бумага фильтровальная «Ватман» марки 541.
А.6 Отбор и подготовка проб
А.6.1 Отбор проб
Лабораторную пробу отбирают, измельчают и перемешивают на сите с размером ячеек 150 мкм согласно методикам, описанным в действующих стандартах.
А.6.2 Подготовка пробы
Отбирают приблизительно 10 г лабораторной пробы и помещают в чашечку (А.5.1). Равномерно распределяют пробу до получения слоя плотностью около 5 мг/мм2. Оставляют пробу не менее чем на 2 ч для уравновешивания с лабораторной средой.
А. 7 Проведение анализа
А.7.1 Количество определений
Анализ проводят на двух параллельных независимых пробах руды.
П римечание — «Независимо» означает проведение анализа разными лаборантами или, в случае невозможности замены лаборантов, с перерывом между определениями.
А.7.2 Навеска
Приблизительно 1,0 г пробы, выдержанной на воздухе, взвешивают с точностью до 0,0001 г и записывают массу (т).
П римечание — Для руд с массовой долей оксида алюминия более 55 % масса навески должна составлять 0,9 г.
А.7.3 Определение содержания гигроскопической влаги
Одновременно со взвешиванием навески подготавливают две навески для определения содержания гигроскопической влаги по методике, установленной в стандарте ИСО 8557.
А.7.4 Холостой опыт
Параллельно с разложением навески приготавливают раствор холостого опыта согласно методике разложения, но без навески. Если анализируют одновременно несколько образцов, то проводят один холостой опыт при условии, что опыт проводится по той же методике и с реактивами из тех же сосудов.
А.7.5 Контрольный опыт
Одновременно с анализом пробы проводят анализ стандартного образца с известной массовой долей в тех же условиях.
П римечание — Стандартный образец должен быть того же типа руды, что и анализируемая проба. Если свойства анализируемой пробы отличаются от стандартного образца, то он не может служить для контроля.
А.7.6 Подготовка анализируемого раствора
А.7.6.1 Разложение навески
Если для разложения навески используют кислотное разложение, то поступают, как описано в А.7.6.1.1. Если используют щелочное спекание, то поступают, как описано в А.7.6.1.2. Если используют сплавление, то поступают, как описано в А.7.6.1.3.
А.7.6.1.1 Кислотное разложение
Навеску (А.7.2) помещают в стакан вместимостью 400 см3. Смачивают водой и добавляют 60 см3 смеси кислот (А.4.16). Закрывают стакан и нагревают при температуре 80 °С до разложения навески (примечание 1).
После прекращения выделения бурых паров тщательно ополаскивают крышку и стенки стакана. Выпаривают открытый раствор до появления густых паров серной кислоты. Закрывают крышкой и интенсивно нагревают в течение 60 мин на плитке при температуре (210 + 10) °С (примечание 2).
Примечания
1 В пробах с высоким содержанием железа (БегОз более 15 %) начальный нагрев должен осуществляться значительно дольше.
2 Температуру раствора определяют, сравнивая ее с температурой, которую показывает термометр, частично погруженный (на 20 мм) в другой химический сосуд, содержащий серную кислоту ( р =1,84 г/см3).
А.7.6.1.2 Разложение щелочным спеканием
Навеску (А.7.2) помещают в сухой циркониевый тигель (А.5.4), добавляют 10 г пероксида натрия (А.4.1) и сразу перемешивают сухим металлическим шпателем. Помещают в муфельную печь, обеспечивающую температуру нагрева 480—500 °С, на 45 мин. Вынимают тигель с содержимым из печи и нагревают на горелке до расплавления (около 30 с). Продолжают нагревание плава при перемешивании круговыми движениями так, чтобы общее время нагрева составило 2 мин.
Дают тиглю остыть до температуры окружающей среды (для ускорения этого процесса можно использо
вать металлическую плиту). Если нужно, очищают основание тигля, протерев его сухой фильтровальной бумагой. Помещают тигель на бок в стакан вместимостью 400 см3. Закрывают и осторожно добавляют в стакан 140 см3 серной кислоты (А.4.12). Добавляют 20 см3 серной кислоты (А.4.10) и растворяют содержимое тигля. Вынимают тигель из раствора, когда его содержимое полностью выщелачивается, и хорошо обмывают его, присоединяя промывные воды к основному раствору.
