Боксит. Методы определения общей серы

ГОСТ 14657.8-96
Группа А39

     
     
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

БОКСИТ

Методы определения общей серы

Bauxite. Methods for determination of total sulphur content

МКС 73.060*
ОКСТУ 1711
_______________
* В указателе "Национальные стандарты" 2007 г.
МКС 73.060.40. - Примечание изготовителя базы данных.

Дата введения 1999-01-01

     
     
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 N 9 от 12 апреля 1996 г.)

За принятие проголосовали:

3 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации от 17 декабря 1997 г. N 415 межгосударственный стандарт ГОСТ 14657.8-96 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 января 1999 г.

4 ВЗАМЕН ГОСТ 14657.8-78

5 ПЕРЕИЗДАНИЕ

1 Область применения

     1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на боксит и устанавливает гравиметрический и турбидиметрический методы определения общей серы при массовой доле серы от 0,1% до 6%.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 83-79 Натрий углекислый. Технические условия

ГОСТ 3118-77 Кислота соляная. Технические условия

ГОСТ 3760-79 Аммиак водный. Технические условия

ГОСТ 4108-72 Барий хлорид 2-водный. Технические условия

ГОСТ 4109-79 Бром. Технические условия

ГОСТ 4145-74 Калий сернокислый. Технические условия

ГОСТ 4217-77 Калий азотнокислый. Технические условия

ГОСТ 4461-77 Кислота азотная. Технические условия

ГОСТ 5712-78 Аммоний щавелевокислый 1-водный. Технические условия

ГОСТ 10929-76 Водорода пероксид. Технические условия

ГОСТ 14657.0-96 (ИСО 8558-85) Боксит. Общие требования к методам химического анализа

ГОСТ 20490-75 Калий марганцевокислый. Технические условия

3 Общие требования

Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 14657.0.

4 Гравиметрический метод

Метод основан на окислительном разложении пробы спеканием со смесью карбоната натрия и перманганата калия или сплавлением с гидроксидом натрия и пероксидом натрия, или разложением смесью кислот с окислением несульфатной серы до сульфат-ионов, осаждении сульфатов в виде сульфата бария и определении его массы.

4.1 Аппаратура, реактивы и растворы

Тигли фарфоровые с крышками.

Тигли никелевые, железные или стеклоуглеродные вместимостью 45 см.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, растворы 1:1 и 1:200.

Кислота азотная по ГОСТ 4461.

Смесь соляной и азотной кислот 3:1, свежеприготовленная.

Водорода пероксид по ГОСТ 10929.

Бром по ГОСТ 4109, насыщенный раствор.

Натрия гидроксид по ГОСТ 4328.

Натрия пероксид.

Натрий углекислый безводный по ГОСТ 83, раствор с массовой долей 1%.

Калий марганцевокислый по ГОСТ 20490.

Смесь углекислого натрия и марганцевокислого калия 1:1 (для разложения).

Аммиак водный по ГОСТ 3760, раствор 1:1.

Аммоний щавелевокислый по ГОСТ 5712, раствор с массовой долей 10%.

Бария хлорид по ГОСТ 4108, раствор с массовой долей 10%.

Метиловый оранжевый, раствор с массовой долей 0,1%.

Серебро азотнокислое по ГОСТ 1277, раствор с массовой долей 1%.

4.2 Проведение анализа

4.2.1 При анализе "твердых" бокситов (содержащих диаспор) пробу разлагают одним из способов, приведенных в 4.2.1.1 и 4.2.1.2.

4.2.1.1 В фарфоровый тигель помещают 5 г смеси для разложения, добавляют пробу массой 1 г, тщательно перемешивают и на поверхность насыпают еще 2 г смеси для разложения. Тигель накрывают крышкой, оставляя небольшой зазор, и помещают в холодную электрическую печь, которую постепенно нагревают до температуры 800 °С и выдерживают при этой температуре 30 мин. Затем тигель вынимают из печи, охлаждают, помещают вместе с крышкой в стакан вместимостью 400 см, содержащей 150 см горячей воды, и нагревают до полного выщелачивания спека. Затем тигель с крышкой вынимают из раствора и ополаскивают горячей водой над стаканом. К раствору добавляют 5-6 см раствора пероксида водорода и содержимое стакана нагревают на песчаной бане 30 мин.

