TCVN11143:2015

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11143:2015 (ISO 4571:1981) về Quặng và tinh quặng mangan - Xác định hàm lượng kali và natri - Phương pháp đo phổ phát xạ nguyên tử ngọn lửa TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 11143:2015 ISO 4571:1981 Q U ẶNG VÀ TINH QU Ặ NG MANGAN - X Á C ĐỊNH HÀM LƯỢNG KALI VÀ NATRI - PHƯƠNG PHÁP ĐO PH Ổ PHÁT XẠ NGUYÊN TỬ NGỌN LỬA Manganese ores and concentrates - Determination of potassium and sodium content - Flame atomic emission spectrometr i c method Lời nói đầu TCVN 11143:2015 hoàn toàn tương đương với ISO 4571:1981. TCVN 11143:2015 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. Q U ẶNG VÀ TINH QU Ặ NG MANGAN - X Á C ĐỊNH HÀM LƯỢNG KALI VÀ NATRI - PHƯƠNG PHÁP ĐO PH Ổ PHÁT XẠ NGUYÊN TỬ NGỌN LỬA Manganese ores and concentrates - Determination of potassium and sodium content - Flame atomic emission spectrometr i c method 1 Phạm v i áp dụng Tiêu chuẩn này quy định phương pháp đo phổ phát xạ nguyên tử ngọn lửa để xác định hàm lượng ka l i và/hoặc natri có trong quặng mangan và tinh quặng mangan. Phương pháp này áp dụng cho các loạ i quặng có h à m lượng kali từ 0,08 % (khối lượng) đến 3 % (khối lượng) và hàm lượng natri từ 0,02 % (khối lượng) đến 1 % (khối lượng). Tiêu chuẩn này được sử dụng cùng với TCVN 11142 (ISO 4297). 2 Tài l iệu viện dẫn Các tài liệu viện dẫn sau là cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện d ẫn ghi năm c ô ng b ố thì áp dụng bản đ ư ợc nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố th ì á p dụng bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đ ổ i (nếu có). TCVN 11142 (ISO 4297), Quặng và tinh quặng mangan - Phương pháp ph â n t í ch hóa học - Hướng dẫn chung. 3 Nguyên tắc Phân hủy phần mẫu thử có hàm lượng sắt thấp bằng cách xử lý với các axit nitric, fl ohydric và sul f uric. Loại bỏ axit f luohydric b ằ ng cách làm bay hơi dung dịch cho đến khi không còn khói của axit sulfuric. Xử l ý dung dịch với axit sulfuric và hydro peroxit để hòa tan mangan dioxit. Phân hủy phần mẫu thử có hàm lượng sắt cao bằng cách xử lý với các axit clohydric, nitric, f lohydric và pecloric. Loại bỏ axit fl ohydric bằng cách làm bay hơi dung dịch cho đến khi bốc khói đặc của axit pedoric. Xử lý d u ng dịch với axit clohydric để hòa tan mangan d i oxit. Cho thêm dung dịch cezi nitrat và pha loãng thích hợp. Phun dung dịch vào ngọn l ử a không kh í /axetylen và đo độ phát xạ tại b ư ớc sóng 766,5 nm đến 769,7 nm đối với kali và tại bước sóng từ 589,0 nm đến 589,6 nm đối với natri. Loại trừ sự c ả n tr ở của canxi bằng cách sử dụng bộ tạo đơn sắc và loại trừ sự cản trở lẫn nhau của các nguyên tố kiềm (natri, lithi và các nguyên tố khác) bằng dung dịch cezi nitrat. 4 Thuốc thử 4.1 Sắt, độ tinh khiết 99,99 %. 