TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 11151:2015 (ISO 9292:1988) VỀ QUẶNG VÀ TINH QUẶNG MANGAN – XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG SẮT TỔNG – PHƯƠNG PHÁP ĐO PHỔ 1,10-PHENANTROLIN

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 11151:2015

ISO 9292:1988

QUẶNG VÀ TINH QUẶNG MANGAN – XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG SẮT TỔNG – PHƯƠNG PHÁP ĐO PHỔ 1,10-PHENANTROLIN

Manganese ores and concentrates – Determination of total iron content – 1,10-Phenanthroline spectrometric method

Lời nói đầu

TCVN 11151:2015 hoàn toàn tương đương với ISO 9292:1988.

TCVN 11151:2015 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC102 Quặng sắt biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

QUẶNG VÀ TINH QUẶNG MANGAN – XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG SẮT TỔNG – PHƯƠNG PHÁP ĐO PHỔ 1,10-PHENANTROLIN

Manganese ores and concentrates – Determination of total iron content – 1,10-Phenanthroline spectrometric method

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp đo phổ 1,10-phenantrolin để xác định hàm lượng sắt tổng có trong quặng và tinh quặng mangan. Phương pháp này áp dụng cho các loại quặng có hàm lượng sắt tổng từ 0,1 % (khối lượng) đến 15 % (khối lượng);

Tiêu chuẩn này được sử dụng cùng với TCVN 11142 (ISO 4297).

2. Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau là cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi (nếu có).

TCVN 10548-1 (ISO 4296-1), Quặng mangan – Lấy mẫu – Phần 1: Lấy mẫu đơn.

TCVN 10548-2 (ISO 4296-2), Quặng mangan – Lấy mẫu – Phần 2: Chuẩn bị mẫu.

TCVN 11142 (ISO 4297), Quặng và tinh quặng mangan – Phương pháp phân tích hóa học – Hướng dẫn chung.

3. Nguyên tắc

Phân hủy phần mẫu thử bằng cách xử lý với axit clohydric. Lọc cặn không tan và giữ lại dịch lọc làm dung dịch chính. Đốt giấy lọc có chứa cặn và xử lý bằng axit sulfuric và axit flohydric.

Nung chảy phần cặn đã đốt với kali pyrosulfat. Hòa tan khối chảy trong dung dịch chính. Tạo thành phức của sắt với 1,10-phenantrolin và đo phổ.

4. Các phản ứng

Phương pháp này dựa trên sự tạo thành phức màu của sắt(II) với 1,10-phenanthrolin (pH 4 đến 5) sau khi khử sắt(III) thành sắt(II) bằng hydroxylamoni clorua.

5. Thuốc thử

5.1. Axit clohydric, r 1,19 g/ml.

5.2. Axit clohydric, r 1,19 g/ml, pha loãng 1 + 50.

5.3. Axit sulfuric, r 1,84 g/ml, pha loãng 1+1.

5.4. Axit flohydric, r 1,14 g/ml, dung dịch 40 % (khối lượng).

5.5. Kali pyrosulfat (K₂S₂O₇) hoặc kali hydro sulfat (KHSO₄).

5.6. Hydroxylamoni clorua, dung dịch 10 % (khối lượng).

5.7. Dung dịch đệm.

Hòa tan 450 g natri acetat trong 500 ml nước, cho thêm 240 ml axit acetic băng, pha loãng bằng nước đến 1000 ml và lắc đều.

5.8. 1,10-phenantrolin, dung dịch c(C₁₂H₈N₂.H₂O) = 5 g/l.

Hòa tan 5 g 1,10-phenantrolin (C₁₂H₈N₂.H₂O) trong 100 ml etanol, và pha loãng bằng nước đến 1000 ml. Cách khác, hòa tan 6 g 1,10-phenantrolin hydroclorua (C₁₂H₈N₂HCI.H₂O) trong 1000 ml nước.

