Флюсы для электрошлакового переплава. Метод определения фосфора

ГОСТ 21639.6-93

Группа В09

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Флюсы для электрошлакового переплава

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФОСФОРА

Fluxes for electroslag remelting.
Method for determination of phosphorus

ОКС 71.040.040*
ОКСТУ 0709

________________

* В указателе "Национальные стандарты" 2006 год ОКС 25.160.20. -

Примечание.

Дата введения 1996-01-01

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Российской Федерацией - Техническим комитетом ТК 145 "Методы контроля металлопродукции"

ВНЕСЕН Техническим секретариатом Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации

2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации 17 февраля 1993 г.

За принятие проголосовали:

3 Постановлением Комитета Российской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации от 14.06.95 N 300 межгосударственный стандарт ГОСТ 21639.6-93 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 января 1996 г.

4 ВЗАМЕН ГОСТ 21639.6-76
 

1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящий стандарт устанавливает фотометрический метод определения фосфора в флюсах для электрошлакового переплава при массовой доле от 0,002 до 0,04%.

Метод основан на образовании фосфорномолибденовой гетерополикислоты с последующим восстановлением ее аскорбиновой кислотой в присутствии сурьмяновиннокислого калия до комплексного соединения, окрашенного в синий цвет, и измерении оптической плотности раствора на спектрофотометре или фотоэлектроколориметре.
 

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 3765-78 Аммоний молибденовокислый. Технические условия

ГОСТ 3773-72 Аммоний фосфорнокислый двузамещенный. Технические условия

ГОСТ 4198-75 Калий фосфорнокислый однозамещенный. Технические условия

ГОСТ 4204-77 Кислота серная. Технические условия

ГОСТ 4332-76 Калий углекислый - натрий углекислый. Технические условия

ГОСТ 4461-77 Кислота азотная. Технические условия

ГОСТ 5962-67 Спирт этиловый ректификованный. Технические условия*

ГОСТ 10484-78 Кислота фтористоводородная. Технические условия

ГОСТ 21639.0-93 Флюсы для электрошлакового переплава. Общие требования к методам анализа
________________
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 51652-2000, здесь и далее. - Примечание.

3 ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

Общие требования к методу анализа - по ГОСТ 21639.0.
 

4 АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ

Спектрофотометр или фотоэлектроколориметр.

Печь муфельная с температурой нагрева до 1000 °С.

Кислота хлорная, раствор с массовой концентрацией 1510 г/дм;

Кислота соляная по ГОСТ 3118 и разбавленная 1:1, 5:95.

Кислота азотная по ГОСТ 4461.

Кислота аскорбиновая, свежеприготовленный раствор с массовой концентрацией 20 г/дм.

Кислота серная по ГОСТ 4204 и разбавленная 1:1.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.

Аммоний хлористый по ГОСТ 3773 и раствор с массовой концентрацией 10 г/дм.

Калий углекислый - натрий углекислый по ГОСТ 4332.

Натрий углекислый по ГОСТ 83.

Натрия перекись.

Железо (III) азотнокислое 9-водное раствор с массовой концентрацией 180 г/дм: 180 г реактива растворяют при нагревании в 300-400 см воды с добавлением 5 см азотной кислоты, отфильтровывают в мерную колбу вместимостью 1 дм, охлаждают, доливают до метки водой и перемешивают.

Аммиак водный по ГОСТ 3760.

Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 5962.

Аммоний молибденовокислый по ГОСТ 3765, раствор (перекристаллизованный) с массовой концентрацией 50 г/дм: 250 г реактива растворяют в 400 см воды при температуре 80 °С. Раствор фильтруют на плотный фильтр, охлаждают, приливают 300 см этилового спирта, хорошо перемешивают и через 1 ч осадок под вакуумом фильтруют на фильтр средней плотности, помещенный в воронку Бюхнера. Затем осадок промывают 2-3 раза этиловым спиртом и высушивают.

1,74 г перекристаллизованного молибденовокислого аммония растворяют в 100 см воды, приливают 20,8 см серной кислоты, охлаждают, доливают водой до объема 250 см и перемешивают.

Калий сурьмяновиннокислый, раствор с массовой концентрацией 3 г/дм.

Калий фосфорнокислый однозамещенный по ГОСТ 4198.

Стандартные растворы

Раствор А: 0,4393 г однозамещенного фосфорнокислого калия, предварительно высушенного при температуре 100-110 °С, растворяют в воде, помещают в мерную колбу вместимостью 1 дм, доливают до метки водой и перемешивают.

Массовая концентрация фосфора в растворе А равна 0,0001 г/см.

Раствор Б: 10 см раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см, доливают до метки водой и перемешивают.

Массовая концентрация фосфора в растворе Б равна 0,00001 г/см.
 

5 ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

5.1 Разложение флюса проводят двумя методами.

