TCVN11144:2015

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11144:2015 (ISO 5889:1983) về Quặng và tinh quặng mangan - Xác định hàm lượng nhôm, đồng, chì và kẽm - Phương pháp đo phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 11144:2015 ISO 5889:1983 QUẶNG VÀ TINH QUẶNG MANGAN - XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG NHÔM, ĐỒNG, CHÌ VÀ KẼM - PHƯƠNG PHÁP ĐO PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ NGỌN LỬA Manganese ores and concentrates - Determination of aluminium, copper, lead and zinc contents - Flame atomic absorp t ion spectrometr i c method Lời nói đầu TCVN 11144:2015 hoàn toàn tương đương với ISO 5889:1983. TCVN 11144:2015 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 - X Á C ĐỊNH HÀM LƯỢNG NHÔM, Đ Ồ NG, CHÌ VÀ KẼM - PHƯƠNG PHÁP ĐO PH Ổ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ NGỌN LỬA Manganese ores and concentrates - Determination of aluminium, copper, lead and zinc contents - Flame atomic absorp t ion spectrometr i c method 1. Phạm vi áp dụng Tiêu chu ẩ n này quy định phương pháp đo phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa đ ể xác định hàm lượng nhôm, đồng, chì và k ẽ m c ó trong quặng và tinh quặng mangan. Phương ph á p này áp dụng cho dải hàm lượng của: nhôm từ 0,1 % (khối lượng) đến 4,0 % (kh ố i lượng); đồng từ 0,005 % (khối lượng) đ ế n 1,0 % (khối lượng); ch ì từ 0,005 % (khối lượng) đến 1,0 % (khối lượng); kẽm tử 0,005 % (khối lượng) đ ế n 0,25 % (khối lượng). Tiêu chuẩn này được sử dụng cùng v ớ i TCVN 11142 (SO 4297). 2. Tài liệu viện dẫn Các tài liệu viện dẫn sau l à cần thiết cho việc á p dụng tiêu chuẩn này. Đ ố i với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố th ì áp dụng b ả n được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫ n không ghi năm công bố thì áp dụng bản mới nhất, bao gồm c ả các sửa đ ổ i (n ế u có). TCVN 10548 - 1 (ISO 4296-1), Quặng mangan - Lấy mẫu - Phần 1: L ấ y mẫu đ ơn. TCVN 10548-2 (ISO 4296-2), Quặng mangan - L ấ y m ẫ u - Ph ầ n 2: Chuẩn bị mẫu . TCVN 11142 (ISO 4297), Quặng và tinh quặng mangan - Phương ph á p phân t í ch hóa học - Hướng dẫn chung. 3. Nguyên tắc Ph â n hủy phần mẫu thử bằng cách xử lý v ớ i axit clohydric và axit nitric. Sau khi làm bay hơi dung dịch lọc các cặn không tan, giữ lại dịch lọc làm dung dịch chính. Nung gi ấ y lọc có ch ứ a cặn. Xử lý bằng axit f lohydric và axit sul f uric. Cho nung chảy bằng hỗn h ợ p nung chảy. Hòa tan khối ch ảy trong axit clohydric và gộp dung d ịch thu được với dung d ịch ch í nh. Phun d ung dịch vào ngọn lửa của máy đo phổ hấp thụ nguyên tử, sử dụng đèn đốt không khí/axetylen đ ố i v ớ i đ ồ ng, ch ì và kẽm và đèn đ ố t dinitơ oxi t/ axetylen đối với nhôm. So sánh các độ hấp thụ thu được với các độ h ấ p thụ thu được từ các dung dịch đường chuẩn. 4. Thuốc thử 4.1. Hỗn hợp nung chảy: ba phần kali carbonat và một phần axit boric. 4.2. Axit nitric , ρ 1,40 g/ml. 4.3. Axit sulfur i c , ρ 1,84 g/ml. 4.4. Axit clohydric , ρ 1,19 g/ml. 4.5. Ax i t flohydr i c , dung dịch 40 % (khối lượng), ρ 1,14 g/ml. 4.6. Axit clohydr i c , pha loãng 1 + 1. 