5.9. Sắt, dung dịch chuẩn

Dung dịch A.

Cho 0,500 0 g sắt kim loại [độ tinh khiết 99,95 % (khối lượng)] vào cốc dung tích 300 ml, cho thêm 100 ml axit sulfuric (r 1,84 g/ml pha loãng 1 + 1), đậy cốc bằng nắp kính đồng hồ và gia nhiệt từ từ để hòa tan hoàn toàn. Làm nguội dung dịch, cho thêm 10 ml dung dịch hydro peroxit [30 % (khối lượng) pha loãng 1 + 9] từng giọt một và gia nhiệt từ từ đến sôi và phân hủy lượng dư của hydro peroxit. Sau khi làm nguội, chuyển dung dịch vào bình định mức dung tích 1000 ml, pha loãng bằng nước đến vạch mức và lắc đều.

1 ml dung dịch A chứa 0,5 mg sắt.

Dung dịch B.

Chuyển 50 ml dung dịch A cho vào bình định mức dung tích 500 ml, cho thêm 25 ml axit clohydric (5.1), làm nguội, pha loãng bằng nước đến vạch mức và lắc đều.

1 ml dung dịch B chứa 0,05 mg sắt.

6. Thiết bị, dụng cụ

Các thiết bị, dụng cụ thông thường trong phòng thử nghiệm, và

6.1. Chén, bằng platin hoặc hợp kim platin.

6.2. Máy đo phổ hoặc máy so màu quang điện

7. Lấy mẫu và các mẫu thử

Để phân tích, sử dụng mẫu phòng thử nghiệm có cỡ hạt nhỏ hơn 100 mm, được lấy theo TCVN 10548-1 (ISO 4296-1) và chuẩn bị theo TCVN 10548-2 (ISO 4296-2).

8. Cách tiến hành

8.1. Phần mẫu thử

Lấy vài mẫu, cân khối lượng phần mẫu thử được chọn từ Bảng 1 tùy theo hàm lượng sắt tổng dự kiến.

Bảng 1 – Khối lượng phần mẫu thử

8.2. Phép thử trắng

Thực hiện phép thử trắng song song với phép phân tích (các) mẫu quặng ở cùng các điều kiện.

8.3. Xác định

8.3.1. Phân hủy phần mẫu thử

Cho phần mẫu thử (8.1) vào cốc dung tích 300 ml, làm ẩm bằng nước, và cho thêm 30 ml axit clohydric (5.1) . Đậy cốc bằng nắp kính đồng hồ và gia nhiệt từ từ để phân hủy mẫu. Rửa nắp kính đồng hồ và pha loãng bằng nước ấm đến khoảng 50 ml.

Lọc cặn không tan trên giấy lọc trung bình có thêm một lượng nhỏ bột giấy. Rửa giấy và cặn từ bốn đến năm lần bằng axit clohydric nóng (5.2) và bốn đến năm lần bằng nước nóng. Gộp phần dịch lọc và nước rửa trong bình cốc dung tích 300 ml và giữ làm dung dịch chính.

8.3.2. Xử lý cặn

Cho giấy lọc có chứa cặn vào chén platin (6.1), sấy khô giấy và cặn và đốt tại nhiệt độ từ 500 ^oC đến 600 ^oC. Để chén nguội, làm ẩm cặn bằng vài giọt nước, cho thêm 3 đến 4 giọt axit sulfuric (5.3). sau đó cho thêm 5 ml đến 6 ml axit flohydric (5.4) và làm bay hơi đến khô. Để chén nguội, cho thêm 2 g kali pyrosulfat hoặc kali hydro sulfat (5.5) vào cặn và nung tại nhiệt độ từ 600 ^oC đến 650 ^oC cho đến khi thu được khối chảy trong.

Để chén nguội, hòa tan khối chảy trong dung dịch chính (8.3.1) có gia nhiệt, sau đó lấy chén ra và rửa bằng nước. Làm nguội dung dịch và chuyển vào bình định mức dung tích 250 ml, pha loãng bằng nước đến vạch mức và lắc đều.