Тщательно обмывают крышку и стенки стакана. Выпаривают открытый раствор до появления густых паров серной кислоты. Закрывают стакан и интенсивно нагревают на плитке 60 мин при температуре (210 + 10) °С.
П римечание — Температуру раствора определяют, сравнивая ее с температурой, которую показывает термометр, частично погруженный (на 10 мм) в другой химический сосуд, содержащий серную кислоту (р =1,84 г/см3).
А.7.6.1.3 Разложение сплавлением
Навеску (А.7.2) помещают в сухой платиново-золотой тигель (А.5.3) (примечание 1), добавляют 2 г смеси карбоната натрия и тетрабората натрия (А.4.2) и тщательно перемешивают сухим металлическим шпателем. Закрывают платиновой крышкой и помещают в печь, обеспечивающую температуру нагрева 480—500 °С, на 5 мин, затем в печь, обеспечивающую температуру нагрева 1000 °С, на 15 мин.
Дают тиглю остыть и помещают его на бок в стакан вместимостью 400 см3. Добавляют 70 см3 серной кислоты (А.4.11), закрывают и выщелачивают содержимое тигля. Тигель вынимают из раствора, когда его содержимое полностью растворится, и обмывают, присоединяя промывные воды к основному раствору.
Тщательно обмывают крышку и стенки стакана, выпаривают раствор в открытом стакане до появления густых паров серной кислоты. Полностью закрывают крышку и интенсивно нагревают на плитке 60 мин при температуре (210+10) °С (примечание 2).
Примечания
1 Можно использовать платиновый тигель, но необходимо следить, чтобы расплав не вытекал за края тигля. Предпочтительно использовать платиновый тигель большего размера (например вместимостью 30 см3).
2 Температуру раствора определяют, сравнивая ее с температурой, которую показывает термометр, частично погруженный (на 10 мм) в другой химический сосуд, содержащий серную кислоту ( р =1,84 г/см3).
А.7.6.2 Растворение и фильтрование
Охлаждают раствор, полученный по А.7.6.1.1, А.7.6.1.2 или А.7.6.1.3, до температуры окружающей среды, затем осторожно добавляют 130 см3 воды и нагревают при температуре 80—90 °С 40 мин, перемешивая содержимое до полного растворения солей. Добавляют небольшое количество массы из беззольной бумаги, не прекращая перемешивания, и отфильтровывают горячим через фильтровальную бумагу средней плотности (А.5.6.1), собирая фильтрат в мерную колбу вместимостью 250 см3. Ополаскивают стакан водой, очищают стенки стакана, используя стеклянную палочку с резиновым наконечником, и переносят осадок на фильтр. Промывают фильтр и осадок пять раз порциями горячей воды по 5—10 см3. Сохраняют фильтрат и промывную воду. Сохраняют фильтр и осадок и продолжают анализ согласно А.7.6.3.
А.7.6.3 Обработка осадка
Помещают фильтр и осадок, полученные по А.7.6.2, в предварительно прокаленный и взвешенный платиновый тигель. Высушивают, медленно прокаливают и озоляют фильтровальную бумагу, увеличивая температуру муфельной печи до 600—700 °С в течение 30 мин.
Дают тиглю остыть и смачивают остаток несколькими каплями воды. Добавляют 5 капель раствора серной кислоты (А.4.10) и 8 см3 фтористоводородной кислоты (А.4.13). Осторожно выпаривают в вытяжном шкафу досуха, чтобы удалить диоксид кремния и серную кислоту. Слегка нагревают на низком пламени, затем нагревают до красного каления, дают тиглю остыть и взвешивают. Определяют массу остатка, чтобы проверить выполнение требований разд. 3.
Добавляют ( 0,7 +0,1) г смеси ( А.4.2). Плавят при температуре свыше 1000 °С 4—5 мин в муфельной печи, быстро взбалтывают плав, затем опять ставят в печь на 1—2 мин.
Примечание — Для полного разложения используют преимущественно газовую горелку.
Дают тиглю остыть, добавляют 10 см3 раствора серной кислоты (А.4.12), закрывают и нагревают до растворения плава. Добавляют раствор к сохраненному фильтрату (А.7.7.2) и промывают тигель водой. Охлаждают до температуры окружающей среды, разбавляют до метки водой и перемешивают. Это анализируемый раствор.
А.7.7 Определение содержания алюминия
Пипеткой отбирают 50 см3 анализируемого раствора и помещают в стакан вместимостью 500 см3. Доливают до объема 120 см3. Нагревают раствор до 90 °С и добавляют по каплям раствор перманганата калия (А.4.15) до получения пурпурной окраски не менее 10 с. Продолжают нагревать при температуре 90 °С 5 мин.
