Руды титаномагнетитовые, концентраты, агломераты и окатыши железованадиевые. Методы определения окиси алюминия

ГОСТ 18262.6-88

Группа А39

     
     
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

РУДЫ ТИТАНОМАГНЕТИТОВЫЕ, КОНЦЕНТРАТЫ,
АГЛОМЕРАТЫ И ОКАТЫШИ ЖЕЛЕЗОВАНАДИЕВЫЕ

Методы определения окиси алюминия

Titanomagnetite ores, ironvanadium concentrates, agglomerates and pellets.
Methods for determination of aluminium oxide

ОКСТУ 0720

Срок действия с 01.01.90
до 01.01.2000*
________________________________
* Ограничение срока действия снято по протоколу N 7-95
Межгосударственного Совета по стандартизации,
метрологии и сертификации (ИУС N 11, 1995 год). -
Примечание изготовителя базы данных.

     
     
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством черной металлургии СССР

ИСПОЛНИТЕЛИ

И.М.Кузьмин, Л.В.Камаева (руководитель темы), Н.А.Зобнина, Н.Н.Шавкунова, Ю.В.Баринов, К.Е.Юрочкина

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 16.12.88 N 4190 г

3. Срок первой проверки - 1998 г.

Периодичность проверки - 8 лет

4. ВЗАМЕН ГОСТ 18262.6-72

5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Настоящий стандарт распространяется на титаномагнетитовые руды, железованадиевые концентраты, агломераты и окатыши и устанавливает комплексонометрический и атомно-абсорбционный методы определения окиси алюминия при массовой доле от 1 до 15%.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 18262.0.

2. КОМПЛЕКСОНОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД

Метод основан на образовании комплекса алюминия с трилоном Б, с последующим титрованием избытка трилона Б раствором уксуснокислого цинка в присутствии индикатора ксиленолового оранжевого при рН 5,5-5,8.

Алюминий отделяют от мешающих компонентов (Fe, Ti) сплавлением навески с перекисью натрия и выщелачиванием плава в воде. Влияние ванадия устраняют перекисью водорода, которую вводят в раствор перед титрованием.

2.1. Аппаратура и растворы

Печь муфельная с терморегулятором, обеспечивающая температуру нагрева не менее 800 °С.

Тигли железные.

Алюминий первичный по ГОСТ 11069* (не менее 99,9%).
_______________
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ 11069-2001, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.

Аммоний уксуснокислый по ГОСТ 3117.

Калий хлористый по ГОСТ 4234.

Натрия перекись.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, разбавленная 1:1.

Кислота уксусная по ГОСТ 61.

Кислота азотная по ГОСТ 4461.

Водорода перекись по ГОСТ 10929, 30%-ный раствор.

Буферный раствор: 500 г уксуснокислого аммония растворяют в 1 дм воды, приливают 30 см ледяной уксусной кислоты и перемешивают (рН=5,7-5,8).

Соль динатриевая этилендиамин - N,N,N',N' - тетрауксусной кислоты, 2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652, раствор с молярной концентрацией 0,025 моль/дм: 9,3 г трилона Б помещают в стакан вместимостью 300 см и растворяют при нагревании в 100 см воды. Раствор фильтруют через фильтр средней плотности, доливают водой до 1 дм, перемешивают.

Массовую концентрацию раствора трилона Б устанавливают по стандартному раствору алюминия, проведенному через стадии анализа. Для этого в железном тигле сплавляют 6 г перекиси натрия в соответствии с п.2.2.2. После выщелачивания плава в воде в раствор приливают 10-15 см стандартного раствора алюминия, кипятят в течение 10-15 мин и далее продолжают анализ в соответствии с пп.2.2.2 и 2.2.3.

Массовую концентрацию () раствора трилона Б в граммах окиси алюминия на кубический сантиметр вычисляют по формуле

,

где - масса окиси алюминия в аликвоте стандартного раствора, г;

- объем раствора трилона Б, взятый для определения массовой концентрации, см;

- объем раствора уксуснокислого цинка, израсходованный на титрование избытка раствора трилона Б, см;

- коэффициент, определяющий соотношение между объемами растворов трилона Б и уксуснокислого цинка по п.2.2.5.

Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300.

Никель двухлористый 6-водный по ГОСТ 4038, раствор массовой концентрации 20 г/дм.