8.3.3. Chuẩn bị dung dịch cho phép đo phổ

Đối với các loại quặng có hàm lượng sắt đến 0,8 % (khối lượng) lấy 10 ml từ dung dịch (8.3.2); đối với các loại quặng có hàm lượng sắt lớn hơn 0,8 % (khối lượng) lấy 5 ml từ dung dịch (8.3.2). Chuyển phần dung dịch đã lấy vào bình định mức dung tích 100 ml và cho thêm 50 ml nước.

Cho thêm 5 ml dung dịch hydroxylamoni clorua (5.6), lắc đều, để yên trong 5 min, sau đó cho thêm 10 ml dung dịch đệm (5.7) và 10 ml dung dịch 1,10-phenantrolin (5.8). Lắc đều và để yên trong 1 h tại nhiệt độ phòng hoặc 15 min tại nhiệt độ 30 ^oC. Làm nguội dung dịch, pha loãng bằng nước đến vạch mức và lắc đều.

8.3.4. Phép đo phổ

Sử dụng máy đo phổ (6.2) được cài đặt độ hấp thụ lớn nhất (tại bước sóng từ 508 nm đến 512 nm) hoặc máy so màu quang điện (6.2) được lắp với bộ lọc ánh sáng (tại bước sóng từ 480 nm đến 520 nm) để đo độ hấp thụ của dung dịch thử (8.3.3) nước làm dung dịch so sánh.

CHÚ THÍCH: Trong trường hợp của phép đo bằng đèn hơi thủy ngân, thì đo độ hấp thụ tại bước sóng 546 nm.

8.3.5. Xây dựng đường chuẩn

Dùng pipet lấy dung dịch chuẩn sắt B (5.9) các lượng: 0,0; 1,0; 2,0; 4,0; 6,0 và 8,0 ml tương ứng với 0,0; 0,05; 0,10; 0,20; 0,30 và 0,40 mg sắt cho vào sáu bình định mức dung tích 100 ml. Cho vào từng bình 50 ml nước và 5 ml dung dịch hydroxylamoni clorua (5.6), lắc đều, để yên trong 5 min, sau đó cho thêm 10 ml dung dịch đệm (5.7) và 10 ml dung dịch 1,10-phenantrolin (5.8). Lắc đều và để yên trong 1 h tại nhiệt độ phòng hoặc 15 min tại nhiệt độ 30 ^oC. Làm nguội dung dịch, pha loãng bằng nước đến vạch mức và lắc đều. Tiến hành phép đo phổ như qui định tại 8.3.4.

Dựng đường chuẩn bằng cách vẽ các độ hấp thụ (trừ đi độ hấp thụ của dung dịch đường chuẩn zero) theo các hàm lượng sắt danh nghĩa của các dung dịch.

9. Biểu thị kết quả

9.1. Tính kết quả

Chuyển đổi số đọc độ hấp thụ đối với dung dịch thử về hàm lượng sắt tổng theo phương pháp đường chuẩn (8.3.5), sau khi trừ đi số đọc độ hấp thụ đối với phép thử trắng,

Hàm lượng sắt tổng, w_Fe, biểu thị bằng phần trăm khối lượng, tính theo công thức sau:

trong đó

m₀ là khối lượng của phần mẫu thử tương ứng với phần mẫu của dung dịch thử, tính bằng gam;

m₂ là khối lượng của sắt có trong phần mẫu của dung dịch thử, thu được từ đường chuẩn, tính bằng gam;

K là hệ số chuyển đổi biểu thị hàm lượng sắt tổng ở trạng thái khô.

9.2. Sai số cho phép của kết quả giữa các phép xác định hai lần

Sai số cho phép của kết quả giữa các phép xác định hai lần được qui định trong Bảng 2.

Bảng 2 – Sai số cho phép đối với hàm lượng sắt tổng