Охлаждают до температуры окружающей среды. С помощью pH-метра устанавливают pH (2,4+0,1), добавляя раствор аммиака (А.4.6) и перемешивая раствор. Медленно добавляют 15 см3 раствора бензоата аммония (А.4.4) и 4 см3 раствора гексамина (А.4.3), нагревают при температуре 90 °С 30 мин, помешивая каждые 10 мин. Не допускают кипения, чтобы избежать образования пены. Охлаждают до температуры приблизительно 60 °С, отфильтровывают через быстро фильтрующую и беззольную бумагу (А.5.6.2) диаметром 11 см, фильтрат выкидывают.
Примечание — Следует не допускать высыхания осадка на стенках и горловине химического стакана, немедленно промывая остатки, которые не были перенесены на фильтр. Очищают стенки с помощью стеклянной палочки с резиновым наконечником и оставляют остаток в химическом стакане. Промывка остатка на фильтре не требуется.
Добавляют 3 см3 раствора соляной кислоты (А.4.8) в исходный химический стакан и нагревают кислоту до растворения осадка, находящегося на стенках. С помощью стеклянной палочки с резиновым наконечником удаляют со стенок и горловины стакана весь остаток алюминия, чтобы растворить его. Ополаскивают стакан и удаляют палочку. Смывают осадок на воронке водой в исходный стакан с водой так, чтобы фильтр остался в воронке, и помещают стакан под воронкой. Пипеткой вместимостью 2 см3 тщательно промывают фильтр и воронку, используя не более 12 см3 раствора теплой соляной кислоты (А.4.8), а затем горячую воду.
Выбрасывают фильтр и нагревают раствор при температуре 60 °С до растворения осадка. Помешивая, добавляют 25 см3 раствора гидроксида натрия (А.4.9) и продолжают нагрев при температуре 50—60 °С 10 мин, время от времени перемешивая. Фильтруют в химический стакан вместимостью 500 см3, содержащий 6 см3 раствора серной кислоты (А.4.10) через быстро фильтрующую твердую беззольную бумагу (А.5.6.2) диаметром 11 см. В фильтрат помещают мешалку и время от времени перемешивают кислоту и фильтрат. Промывают осадок в воронке раствором сульфата натрия (А.4.14), используя стеклянную палочку с резиновым наконечником для очистки стенок стакана, и промывают осадок и фильтр три раза промывным раствором сульфата натрия. Сохраняют фильтрат, содержащий алюминий. Он является запасным фильтратом.
В исходный стакан добавляют 3 см3 раствора соляной кислоты (А.4.8), накрывают стакан и нагревают кислоту для растворения остатков осадков на стенках. Смывают осадок из воронки в исходный стакан водой, стакан помещают под воронку с фильтром. Растворяют осадок на фильтре, тщательно промывая его 12 см3 горячего раствора соляной кислоты (А.4.8), а затем горячей водой. Выбрасывают фильтр и нагревают раствор до растворения осадка. Нагревают до температуры 50—60 °С, добавляют, перемешивая, 25 см3 раствора гидроксида натрия (А.4.9) и продолжают нагревать при температуре 50—60 °С 10 мин.
Отфильтровывают в стакан с запасным фильтратом через быстрофилырующую твердую фильтровальную бумагу (А.5.6.2) диаметром 11 см. Осадок переносят на фильтр и несколько раз промывают раствором сульфата натрия (А.4.14).
Нагревают объединенный фильтрат до температуры 60—70 °С и добавляют пипеткой 50 см3 раствора ЭДТА (А.4.1). Добавляют 0,3 см3 индикатора метилового оранжевого (А.4.20) и нейтрализуют раствором аммиака (А.4.6) до образования оранжевой окраски. Добавляют 20 см3 раствора ацетата аммония (А.4.3), кипятят 10 мин и охлаждают. Устанавливают pH (5,7+0,1) раствором аммиака (А.4.6) или ледяной уксусной кислотой (А.4.7). Добавляют 0,5 см3 раствора индикатора ксиленолового-оранжевого (А.4.21) и титруют раствором сульфата цинка (А.4.19). Записывают объемы V и Vg анализируемого раствора и раствора холостого опыта соответственно.