Цинк уксуснокислый 2-водный по ГОСТ 5823, раствор с молярной концентрацией 0,025 моль/дм: 5,5 г уксуснокислого цинка растворяют в 100 см воды, приливают 5 см уксусной кислоты, доливают водой до 1 дм и перемешивают.

Стандартный раствор алюминия: 1,0584 г алюминия растворяют в 50 см соляной кислоты, разбавленной 1:1, прибавляют несколько капель азотной кислоты до прекращения вспенивания раствора и кипятят до удаления окислов азота. Для ускорения растворения алюминия в соляной кислоте разложение ведут в присутствии платиновой спирали, которую перед окислением извлекают из раствора, или в присутствии 1 см раствора хлористого никеля. Охлажденный раствор переливают в мерную колбу вместимостью 1000 см, доливают до метки водой и перемешивают. 1 см раствора соответствует 0,002 г окиси алюминия.

Ксиленоловый оранжевый, индикатор, смесь с хлористым калием в массовом соотношении 1:100.

Фенолфталеин, индикатор по нормативно-технической документации, спиртовой раствор массовой концентраци

и 1 г/дм.

2.2. Проведение анализа

2.2.1. Масса навески и аликвота анализируемого раствора в зависимости от массовой доли окиси алюминия указана в табл.1.

Таблица 1

2.2.2. Навеску помещают в железный тигель, прибавляют 4-6 г перекиси натрия и сплавляют в муфельной печи при 750-800 °С до получения однородного плава. После охлаждения тигель с плавом помещают в стакан вместимостью 400 см и выщелачивают плав в 150 см воды. Раствор кипятят в течение 15-20 мин для разложения перекиси водорода и разрушения пероксидного комплекса титана, который после этого полностью переходит в осадок. Тигель вынимают, обмывают водой, раствор охлаждают вместе с осадком переливают в мерную колбу вместимостью 250 см, доливают водой до метки и перемешивают. Раствор фильтруют через сухой плотный фильтр в сухую колбу, отбрасывая первые порции фильтрата.

2.2.3. Аликвоту раствора (в соответствии с табл.1) помещают в коническую колбу вместимостью 250 см, приливают 20 см раствора трилона Б, нейтрализуют соляной кислотой, разбавленной 1:1, по индикатору фенолфталеину до обесцвечивания раствора, прибавляют 15 см буферного раствора и кипятят в течение 3-4 мин. Раствор охлаждают, приливают 5 см перекиси водорода и выдерживают раствор в течение 10 мин.

Титруют избыток трилона Б раствором уксуснокислого цинка в присутствии 30-40 мг ксиленолового оранжевого до перехода окраски раствора из желтой в малиново-красную.

2.2.4. Для внесения поправки на содержание окиси алюминия в реактивах через все стадии анализа проводят контрольный опыт.

2.2.5. Для определения соотношения между объемами растворов трилона Б и уксуснокислого цинка с учетом контрольного опыта в коническую колбу вместимостью 250 см помещают аликвоту раствора контрольного опыта, равную аликвоте раствора пробы. При необходимости раствор разбавляют водой примерно до 100 см, приливают из бюретки 20 см раствора трилона Б, нейтрализуют соляной кислотой, разбавленной 1:1, в присутствии фенолфталеина и продолжают определение в соответствии с п.2.2.3.

Коэффициент (), определяющий соотношение между объемами растворов трилона Б и уксуснокислого цинка, вычисляют по формуле

,

где - объем раствора трилона Б, взятый для определения коэффициента , см;

- объем раствора уксуснокислого цинка, израсходованный на титрование, см.

2.3. Обработка результатов

2.3.1. Массовую долю окиси алюминия () в процентах вычисляют по формуле

,

где - объем раствора трилона Б, взятый для связывания алюминия, см;

- объем раствора уксуснокислого цинка, израсходованный на титрование избытка раствора трилона Б, см;

- коэффициент, определяющий соотношение между объемами растворов трилона Б и уксуснокислого цинка;

- массовая концентрация раствора трилона Б по окиси алюминия, г/см;

- масса навески высушенной пробы в объеме раствора, используемого для титрования,

2.3.2. Абсолютное допускаемое расхождение между результатами двух определений при доверительной вероятности 0,95 не должно превышать величины, указанной в табл.2.

Таблица 2

3. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД

Метод основан на измерении атомного поглощения алюминия при длине волны 309,3 нм. Для атомизации раствора используют пламя закись азота-ацетилен.