4.2 Kali clorua Trước khi sử dụng, sấy khô tại 110 °C đến khối lượng không đổi. 4.3 Mangan điện phân, độ tinh khiết kh ô ng nhỏ hơn 99,95%. Cho 10 g mangan điện phân vào cốc thử dung tích 400 ml, xử lý lớp b ề mặt bằng hỗn hợp của 50 ml nước và 5 ml axit nitric (4.5) trong vài phút cho đến khi b ề mặt sáng b ó ng. Rửa mangan vừa thu được sáu lần bằng nước và sau đó bằng aceton, và sấy khô tại 100 °C trong 10 min. 4.4 Natri clorua Trước khi sử dụng, sấy khô tại 110 °C đến khối lượng không đổi. 4.5 Axit nitr i c, ρ 1,40 g/ml. 4.6 Axit fluohydric , ρ 1,14 g/ml. 4.7 Axit sulfuric, pha loãng 1 + 1. 4.8 Hydro peroxyt, dung dịch 30% (khối lượng/thể tích), không ch ứ a các kim loại kiềm. 4.9 Axit clohydric, ρ 1,19 g/ml. 4.10 Axit peclor i c, ρ 1,51 g/ml. 4.11 Cez i n i trat, dung dịch 15 g/l. 4.12 Sắt, dung dịch ti ê u chuẩn, tương ứng 10 g Fe/I. Cho 2,5 g sắt (4.1) vào cốc dung t í ch 400 ml. Hòa tan trong 15 ml axit nitric (4.5) và 30 ml nước, sau đó cho thêm 15 ml axit sulfuric (4.7). Làm bay hơi dung dịch cho đến khi có khói của axit sulfuric, đ ể nguội và pha loãng bằng nước. Chuy ể n vào bình định mức dung tích 250 m l , pha loãng bằng nước đ ế n vạch m ứ c và l ắ c đều. 1 ml dung dịch tiêu chuẩn này chứa 10 mg Fe. 4.13 Mangan, dung dịch tiêu chuẩn, tương ứng 25 g Mn/I. Cho 6,25 g mangan (4.3) vào cốc dung tích 400 ml và hòa tan trong 30 ml axit clohydric (4.9) và 30 ml nước. Sau đó cho thêm 35 ml axit sulfuric (4.7), làm bay hơi dung dịch cho đến khi c ó kh ó i của axit sulfuric, đ ể nguội và pha loãng bằng nước. Chuyển vào b ì nh định mức dung tích 250 ml, pha lo ã ng bằng nước đến vạch mức v à lắc đều. 1 ml dung dịch tiêu chuẩn n à y chứa 25 mg Mn. 4.14 Kali, dung dịch tiêu chuẩn tương ứng với 0,1 g K/l. Cân 0,190 7 g kali clorua (4.2) vào cốc dung tích 400 ml và hòa tan trong 200 ml nước. Chuyển vào bình định mức dung tích 1 000 ml, pha loãng bằng nước đến vạch mức và lắc đều. 1 ml dung dịch tiêu chu ẩ n này chứa 0,1 mg K. Bảo quản dung dịch trong các b ì nh polyetylen. 4.15 Natri, dung dịch tiêu chuẩn tương ứng với 0,1 g Na/I. Cân 0,254 2 g natri clorua (4.4) vào cốc dung tích 400 ml và hòa tan trong 200 ml nước. Chuyển vào b ì nh định mức dung tích 1 000 ml, pha lo ã ng bằng nước đến vạch mức và lắc đều. 1 ml dung dịch tiêu chuẩn này ch ứ a 0,1 mg Na. Bảo quản dung dịch trong các b ì nh polyety l en. 5 Thi ế t bị, dụng cụ CHÚ TH Í CH: 1 T ấ t cả các dụng cụ phải được rửa bằng axit clohydric và sau đ ó bằng nước cất. 2 T ấ t cả các dung dịch ti ê u chuẩn và đường chuẩn phải được bảo quản trong các chai nhựa. Các thiết bị, dụng cụ thông thường trong ph ò ng thử nghiệm và 5.1 Máy đo phổ ngọn lửa, với bộ tạo đơn sắc cung cấp độ nhạy và độ chụm phù hợp. 5.2 Đ è n đ ố t không kh í -axetylen. 