TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 11147:2015 (ISO 7723:1984) VỀ QUẶNG VÀ TINH QUẶNG MANGAN – XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG TITAN – PHƯƠNG PHÁP ĐO PHỔ 4,4’- DIANTIPYRYLMETAN

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 11147:2015

ISO 7723:1984

QUẶNG VÀ TINH QUẶNG MANGAN – XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG TITAN – PHƯƠNG PHÁP ĐO PHỔ 4,4′-DIANTIPYRYLMETAN

Manganese ores and concentrates – Determination of titanium content – 4,4′-Diantipyrylmethane spectrometric method

Lời nói đầu

TCVN 11147:2015 hoàn toàn tương đương với ISO 7723:1984.

TCVN 11147:2015 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 TITAN – PHƯƠNG PHÁP ĐO PHỔ 4,4′-DIANTIPYRYLMETAN

Manganese ores and concentrates – Determination of titanium content – 4,4′-Diantipyrylmethane spectrometric method

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp đo phổ sử dụng 4,4’-diantipyrylmetan để xác định hàm lượng titan trong quặng và tinh quặng mangan.

Phương pháp này áp dụng cho các sản phẩm có hàm lượng titan từ 0,01% (khối lượng) đến 0,5 % (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 axit clohydric, axit nitric và axit sulfuric.

Tách cặn không tan, giữ lại dịch lọc làm dung dịch chính.

Đốt giấy lọc chứa cặn và xử lý bằng axit sulfuric và axit flohydric.

Nung chảy cặn đã đốt với kali disulfat.

Hòa tan khối chảy trong axit sulfuric và gộp dung dịch nhận được vào dung dịch chính.

Khử sắt bằng axit ascobic.

Tạo màu với 4,4’-diantipyrylmetan và đo độ hấp thụ ở bước sóng 385 nm.

4  Thuốc thử

4.1  Kali disulfat (K₂S₂O₇).

4.2  Axit clohydric, ρ 1,19 g/ml.

4.3  Axit clohydric, pha loãng 1 + 1.

4.4  Axit clohydric, pha loãng 1 + 50.

4.5  Axlt nitric, ρ 1,42 g/ml.

4.6  Axit sulfuric, ρ 1,84 g/ml, pha loãng 1 + 1.

4.7  Axit sulfuric, ρ 1,84 g/ml, pha loãng 1 + 9.

4.8  Axlt flohydric, ρ 1,14 g/ml, dung dịch 40 % (khối lượng).

4.9  Axit ascobic (C₆H₈O₆), dung dịch 100 g.l.

Dung dịch này cần được chuẩn bị mới

4.10  4,4’-diantipyrylmetan (C₂₃H₂₄O₂N₄.H₂O), dung dịch 50 g/l.

Hòa tan 5 g 4,4′-diantipyrylmetan monohydrat trong 70 ml axit clohydric pha loãng 1 + 10. Lọc dung dịch, nếu cần. Chuyển dung dịch vào bình định mức dung tích 100 ml, định mức bằng chính axit trên và lắc đều.

Dung dịch này cần được chuẩn bị mới.

4.11  Titan, dung dịch chuẩn tương ứng 100 g Ti/I.

Chuẩn bị dung dịch theo một trong hai cách sau:

a) Cân 0,1670 g titan dioxit đã nung ở 900 °C trong 40 min cho vào chén platin có nắp. Nung chảy với 3 đến 4 g kali disulfat (4.1) ở 650 °C đến 700 °C cho đến khi nhận được khối chảy trong suốt. Để nguội chén và đưa chén chứa khối chảy vào cốc dung tích 200 ml, thêm 50 ml axit sulfuric (4.7) và hòa tan khối chảy trong khi đun nhẹ. sau khi tia rửa bằng axit sulfuric (4.7), lấy chén platin ra khỏi cốc. Chuyển dung dịch vào bình định mức dung tích 1000 ml, định mức bằng axit sulfuric (4.7) và lắc đều.

b) Cân 0,100 g titan kim loại (độ tinh khiết 99,95%) và hòa tan trong 20 ml axit sulfuric (4.6). Sau Khi hòa tan thêm 2 đến 3 giọt axit nitric (4.5) vào dung dịch và làm bay hơi đến khi xuất hiện khói axit sulfuric. Để nguội và hòa tan cặn trong 50 ml axit sulfuric (4.7) nóng. Chuyển dung dịch vào bình định mức dung tích 1000 ml, định mức bằng axit sulfuric (4.7) và lắc đều.

1 ml của mỗi dung dịch này chửa 100 μg Ti.

4.12  Titan, dung dịch chuẩn tương ứng 20 mg Ti/I.

Dùng pipet lấy 50 ml dung dịch chuẩn titan (4.11) cho vào bình định mức dung tích 250 ml, định mức bằng axit sulfuric (4.7) và lắc đều.

1 ml của mỗi dung dịch này chứa 20 μg Ti.

5  Thiết bị, dụng cụ

Thiết bị, dụng cụ thông thường trong phòng thử nghiệm và

5.1  Chén platin.

5.2  Máy đo phổ, có hệ thống chọn bước sóng biến đổi liên tục hoặc gián đoạn, thích hợp cho việc sử dụng ở bước sóng 385 nm.

6  Mẫu và lấy mẫu

Lấy mẫu đơn quặng mangan theo TCVN 10548-1 (ISO 4296-1).

Chuẩn bị mẫu quặng mangan theo TCVN 10548-2 (ISO 4296-2).

Sử dụng mẫu thử đã được nghiền đến kích cỡ không lớn hơn 100 μm (kiểm tra bằng sàng có cỡ lỗ thích hợp) và để khô trong không khí ở điều Kiện phòng thí nghiệm.