Горячий раствор фильтруют через фильтр "синяя лента" с добавлением фильтро-бумажной массы в стакан вместимостью 400 см. Осадок промывают четыре-пять раз горячим раствором углекислого натрия, затем пять-шесть раз горячей водой до объема 200 см.

4.2.1.2 10 г гидроксида натрия расплавляют в никелевом, железном или стеклоуглеродном тигле. После охлаждения на поверхность плава помещают навеску пробы массой 2,5 г и насыпают на нее 5 г пероксида натрия. Тигель накрывают крышкой с небольшим зазором, помещают в холодную электропечь, которую затем постепенно нагревают до температуры 800 °С, выдерживают при этой температуре до тех пор, пока плав не станет прозрачным, и затем еще 5-6 мин. После извлечения из печи и охлаждения тигель с крышкой помещают в стакан вместимостью 600 см, содержащий 250 см воды, накрывают часовым стеклом и осторожно нагревают до растворения плава. Затем часовое стекло и тигель с крышкой ополаскивают горячей водой над стаканом. К раствору добавляют 5 см раствора щавелевокислого аммония. Полученный мутный раствор переносят в мерную колбу вместимостью 500 см, доливают водой до метки и перемешивают. Примерно 250 см раствора фильтруют через сухой фильтр "белая лента" в сухой стакан. Первые порции фильтрата отбрасывают. Пипеткой отбирают аликвотную часть фильтрата объемом 200 см и помещают в стакан вместимостью 400 см. Добавляют 2-3 капли раствора метилового оранжевого, нейтрализуют раствором соляной кислоты 1:1 до перехода окраски раствора в розовую, затем добавляют еще 5 см раствора соляной кислоты 1:1 и выпаривают досуха. После охлаждения к остатку добавляют 2-3 см соляной кислоты; 100 см горячей воды, нагревают до температуры 90 °С и выдерживают при этой температуре до растворения солей. Горячий раствор фильтруют через фильтр "белая лента" в стакан вместимостью 400 см, затем осадок промывают три раза горячим раствором соляной кислоты 1:200, затем пять-шесть раз горячей водой до объема 20

0 см.

4.2.2 При анализе "мягких" бокситов (содержащих бемит и гиббсит) пробу массой 1 г помещают в стакан вместимостью 400 см. Добавляют 25-30 см смеси кислот (при необходимости охлаждают), стакан накрывают часовым стеклом и на 2 ч оставляют при комнатной температуре. Затем часовое стекло обмывают небольшим количеством воды, собирая воду в стакан, и раствор осторожно выпаривают досуха. Добавляют 5-6 см бромной воды. После охлаждения к остатку добавляют 5 см соляной кислоты и снова выпаривают досуха. К охлажденному остатку добавляют 2 см раствора соляной кислоты 1:1, 100 см горячей воды, нагревают до температуры 90 °С и выдерживают при этой температуре до растворения солей. К горячему раствору добавляют 5 см раствора щавелевокислого аммония и столько же раствора аммиака, чтобы гидроксиды полностью осадились (до появления слабого запаха аммиака). Стакан накрывают часовым стеклом и раствор выдерживают при температуре 90 °С 2-3 мин. Раствор фильтруют через фильтр "белая лента" в стакан вместимостью 600 см, остаток промывают горячей водой три-пять раз.

Основную массу осадка с фильтра смывают горячей водой в исходный стакан вместимостью 400 см. Фильтр промывают 10-15 см горячего раствора соляной кислоты 1:1, затем семь-девять раз горячей водой, собирая промывные воды в стакан вместимостью 400 см. Полученный раствор нагревают до растворения осадка, затем охлаждение повторяют раствором аммиака. Раствор с осадком фильтруют через тот же фильтр в стакан вместимостью 600 см с фильтратом, осадок семь-девять раз промывают горячей водой. Объединенный фильтрат и промывные воды в стакане вместимостью 600 см выпаривают до объема

200 см.