А.8 Обработка результатов
А.8.1 Расчет содержания алюминия
Массовую долю оксида алюминия AI2O3, %, вычисляют по формуле
AI2O3
250 -А-(Кв- V) 10 • Vp ■ т
где А — коэффициент эквивалентности раствора сульфата цинка, полученный по А.4.19.1.2;
Vb — объем раствора сульфата цинка (А.4.19) для титрования раствора холостого опыта,см3; V— объем раствора сульфата цинка (А.4.19) для титрования анализируемого раствора,см3; Vp — объем аликвотной части,отобранной по А.7.7,см3; т — масса навески,г;
К — переводной коэффициент,рассчитанный по формуле
к– юо
100 – Н ’
где Н— содержание гигроскопической влаги,определенное по ИСО 8557,%.
А.8.2 Обработка результатов
А. 8.2.1 Точность
Запланированное испытание было проведено 10 странами с общим количеством лабораторий — 16. На каждой из 4 проб было проведено два определения. Были подсчитаны повторяемость, воспроизводимость, а также показатель воспроизводимости. Результаты представлены в таблице.
А.8.2.2 Критерии оценки правильности результатов анализа
Результат анализа пробы принимают, если результат анализа стандартного образца отличается от паспортного значения этого образца на величину, не превышающую индекс воспроизводимости Sg (межлабораторное отклонение) (см. таблицу), а расхождение между двумя результатами параллельных определений для анализируемой пробы не превышает 2,77 5щ(см. таблицу), где ,SV— внутрилабораторное отклонение.
Таблица — Точность определения алюминия
|
Проба |
Тип руды |
Средняя массовая доля оксида |
Составляющие стандартного отклонения |
Индекс воспроизводимости |
|
|
алюминия, % |
Sw |
Sb |
2 S |
||
|
МТ/12/5 |
Е иббсит (19,5 % Fe203) |
46,62 |
0,131 |
0,212 |
0,50 |
|
МТ/12/12 |
Диаспор (21,7 % Fe203 4 % Si02) |
52,48 |
0,137 |
0,306 |
0,67 |
|
МТ/12/4 |
Смесь бемит/гиббсит |
53,39 |
0,120 |
0,126 |
0,35 |
|
696* |
Е иббсит |
54,48 |
0,051 |
0,149 |
0,31 |
|
* Паспортная величина 54,5 % |
Если результат анализа стандартного образца находится за пределами индекса воспроизводимости, необходимо провести одновременно анализ одной анализируемой пробы, одного стандартного образца и одного холостого опыта. Результат анализа стандартного образца должен быть рассмотрен для принятия результата анализа анализируемой пробы, как указано выше.
Если результат анализа стандартного образца находится за пределами индекса воспроизводимости, проводят анализ другого стандартного образца того же типа руды, пока не будут получены два приемлемых результата.
Если расхождения результатов анализа пробы превышают 2,77 ,SV, необходимо провести дополнительный анализ одной анализируемой пробы, одного холостого опыта и одного стандартного образца руды того же типа. Принятие полученного дополнительного результата анализа анализируемой пробы должно зависеть в каждом случае от принятия результата анализа стандартного образца.
А.8.2.3 Расчет окончательного результата
За результат принимают среднеарифметическое значение принятых результатов анализа, рассчитанных с точностью до четвертого десятичного знака и округленных до второго десятичного знака следующим образом:
1) если цифра третьего десятичного знака меньше 5, ее отбрасывают, а цифру второго десятичного знака оставляют без изменения;
2) если цифра третьего десятичного знака 5, а четвертый десятичный знак любая цифра, кроме нуля, или если цифра третьего десятичного знака больше 5, цифру второго десятичного знака увеличивают на единицу;
3) если цифра третьего десятичного знака равна 5, а четвертый десятичный знак 0, цифру 5 отбрасывают, а цифру второго десятичного знака оставляют без изменения, если она 0, 2, 4, 6 или 8, и увеличивают на единицу, если она 1, 3, 5, 7 или 9.
А.9 Протокол испытаний
Протокол должен заключать следующие данные:
1) данные, необходимые для характеристики пробы;
2) ссылку на настоящий стандарт;
3) результаты анализа;
4) порядковый номер результатов;
5) любые данные, полученные в процессе анализа, и другие операции, не предусмотренные данным стандартом, которые могут оказать влияние на полученные результаты.
МКС 73.060 А39 ОКСТУ 1711
Ключевые слова: боксит, испытание, оксид алюминия