4.7. Axit clohydric , pha loãng 1 + 50. 4.8. Nhôm , dung dịch chuẩn tương ứng 1 g Al/I. Hòa tan 0,5000 g nhôm có độ tinh khiết cao (độ tinh khiết 99,99 %) bằng cách cho 25 ml axit clohydric (4.4) có gia nhiệt. Khi đ ã hòa tan, để dung dịch nguội, sau đó chuyển vào bình định mức dung tích 500 ml, pha loãng bằng nước đ ế n vạch mức và lắc đều. 1 ml dung dịch chu ẩ n này chứa 1 mg AI. 4.9. Chì , dung dịch chu ẩ n tương ứng 1 g Pb/I. Hòa tan 1,0000 g chì có độ tinh khiết cao (tinh khiết 99,999 %) bằng cách cho 10 ml axit nitric (4.2) đã pha loãng 1 + 4 có gia nhiệt. Khi đã hòa tan, để dung dịch nguội, sau đó chuyển vào bình đ ị nh mức dung tích 1000 ml, pha lo ã ng bằng nư ớ c đến vạch mức và lắc đều. 1 ml dung dịch chu ẩ n này ch ứ a 1 mg Pb. 4.10. Chì , dung d ị ch chu ẩ n tương ứng 0,05 g Pb/l. Chuy ể n 25 ml dung dịch ch ì tiêu chuẩn (4.9) vào b ì nh định mức dung tích 500 ml, pha loã n g b ằ ng nước đến vạch mức và lắc đ ề u. 1 ml d u ng dịch chu ẩ n này chứa 0,05 mg Pb. 4.11. Đồng , dung dịch chuẩn tương ứng 0,1 g Cu/I. Hòa tan 0,100 0 g đồng có độ tinh khi ế t cao (tinh khi ế t 99,99 %) bằng cách cho thêm 5 ml axit nitric (4.2) có gia nhiệt. Khi đ ã h ò a tan, để dung dịch nguội, sau đ ó chuyển vào bình định mức dung tích 1 000 ml, pha lo ã ng bằng nước đến vạch mức và lắc đều. 1 ml dung dịch chuẩn này chứa 0,1 mg Cu. 4.12. K ẽ m , dung dịch chu ẩ n tương ứng 0,1 g Zn/I. Hòa tan 0,100 0 g kẽ m có độ tinh khi ế t cao (tinh khiết 99,99 %) b ằ ng c ách cho thêm v à o 10 ml axit clohydric (4.6) c ó gia nhiệt. Khi đ ã hòa tan, đ ể dung dịch nguội, sau đ ó chuyển vào b ì nh định mức dung tích 1 000 ml, pha loãng bằng nư ớ c đ ế n vạch mức và lắc đều. 1 ml dung d ị ch chuẩn này chứa 0,1 mg Zn. 4.13. Dung dịch nền Cân 12,50 g mangan có độ tinh khiết cao và 1,25 g sắt có độ tinh khiết cao cho v à o trong cốc d ung tích 1 500 ml v à hòa tan trong 625 ml axit clohydric (4.6) và 25 ml axit nitric (4.2) có gia nhiệt. Cho thêm 18,75 g kali carbonat và 6,25 g ax i t bor i c và gia nhiệt đ ể hòa tan. Để dung dịch nguội, chuyển v à o b ì nh định mức dung t í ch 1 000 ml, pha loãng bằng nư ớ c đến vạch mức và lắc đều. CHÚ THÍCH: Dung dịch n ề n phải hoàn t oàn không chứa các nguyên tố đang được xác định. 4.14. Các dung dịch đường chuẩn đ ồ ng, chì, k ẽ m và nhôm T ừ các dung dịch chuẩn của đồng (4.11), ch ì (4.9, 4.10), kẽm (4.12) và nhôm (4.8), chu ẩ n bị các dung dịch đư ờ ng chuẩn như sau: Cho 40 ml dung dịch nền (4.13) vào từng bình trong số các bình định mức dung tích 100 ml. Cho thêm thể tích c ủ a các dung dịch chu ẩ n của đồng (4.11), ch ì (4.9, 4.10), kẽm (4.12) và nhôm (4.8) như qui định trong Bảng 1, pha lo ã ng bằng nư ớ c đ ế n vạch mức và lắc đều (xem chú thích của Bảng 1). Bảng 1 - Các dung dịch chuẩn cho thêm vào đ ể chuẩn b ị các dung d ị ch đường chuẩn Al Cu Pb Zn Dung dịch chuẩn 1 mg/ml (4.8) Hàm lượng trong dung dịch đ ườn g chuẩn Dung dịch chuẩn 0, 1 mg/ml (4.11) Hàm lượng trong dung dịch đ ườn g chuẩn Dung dịch chuẩn 1 mg/ml (4. 