4.2.3 К фильтрату, полученному согласно 4.2.1.1, 4.2.1.2 и 4.2.2, добавляют 2-3 капли раствора метилового оранжевого, раствор нейтрализуют раствором соляной кислоты 1:1 или раствором аммиака, добавляют 4 см раствора соляной кислоты 1:1, кипятят, добавляют 20 см горячего раствора хлористого бария, перемешивают и слегка кипятят 3-5 мин. Стакан накрывают часовым стеклом, раствор нагревают, не доводя до кипения, 1 ч и выдерживают при комнатной температуре 12 ч. Раствор над отстоявшимся осадком отфильтровывают через фильтр "синяя лента". Осадок в стакане промывают три раза декантацией теплой водой, затем переносят его на фильтр и продолжают промывание осадка до отсутствия реакции промывных вод на ионы хлора с раствором азотнокислого серебра. Осадок с фильтром помещают на 15-20 мин в предварительно прокаленный при температуре 800 °С, охлажденный в эксикаторе и взвешенный платиновый или фарфоровый тигель, осторожно высушивают, озоляют и прокаливают в электропечи при температуре (800±20) °С 30-40 мин. После охлаждения в эксикаторе тигель с осадком взвешивают.

Одновременно через все стадии анализа проводят контрольный опыт.

4.3 Обработка результатов

4.3.1 Общую массовую долю серы , %, вычисляют по формуле

,

где - масса тигля, г;

- масса тигля с осадком, г;

0,1374 - коэффициент пересчета сульфата бария на серу;

- масса пробы или масса пробы в аликвотной части фильтрата.

4.3.2 Результаты анализа рассчитывают до третьего и округляют до второго десятичного знака при массовой доле серы до 1,0%, и рассчитывают до второго и округляют до первого десятичного знака при массовой доле серы свыше 1,0%.

4.3.3 Допускаемые расхождения результатов параллельных определений и результатов анализа не должны превышать значений, указанных в таблице.

5 Турбидиметрический метод

Метод основан на окислительном разложении пробы боксита, при котором сера переходит в шестивалентное состояние, и измерении степени помутнения раствора, образующегося при добавлении хлорида бария.

5.1 Аппаратура, реактивы и растворы

Фотоэлектрический абсорбциометр-нефелометр.

Потенциометр самопишущий.

рН-метр.

Тигли из стеклоуглерода вместимостью 50 см.

Чашки из стеклоуглерода вместимостью 150 см.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, растворы 1:1 и 0,1 моль/дм.

Калия гидроксид и раствор с массовой долей 20%.

Калий азотнокислый по ГОСТ 4217.

Бария хлорид по ГОСТ 4108, раствор с массовой долей 10%.

Водорода пероксид по ГОСТ 10929.

Раствор фона (для приготовления раствора фона применяют бокситы с минимальной массовой долей серы, например стандартный образец боксита СБ-2 (N 730-75 по Госреестру):

навеску стандартного образца боксита СБ-2 массой 1 г помещают в тигель из стеклоуглерода, добавляют 7 г гидроксида калия и 0,2 г азотнокислого калия и далее разложение боксита проводят, как указано в 5.2.2.

Калий сернокислый по ГОСТ 4145.

Стандартный раствор серы:

0,5437 г сернокислого калия, предварительно прокаленного при температуре 400-500 °С, растворяют в воде, переливают в мерную колбу вместимостью 1000 см, доливают водой до метки и перемешивают. 1 см раствора содержит 0,0001 г серы.

5.2 Проведение анализа

5.2.1 Навеску боксита массой 1 г помещают в тигель из стеклоуглерода, добавляют 7 г гидроксида калия и 0,2 г азотнокислого калия. Содержимое тигля перемешивают и сплавляют в муфеле при температуре 500 °С 20 мин. После охлаждения в тигель наливают 25 см воды и плав выщелачивают при нагревании. Содержимое тигля переливают в стакан, содержащий 50 см раствора соляной кислоты 1:1 и 150 см (содержимое стакана нагрето до кипения).