5.3 Đĩa, platin hoặc bằng vật liệu phù hợp khác để xử lý với axit f lohydric, dung tích 300 ml. 5.4 Cốc thử , bằng f loroplastic hoặc polytetra f loroetylen, dung tích 250 ml đến 300 ml. 6 Cách tiến hành 6.1 Phép thử trắng Trước khi tiến hành xử lý phần mẫu thử, phải đảm bảo là các thuốc thử đang sử dụng ph ả i cho các giá tr ị trắng đối với các phép xác định natri và kali trong từng trường hợp không lớn hơn hàm lượng kiềm tương đương 0,002 % (khối lượng) trong quặng hoặc tinh quặng. 6.2 Phân hủy ph ầ n mẫu thử a) Đối với các mẫu có hàm lượng sắt th ấ p Cân từ 0,1 g đến 0,5 g (tùy thuộc vào hàm lượng của nguyên tố được xác định) phần mẫu thử cho vào đ ĩa (5.3) vá hòa tan trong hỗn hợp axit sau: 3 ml axit nitric (4.5), 10 ml axit flohydr i c (4.6) và 10 ml ax i t sulfuric (4.7). Làm bay hơi dung dịch cho đến khi không c ò n khói của axit sulfuric, sau đó để nguội. Rửa phía dưới đĩa bằng 10 ml đến 15 ml nước, cho vào 1 ml axit sul f uric (4.7) và 10 đến 20 giọt hydro peroxyt (4.8). Gia nhiệt dung d ị ch để hòa tan mangan dioxit và phân h ủ y hoàn toàn lượng dư của hydro peroxyt. b) Đối với các mẫu có hàm lượng sắt cao Cân từ 0,1 g đến 0,5 g (tùy thuộc vào hàm lượng của nguyên tố được xác định) phần mẫu thử cho vào cốc thử (5.4) và hòa tan trong 10 ml axit clohydric (4.9). Sau đó cho vào 1 ml đến 2 ml axit nitric (4.5) và từ 5 ml đến 10 ml axit f lohydric (4.6), tùy thuộc vào hàm lượng silic dioxit. Cho vào 5 ml axit pecloric (4.10), gia nhiệt dung dịch cho đến kh i bốc khói của axit pecloric và để yên dung dịch trong 2 min. Rửa phía dưới đĩa b ằ ng nước cất và gia nhiệt lại cho đến khi c ó khói đặc của axit pecloric. Đ ể nguội . Hòa tan cặn bằng 5 ml axit c l ohydric (4.9) và 10 ml đến 15 ml nước, có gia nhiệt. 6.3 Chuẩn bị dung dịch để đo phổ Chuy ể n các dung dịch thu được vào các bình định mức dung tích 100 ml, cho vào 2 ml dung dịch cezi nitrat ( 4.11), pha loãng bằng nước đến vạch mức và lắc đều. Nế u các dung dịch này đục th ì lọc qua giấy lọc khô, loại giấy lọc trung bình vào b ì nh khô bỏ phần dịch lọc đầu. Thực hiện phép thử trắng, đ ể hiệu ch ỉ nh các hàm lượng natri và kali. 6.4 Phép đo ph ổ Hút các dung dịch thu được vào ngọn lửa không khí/axetylen của máy phổ (5.1) và đo phát xạ tại bước sóng t ừ 766,5 nm đến 769,7 nm đối với kali v à tại b ướ c sóng từ 589,0 nm đến 589,6 nm đối với natri. Để loại trừ ảnh hưởng của áp suất khí, lặp lại toàn bộ hàng loạt các phép đo v à lấy giá trị trung b ì nh của các s ố đọc nhận được. Chuyển đổi các s ố đọc phát xạ của các dung dịch thử về microgram natr i và kali trên mi l ilit bằng cách sử dụng đ ườn g chuẩn hoặc bằng phương pháp chặn tr ê n chặn dư ớ i và trừ đi s ố đ ọ c phát xạ của dung dịch trắng. 