9 ) Hàm lượng trong dung dịch đ ườn g chuẩn Dung dịch chuẩn 0,05 mg/ml (4.10) Hàm lượng trong dung dịch đ ườn g chuẩn Dung dịch chuẩn 0,1 mg/ml (4.12) Hàm lượng trong dung dịch đ ườn g chuẩn ml μg/ml ml μg/ml ml μg/ml ml μg/ml ml μg/ml 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 , 0 10 1,0 1,0 1,0 10 1,0 0,5 1,0 1,0 2,5 25 2,5 2,5 2,5 25 2 1 1,5 1,5 5,0 50 5,0 5,0 5 , 0 50 6 3 2 , 0 2 , 0 10,0 100 7 , 5 7,5 7 , 5 75 14 7 2 , 5 2,5 15,0 150 10 , 0 10,0 10,0 100 20 10 3,0 3 , 0 CH Ú THÍCH: Dải xác định của các nguyên tố c ó th ể khác nhau đối với từng thiết b ị . Ch ú ý các tiêu ch í tối thiểu qui định tại 5.2. Đ ố i v ớ i các thiết bị có độ nhạy cao, có thể sử dụng các phần m ẫ u nhỏ hơn hoặc các dung dịch chu ẩ n được pha lo ã ng hơn. 5. Thiết bị, dụng cụ Các thiết b ị , d ụng cụ thông thường trong phòng th ử nghiệm và 5.1. Chén platin 5.2. Máy đo ph ổ hấp thụ nguyên tử , được trang b ị đèn đốt không khí/axetylen và đèn đ ố t din i tơ oxit/axetylen. Máy đo phổ hấp thụ nguyên t ử được sử dụng trong phương pháp này là đạt y ê u cầu nếu phù hợp các tiêu ch í sau: a) Độ nhạy tối thi ể u - độ hấp thụ c ủ a dung dịch đường chuẩn có nồng độ cao nhất (xem 4.14) ít nhất bằng 0,3; b) Độ tuyến t í nh - độ dốc của đường chu ẩ n bao trùm 20 % dải nồng độ phía trên (biểu th ị bằng sự thay đổi độ hấp thụ) không nhỏ hơn 0,7 của các giá trị độ dốc ở 20 % dải n ồ ng độ phía dưới khi x á c định theo cùng phương pháp; c) Độ ổ n định tối thiểu - độ lệch chu ẩ n của độ hấp thụ c ủ a dung dịch đường chuẩn c ó nồng độ cao nhất và độ lệch chu ẩ n c ủ a độ h ấ p thụ của dung dịch bổ chính đường chu ẩ n, được tính từ số lượng đ ủ lớn các phép đo l ặp lại, phải nhỏ hơn tương ứng 1,5 % và 0,5 % giá trị trung b ì nh c ủ a độ h ấ p thụ của dung d ị ch đường chu ẩ n có nồng độ cao nhất. Máy đo phổ hấp thụ nguyên tử phải được nối với máy ghi biểu đồ và/hoặc máy đọc hiện số và c ó khả năng đo độ hấp thụ tại các bước sóng sau: Nhôm 309,3 nm Đ ồ ng 324,8 nm Ch ì 283,3 nm Kẽm 213,8 nm 6. Lấy mẫu Lấy mẫu quặng mangan theo TCVN 10548-1 (ISO 4296-1) và chu ẩ n b ị mẫu theo TCVN 10548-2 (ISO 4296-2). 7. Cách tiến hành 7.1. Chú ý về an toàn Tuân thủ các hướng dẫn của nhà sản xuất về quá trình đốt và tắt ngọn l ử a đ initơ oxit/axetylen để tránh các nguy cơ cháy nổ. C ần đeo k í nh màu an toàn khi ngọn lửa đang cháy. 7.2. Phần mẫu thử Cân khoảng 2 g mẫu thử. 7.3. Xác định 7.3.1. Phân hủy phần m ẫ u thử Cho phần mẫu thử (7.2) vào trong cốc dung tích 200 ml, làm ẩ m bằng nước, hòa tan trong 40 ml axit clohydric (4.6) có gia nhiệt, duy tr ì thể tích không đổi b ằ ng cách cho thêm nước. Sau khi phân hủy phần mẫu thử, cho thêm 2 ml axit nitric (4.2) . Đun s ô i dung d ịch cho đến khi không còn các oxit nitơ bay ra, sau đó làm bay hơi dung d ị ch đ ế n khô. Cho thêm 10 ml axit clohydric (4.6) vào cặn khô và lại làm bay hơi đến khô. Hòa tan lại các muối bằng cách gia nhiệt với 10 ml axit clohydric (4.4) và cho thêm 20 ml nước nóng. Lọc ph ầ n cặn t rên giáy lộc trung b ì nh có ch ứ a ít bột giấy lọc [trước đó đã rửa bằng axit clohydric nóng (4.7) và nước] . Cẩ n thận lấy tất cả các hạt bám dính bằng que thủy tinh c ó đầu bịt cao su, và rửa cốc thử bằng nước. Rửa giấy lọc và cặn bằng axit clohydric nóng (4.7), sau đ ó bằng nước nóng cho đến khi màu vàng của giấy lọc biến mất. Giữ lại d ịch lọc (dung dịch chính). 