Тщательно смывают стенки тигля водой, раствор присоединяют к основному раствору в стакане. В случае попадания плава на бортики тигля, его верхнюю часть погружают в стакан до растворения плава, как находящегося на верхней части тигля. Тигель вновь обмывают водой из промывалки, присоединяя смывные воды к основному раствору. Наливают в тигель 2-3 см раствора соляной кислоты 1:1 и выдерживают при нагревании в течение нескольких минут, чтобы полностью растворить остатки плава, осевшего на стенках тигля. Содержимое тигля вновь переводят в стакан. Раствор перемешивают и нагревают до полного растворения осадка.

Содержимое стакана охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 250 см, доливают водой до метки и перемешивают.

Отбирают аликвотную часть раствора 2-25 см в стакан вместимостью 150 см, разбавляют водой до 70 см, добавляют несколько капель пероксида водорода и нагревают раствор для восстановления хромат-ионов. Избыток пероксида водорода удаляют кипячением. Раствор охлаждают и устанавливают рН раствора, равное 1,2, с помощью растворов гидроксида калия и соляной кислоты, контролируя рН с помощью рН-метра.

Раствор переводят в мерную колбу вместимостью 100 см, доливают до метки 0,1 моль/дм раствором соляной кислоты и перемешивают.

Затем раствор переливают в кювету, которую устанавливают в ячейку нефелометра. Устанавливают светофильтр с максимумом светопропускания 450 нм и при непрерывном перемешивании с помощью магнитной мешалки приливают из бюретки 10 см раствора хлорида бария.

Изменение оптической плотности раствора по мере выпадания осадка сернокислого бария фиксируют на ленте самопишущего потенциометра, подключенного к нефелометру.

На кривой осаждения определяют величину изменения оптической плотности и по градуировочному графику находят массу

серы.

5.2.2 Одновременно проводят контрольный опыт.

Для этого 7 г гидроксида калия и 0,2 г азотнокислого калия помещают в тигле из стеклоуглерода в муфельную печь на 1-2 мин только до расплавления смеси. Выщелачивание плава проводят, как указано в 5.2.1. Раствор плава переносят в мерную колбу вместимостью 250 см.

Отбирают 2-25 см раствора контрольного опыта в стакан вместимостью 150 см, добавляют затем 1 см стандартного раствора серы, разбавляют водой до 70 см, устанавливают рН раствора, равное 1,2, и далее анализ проводят, как указано в 5.2.1.

Одновременно с проведением контрольного опыта отбирают 1 см стандартного раствора серы в стакан вместимостью 150 см, разбавляют водой до 70 см, устанавливают рН раствора, равное 1,2, и проводят анализ, как указано в 5.2.1.

Результат контрольного опыта определяют по разности оптических плотностей раствора контрольного опыта и стандартного раствора сер

5.2.3 Построение градуировочного графика

Для каждой аликвотной части раствора пробы производят построение градуировочного графика.

В шесть стаканов вместимостью по 150 см каждый отбирают 0; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0 см стандартного раствора серы, что соответствует 0; 0,0001; 0,0002; 0,0003; 0,0004; 0,0005 г серы. Во все колбы добавляют по 2-25 см раствора-фона.

Устанавливают значение рН растворов во всех стаканах и далее анализ проводят, как указано в 5.2.1.

Из оптической плотности растворов, содержащих стандартный раствор серы, вычитают оптическую плотность раствора без раствора серы, и по полученным значениям оптической плотности и известным массам серы строят градуировочный график.

5.3 Обработка результатов

5.3.1 Общую массовую долю серы , %, вычисляют по формуле

,

где - масса серы в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, г;

- масса серы в растворе контрольного опыта, найденная по градуировочному графику, г;

- общий объем раствора, см;

- объем аликвотной части раствора, см;

- масса навески боксита, г

5.3.2 Расчет результатов анализа - по 4.3.2.

5.3.3 Допускаемое расхождение результатов параллельных определений и результатов анализа - по 4.3.3.