3.1. Аппаратура и реактивы

Печь муфельная с терморегулятором, обеспечивающая температуру нагрева не менее 1000-1100 °С.

Спектрофотометр атомно-абсорбционный, снабженный горелкой для пламени закись азота-ацетилен и источником излучения для алюминия.

Тигли платиновые по ГОСТ 6563.

Закись азота газообразная.

Ацетилен растворенный и газообразный технический по ГОСТ 5457.

Натрий углекислый по ГОСТ 83.

Натрий тетраборнокислый 10-водный по ГОСТ 4199, обезвоженный следующим образом: кристаллический тетраборнокислый натрий нагревают постепенно до температуры 350-400 °С и прокаливают при указанной температуре в течение 2 ч.

Смесь для сплавления: углекислый натрий и прокаленный тетраборнокислый натрий смешивают в соотношении 4:1 и измельчают.

Железо карбонильное, ос.ч.

Алюминий первичный по ГОСТ 11069 (не менее 99,9%).

Кислота соляная по ГОСТ 3118 и разбавленная 1:1 и 1:50.

Кислота азотная по ГОСТ 4461.

Кислота серная по ГОСТ 4204, разбавленная 1:1.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.

Калий хлористый по ГОСТ 4234, раствор массовой концентрации 20 г/дм.

Никель двухлористый 6-водный по ГОСТ 4038, раствор массовой концентрации 20 г/дм.

Водорода перекись по ГОСТ 10929, 30%-ный раствор.

Фоновый раствор железа: 10 г железа карбонильного растворяют в стакане вместимостью 800 см в 300 см соляной кислоты, разбавленной 1:1, окисляют азотной кислотой, приливая ее по каплям до прекращения вспенивания раствора. После охлаждения раствор разбавляют водой до 1 дм и перемешивают. 1 см раствора содержит 0,01 г железа.

Стандартные растворы алюминия: раствор А и раствор Б.

Раствор А: 1,0584 г алюминия растворяют при нагревании в 50 см соляной кислоты, разбавленной 1:1, прибавляют несколько капель азотной кислоты до прекращения вспенивания раствора и кипятят до удаления окислов азота. Для ускорения растворения алюминия в соляной кислоте разложение ведут в присутствии платиновой спирали, которую перед окислением извлекают из раствора, или 1 см раствора хлористого никеля. Охлаждают раствор, переливают в мерную колбу вместимостью 1000 см, доливают водой до метки и перемешивают. 1 см раствора А соответствует 0,002 г окиси алюминия.

Раствор Б: 25 см раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 250 см, доливают до метки водой и перемешивают. 1 см раствора Б соответствует 0,0002 г окиси ал

юминия.

3.2. Проведение анализа

3.2.1. Щелочное сплавление

Навеску массой 0,5 г помещают в платиновый тигель, тщательно перемешивают с 2,5 г смеси для сплавления, засыпают сверху еще 0,5 г смеси и сплавляют в течение 15-20 мин при 950-1050 °С. После охлаждения тигель с плавом помещают в стакан вместимостью 250-300 см, приливают 20 см соляной кислоты, разбавленной 1:1, и нагревают до полного растворения плава.

3.2.2. Кислотное растворение с доплавлением нерастворимого остатка

Навеску массой 0,5 г помещают в стакан вместимостью 250 см, смачивают водой, приливают 15-20 см соляной кислоты, накрывают часовым стеклом и медленно нагревают до растворения навески. Добавляют 2-3 капли азотной кислоты, кипятят до удаления окислов азота. Обмывают часовое стекло водой, добавляют 1 см перекиси водорода и выпаривают раствор до влажных солей. К остатку приливают 10 см соляной кислоты и вновь выпаривают до влажных солей. Растворяют соли при нагревании в 10 см соляной кислоты, приливают 30-40 см воды, нагревают до кипения и фильтруют на фильтр средней кислотности, уплотненный фильтробумажной массой.

Осадок на фильтре промывают 6-8 раз горячей соляной кислотой, разбавленной 1:50, затем горячей водой до исчезновения желтой окраски фильтра. Фильтрат сохраняют (основной раствор).

Фильтр с осадком помещают в платиновый тигель, озоляют, прокаливают при 500-600 °С. К остатку приливают 1-2 капли воды, 3-4 капли серной кислоты, разбавленной 1:1, 5-10 см фтористоводородной кислоты и выпаривают досуха. Сухой остаток сплавляют с 1 г углекислого натрия в муфельной печи при 950-1050 °С до получения однородного плава. После охлаждения плав выщелачивают в 20 см соляной кислоты, разбавленной 1:50, и полученный раствор присоединяют к основному раствору. Объединенный раствор, если необходимо, выпаривают до объема 70-80 с

м.