Метод I

Навеску флюса массой 0,5 г помещают в стеклоуглеродистый тигель, смешивают с 1,5 г углекислого калия - углекислого натрия, прибавляют восьмикратное количество перекиси натрия и сплавляют сначала в менее горячей зоне муфеля, перемешивая содержимое тигля до расплавления массы, затем выдерживают при температуре 650-700 °С в течение 1-2 мин.

После этого тигель охлаждают, помещают в стакан вместимостью 300-400 см и выщелачивают плав в 100-150 см воды. Затем тигель обмывают, удаляют. В стакан осторожно приливают соляную кислоту до растворения гидроокисей металла, кипятят, приливают 2 см азотнокислого железа, 20 см хлористого аммония, нагревают до температуры 70-80 °С и приливают аммиак до полного выделения осадка гидроокисей.

Осадок фильтруют на фильтр средней плотности и промывают 6-8 раз горячим раствором хлористого аммония. Струей воды переносят осадок в стакан, в котором проводилось осаждение, обмывают фильтр 20 см кипящей соляной кислоты 1:1 и промывают 5-6 раз горячей водой.

Раствор охлаждают, переливают в мерную колбу вместимостью 100 см, доливают до метки водой, перемешивают и фильтруют.

Метод II

Навеску флюса массой 0,5 г помещают в коническую колбу вместимостью 100 см, приливают 20 см смеси азотной и соляной кислот в соотношении 1:3 и умеренно нагревают до растворения пробы. Раствор выпаривают досуха, затем приливают 10 см соляной кислоты и снова выпаривают досуха, эту операцию повторяют.

Соли растворяют в 10 см соляной кислоты при слабом нагревании, приливают 20 см воды и фильтруют через фильтр средней плотности в стакан вместимостью 200 см. Стакан и осадок на фильтре промывают 3-4 раза горячим раствором соляной кислоты 5:95 и водой. Фильтрат сохраняют - основной раствор.

Фильтр с осадком помещают в платиновый тигель, озоляют и прокаливают при температуре 800-900 °С. Тигель с осадком охлаждают, прибавляют 2-3 капли воды, 3-5 капель серной кислоты 1:1, 5-6 см фтористоводородной кислоты и осторожно выпаривают досуха. Остаток в тигле сплавляют с 1 г углекислого натрия при температуре 950-1000 °С. После этого тигель охлаждают, помещают в стакан вместимостью 250 см и выщелачивают плав в 60 см воды. Содержимое стакана соединяют с основным раствором, упаривают, переливают в мерную колбу вместимостью 100 см, доливают до метки водой и перемешивают.

Отбирают аликвотную часть раствора в зависимости от массовой доли фосфора, указанной в таблице 1, в коническую колбу вместимостью 100 см, приливают 1 см хлорной кислоты и выпаривают до обильных паров хлорной кислоты. К остатку приливают 50 см воды, нагревают до растворения солей, охлаждают, приливают 5 см молибденовокислого аммония, 5 см аскорбиновой кислоты и 1 см сурьмяновиннокислого калия. Раствор переливают в мерную колбу вместимостью 100 см, доливают до метки водой и перемешивают.


Таблица 1 - Объем аликвотной части раствора

Оптическую плотность анализируемого раствора измеряют через 5-10 мин на спектрофотометре при длине волны 830 нм или фотоэлектроколориметре в диапазоне длин волн от 620 до 670 нм.

В качестве раствора сравнения применяют воду.

После вычитания значения оптической плотности раствора контрольного опыта из значения оптической плотности раствора пробы находят массу фосфора по градуировочному графику.

5.2 Для построения градуировочного графика в семь из восьми конических колб вместимостью по 100 см отбирают 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0 и 4,0 см стандартного раствора Б, что соответствует 0,000005; 0,000010; 0,000015; 0,000020; 0,000025; 0,000030 и 0,000040 г фосфора. В каждую колбу приливают по 1 см хлорной кислоты и выпаривают до обильных паров хлорной кислоты. К остатку приливают 50 см воды, нагревают до растворения солей, охлаждают, приливают 5 см молибденовокислого аммония, 5 см аскорбиновой кислоты и 1 см сурьмяновиннокислого калия. Растворы переливают в мерные колбы вместимостью 100 см, доливают до метки водой и перемешивают.

Оптическую плотность раствора измеряют, как указано в 5.1. Раствором сравнения служит раствор восьмой колбы, не содержащий стандартного раствора фосфора.

По полученным значениям оптических плотностей и соответствующим им массам фосфора строят градуировочный график.
 

6 ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

6.1 Массовую долю фосфора () в процентах вычисляют по формуле

,

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

- масса навески, соответствующая аликвотной части раствора, г.

6.2 Нормы точности и нормативы контроля точности определения массовой доли фосфора приведены в таблице 2.


Таблица 2 - Нормативы контроля точности