6.5 Lập đường chuẩn 6.5.1 Đồng thời cùng phép phân tích, tiến hành phân tích một loạt các dung dịch tiêu chuẩn. Để chuẩn bị ch ú ng, chuyển các dung dịch sắt (4.12) và các dung dịch mangan (4.13) theo các lượng tương ứng với các hàm lượng của chúng trong mẫu phân tích vào các đĩa (5.3) hoặc các cốc (5.4), sau đó thêm các dung dịch chuẩn kali (4.14) và các dung dịch chuẩn natri (4.15) trong dải nồng độ từ 0 m g/ml đến 40 m g/ml. Dung dịch trắng thu được l à dung dịch không thêm d u ng dịch chuẩn kali và natri. Dựng đường chuẩn bằng cách vẽ đ ồ thị các s ố đọc phát xạ, sau khi trừ đi số đọc phát xạ của dung dịch trắng theo các hàm lượng kali và natri tương ứng. 6.5.2 Đ ố i với phép xác định h à m lượng kali và natri bằng phương pháp chặn trên chặn dưới, so sánh độ phát xạ của dung dịch thử với phát xạ của hai dung dịch chuẩn thu được như nêu tại 6.5.1, độ phát xạ của dung dịch không được cao hơn 10% và độ phát xạ của dung dịch thứ hai không được thấp hơn 10% so với độ phát xạ của dung dịch thử. 7 Bi ể u thị kết qu ả 7.1 Tính kết quả Hàm lượng kali (K) hoặc natri (Na), biểu thị theo phần trăm khối lượng, tính theo công thức (1): (1) trong đó c l à nồng độ, của kali hoặc natri trong dung dịch thử, nhận được từ đường hiệu chuẩn hoặc theo công thức (2), t í nh bằng microgram trên mililit; V l à thể tích của dung dịch thử, t í nh bằng mililit; m là khối lượng của phần mẫu thử, t í nh b ằ ng gam; K là hệ số chuyển đ ổ i để biểu th ị hàm lượng kali hoặc natri ở trạng thái khô. Giá tr ị của c đối với phương pháp chặn trên chặn dưới tính theo công thức (2): (2) trong đó c 1 là hàm l ượng, của kali hoặc natri trong dung dịch chuẩn, mà n ồ ng độ là nh ỏ hơn so với n ồ ng độ của dung dịch thử, t í nh bằng microgram trên mililit; c 2 là hàm lượng, của kali hoặc natri trong dung dịch chuẩn, mà nồng độ là cao hơn so với nồng độ của dung dịch thử, tính bằng microgram trên mililit; b là độ phát xạ của dung dịch thử, được hiệu ch ỉ nh độ phát xạ của dung dịch trắng; b 1 là độ phát xạ của dung dịch chuẩn có ch ứ a s ắ t và mangan có nồng độ c 1 , được hiệu ch í nh độ phát xạ của dung dịch trắng; b 2 là độ phát xạ của d u ng dịch chuẩn có chứa sắt và mangan có nồng độ c 2 , được hiệu ch í nh độ phát xạ của dung dịch trắng. 7.2 Sai s ố cho phép của k ế t quả giữa các phép xác định hai l ầ n 7.2.1 Phép xác định hàm lượng kali Bảng 1 - Sai số cho phép đối với hàm lượng kali Hàm lượng kali Sai số cho phép Ba phép xác định hai l ầ n Hai phép xác định hai lần % (khối lượng) % (khối lượng) % (khối lượng) Từ 0,05 đến 0,10 0,013 0,011 Từ 0,10 đến 0,20 0,021 0,018 Từ 0,20 đến 0,40 0,032 0,027 Từ 0,40 đến 0,80 0,050 0,042 Từ 0,80 đến 1,50 0,076 0,064 Trên 1,50 0 , 120 0,100 7.2.1 Phép xác định hàm lượng natri Bảng 2 - Sai số cho phép đối với hàm lượng natri Hàm lượng natri Sai số cho phép Ba ph é p xác định hai lần Hai phép xác định hai lần % (khối lượng) % (khối lượn g ) % (khối lượng) Từ 0,02 đến 0,05 0,008 0,007 Từ 0,05 đến 0,10 0,013 0,011 Từ 0,10 đến 0,20 0,021 0,018 Từ 0,20 đến 0,40 0,032 0,027 Từ 0,40 đến 0,80 0,050 0,042 Từ 0,80 đến 1 , 50 0 , 076 0,064