3.2.3. Раствор, полученный по п.3.2.1 или 3.2.2, переливают в мерную колбу вместимостью 100 см, доливают до метки водой и перемешивают.

Аликвоту анализируемого раствора (в соответствии с табл.3) помещают в мерную колбу вместимостью 100 см, приливают 20 см раствора хлористого калия, соответствующее количество фонового раствора железа, доливают водой до метки, перемешивают.

Таблица 3

3.2.4. Раствор распыляют в пламени закись азота-ацетилен и измеряют абсорбцию алюминия при длине волны 309,3 нм.

Абсорбцию каждого раствора измеряют не менее двух раз и для расчета берут среднее арифметическое из двух значений абсорбции.

После каждого раствора пробы распыляют воду до получения нулевого показания прибора.

3.2.5. Для внесения поправки на содержание окиси алюминия в реактивах одновременно через все стадии анализа проводят контрольный опыт.

По найденным значениям абсорбции исследуемого раствора за вычетом абсорбции раствора контрольного опыта находят содержание окиси алюминия по градуировочному графику или методом сравнения.

3.2.6. Для определения окиси алюминия могут быть использованы растворы, полученные для определения окиси кальция и окиси магния по п.3.2.1 или 3.2.2 ГОСТ 18262.7. При использовании указанных растворов необходимо подобрать соответствующую аликвоту и выровнять кислотность испытуемых растворов и растворов градуировочного графика.

3.2.7. Для построения градуировочного графика в пять из шести мерных колб вместимостью 100 см приливают 1, 2, 3, 4, 5 см стандартного раствора алюминия (раствор Б), что соответствует 0,0002; 0,0004; 0,0006; 0,0008; 0,0010 г окиси алюминия (при массовой доле окиси алюминия от 0,1 до 0,4%) или 0,5; 1,0; 2,5; 5,0; 7,5 см стандартного раствора алюминия (раствор А), что соответствует 0,001; 0,002; 0,005; 0,010; 0,015 г окиси алюминия (при массовой доле окиси алюминия от 0,4 до 15%). Затем во все колбы приливают по 20 см раствора хлористого калия, по 10 см фонового раствора железа, доливают водой до метки и перемешивают. Измеряют абсорбцию алюминия, как указано в п.3.2.4.

Раствор шестой колбы, не содержащий стандартный раствор алюминия, служит раствором контрольного опыта для градуировочного графика.

По найденным значениям абсорбции растворов для градуировочного графика за вычетом значения абсорбции раствора контрольного опыта и соответствующим им концентрациям окиси алюминия строят градуировочный график.

Примечание. Поскольку диапазон линейности градуировочных графиков зависит от чувствительности применяемых приборов, то предлагаемые концентрации элемента при определении в пробах (табл.1) и в растворах градуировочного графика (п.3.2.7) необходимо считать рекомендуемыми.

3.2.8. Для приготовления раствора сравнения в три мерные колбы вместимостью 100 см приливают стандартный раствор алюминия А или Б в количестве, соответствующем предполагаемому содержанию окиси алюминия, приливают по 20 см хлористого калия, по 10 см раствора железа, доливают водой до метки и перемешивают. Измеряют абсорбцию растворов, как указано в п.3.2.4.

3.3. Обработка результатов

3.3.1. Массовую долю окиси алюминия () в процентах при использовании градуировочного графика вычисляют по формуле

,

где - масса окиси алюминия в объеме используемого для измерения раствора, найденная по градуировочному графику, г;

- масса навески высушенной пробы в объеме раствора, используемого для измерения, г.

3.3.2. Массовую долю окиси алюминия () в процентах при использовании метода сравнения вычисляют по формуле

,

где - масса окиси алюминия в растворе сравнения, г;

- масса навески высушенной пробы в объеме раствора, используемого для измерения, г;

- значение абсорбции анализируемого раствора за вычетом значения абсорбции раствора контрольного опыта;

- значение абсорбции раствора сравнения за вычетом значения абсорбции раствора контрольного опыта.

3.3.3. Абсолютное допускаемое расхождение между результатами двух определений при доверительной вероятности 0,95 не должно превышать величины, указанной в табл.2.