7  Cách tiến hành

7.1  Phần mẫu thử

Cân 1g mẫu thử,

7.2  Phép thử trắng

Tiến hành phép thử trắng qua tất cả các bước phân tích.

7.3  Phân hủy phần mẫu thử

Cho phần mẫu thử (7.1) vào cốc dung tích 200 ml, làm ẩm bằng vài giọt nước, thêm 30 ml axit clohydric (4.2), đậy bằng nắp kính đồng hồ và đun để phân hủy hoàn toàn phần mẫu thử. Thêm 5 ml axit nitric (4.5).

Đun đến khi bốc hết khói nitơ oxit. Để nguội, thêm 20 ml axit sulfuric (4.6) và làm bay hơi đến khi bốc khói trắng đậm đặc. Để nguội, thêm 20 ml axit clohydric (4.3), 50 ml nước nóng và đun để hòa tan muối. Lọc cặn không tan qua giấy lọc trung bình có chứa một lượng nhỏ bột giấy lọc. Dùng đũa thủy tinh có đầu bọc cao su gạt những hạt kết tủa bám trên thành cốc và chuyển chúng lên giấy lọc. Tia rửa cốc và phễu lọc chứa kết tủa 2 hoặc 3 lần bằng axit clohydric (4.4) nóng và sau đó 8 đến 10 lần bằng nước nóng. Giữ lại dịch lọc làm dung dịch chính.

7.4  Xử lý cặn

Chuyển giấy lọc chứa kết tủa vào chén platin (5.1). Sấy khô và nung ở 500 °C đến 600 °C. Để nguội chén, tẩm ướt cặn bằng 2 hoặc 3 giọt nước, thêm 5 hoặc 6 giọt axit sulfuric (4.6), 5ml đến 7 ml axit flohydric (4.8) và đun từ từ cho đến khi bốc hết khói axit sulfuric.

Để nguội chén, thêm 1 g kali disulfat (4.1), đậy chén bằng nắp platin và nung chảy ở 650 °C đến 700 °C. Đưa chén và nắp đã nguội vào cốc 200 ml, thêm 30 ml axit sulfuric (4.7) và đun để hòa tan khối chảy. Lấy chén và nắp ra, tia rửa bằng axit sulfuric (4.7) vào cốc. Gộp dung dịch vào dung dịch chính (7.3) và nếu thấy cần, làm bay hơi đến khoảng 150 ml. Chuyển dung dịch nhận được vào bình định mức 200 ml, pha loãng bằng nước đến vạch mức và lắc đều.

7.5  Chuẩn bị dung dịch cho phép đo phổ

Trước khi lấy dung dịch, nếu thấy cần (nghĩa là khi xuất hiện kết tủa bari và chì sullfat), lọc dung dịch thử qua giấy lọc mịn khô vào một bình khô, bỏ đi phần dịch lọc ban đầu.

Lấy phần dung dịch thích hợp của dung dịch thử (xem bảng 1) cho vào bình định mức dung tích 100 ml. Thêm 10 ml dung dịch axit ascobic (4.9) và lắc đều. Để yên trong 5 min. Thêm 15 ml axit clohydric (4.3) và 10 ml dung dịch 4,4′-diantipyrylmetan (4.10). Pha loãng bằng nước đến vạch mức và lắc đều.

Để yên dung dịch trong 20 min để có được màu ổn định.

Bảng 1 – Dung dịch đo phổ

7.6  Phép đo phổ

Đo độ hấp thụ của dung dịch trong cuvet 10 đến 30 mm (tùy theo hàm lượng titan), trên máy đo phổ (5.2) với bộ lọc có độ truyền qua cực đại trong phạm vi bước sóng 380 nm đến 400 nm hoặc máy đo phổ trang bị bộ chọn bước sóng biến đổi liên tục ở bước sóng 385 nm, nước làm dung dịch so sánh.

7.7  Lập đường chuẩn

Dùng buret lấy 0,0; 0,5; 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0 và 10,0 ml dung dịch titan chuẩn (4.12), tương ứng 0,0; 10; 20; 40; 80; 120; 160 và 200 μg Ti vào dãy 8 bình định mức dung tích 100 ml. Bình thứ nhất dùng để chuẩn bị dung dịch bổ chính đường chuẩn. Thêm 10 ml dung dịch axit ascobic (4.9) và lắc đều. Để yên 5 min, thêm 15 ml dung dịch axit clohydric (4.3) và 10 ml dung dịch 4,4‘– diantipyrylmetan (4.10), pha loãng bằng nước đến vạch mức và lắc đều, sau 20 min đo độ hấp thụ theo 7.6, sử dụng cuvet như đã dùng cho phép đo độ hấp thụ các dung dịch thử.

Dựng đường chuẩn theo giá trị độ hấp thụ (đã trừ giá trị độ hấp thụ của dung dịch bổ chính đường chuẩn) và hàm lượng titan danh định của các dung dịch đường chuẩn.

8  Biểu thị kết quả

8.1  Tính kết quả

Dùng đường chuẩn (7.7) chuyển độ hấp thụ thực của dung dịch thử (nhận được bằng cách lấy độ hấp thụ đọc được của dung dịch thử trừ đi độ hấp thụ đọc được của dung dịch thử trắng) ra hàm lượng titan.

Hàm lượng titan (Ti), biểu thị bằng phần trăm khối lượng, tính theo công thức:

trong đó

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

m₁ là khối tượng titan trong phần dung dịch thử xác định theo đường chuẩn, tính bằng miligam;

K là hệ số chuyển đổi hàm lượng titan trên mẫu khô.

8.2  Sai số cho phép của kết quả các lần xác định hai lần

Bảng 2 – Sai số cho phép đối với hàm lượng titan