7.3.2. Xử lý cặn Cho giấy lọc và cặn vào chén p l atin (5.1). Đốt giấy lọc và cặn tại nhiệt độ dưới 600 ° C . Để nguội chén, làm ẩ m cặn bằng hai hoặc ba giọt nước và cho v à o 1 ml axit sul f uric (4.3) và cho thêm từ 5 ml đến 7 ml axit f lohydric (4.5). Làm bay hơi từ từ để loại bỏ silic oxit và sau đó bốc khói để loại b ỏ lượng axit sul f uric dư. Nung tại khoảng 600 ° C . Để nguội, cho thêm 2,0 g hỗn hợp nung chảy (4.1) vào cặn v à nung chảy trong lò múp hoặc trên đèn đốt Mecker, sau đó nung tại 1 000 ° C trong 5 min. Để nguội, chuyển chén c ó khối chảy vào cốc dung tích 200 ml ban đầu, cho thêm 10 ml axit clohydric (4.6) và hòa tan khối ch ả y có gia nhiệt. L ấ y chén ra và rửa (thể tích dung d ị ch không lớn hơn 50 ml). Gộp dung dịch thu được với dung dịch ch í nh (7.3.1), tiến hành lọc, lọc qua giấy lọc trung b ì nh có chứa í t bột giấy lọc [trước đó đã rửa bằng axit clohy d ric nóng (4.7) và nước] n ế u cần. 7.3.3. Chuẩn b ị dung dịch thử Chuyển dung dịch (7.3.2) vào b ì nh đ ị nh mức dung tích 200 ml, pha lo ã ng bằng nước đến vạch mức và lắc đều. S ử dụng dung dịch này đối với các hàm lượng nhôm dưới 1,50 % (khối lượng), các hàm lượng đồng đến 0,1 % (khối lượng), ch ì trong tất c ả các dải hàm l ượ ng và các hàm lượng kẽm dưới 0,025 % (khối lượng). Đối với các hàm lư ợ ng nhôm tr ê n 1,50 % (kh ố i lượng), các hàm lượng kẽm trên 0,025 % (khối lượng), và hàm lượng đồng tr ê n 0,1 % (khối lượng), chuy ể n một phần của dung dịch này (xem Bảng 2) vào b ì nh định mức dung tích 100 ml, cho thêm lượng tương ứng c ủ a dung dịch nền (4.13), pha loãng bằng nư ớ c đ ế n vạch mức và lắc đề u . Để chuẩn bị dung d ịch trắng, hòa tan 1 g mangan có độ tinh khiết cao và 0,1 g sắt có độ tinh khiết cao trong 40 ml axit clohydric (4.6) trong cốc dung tích 200 ml. Thực hiện pháp thử trắng qua tất cả các bước phân tích. Bảng 2 - Hư ớ ng d ẫ n pha loãng dung d ị ch thử Nguyên t ố Hàm lượng d ự kiến c ủ a nguyên t ố có trong mẫu Ph ầ n mẫu Dung d ị ch nền ( 4.13 ) phải cho vào Hàm lượng nguyên tố trong dung dịch đ o % (khối lượng) ml ml μg/ml AI 0,1 đến 1,5 _ _ 10 đến 150 1,5 đến 3,0 50 20 75 đến 150 3,0 đến 4,0 25 30 75 đến 100 Zn 0,005 đến 0,025 _ _ 0,5 đến 2,5 0,025 đến 0,05 50 20 1,25 đến 2,5 0,05 đ ế n 0,1 20 32 1,0 đến 2,0 0,1 đến 0,25 10 36 1,0 đến 2,5 Cu 0,005 đến 0,1 _ _ 0,5 đ ế n 10 0,1 đ ế n 1,0 10 36 1,0 đ ến 10 7.3.4. Điều ch ỉ nh máy đo phổ hấp thụ nguyên tử Tối ưu hóa tín hiệu của thiết bị như mô t ả tại 5.2. Đặt bước sóng đ ố i với nh ô m (309,3 nm), đ ồ ng (324,8 nm), ch ì (283,3 nm) hoặc kẽm (213,8 nm) để thu được độ hấp thụ t ố i thiểu. Sử dụng hỗn hợp không khí/axetylen (với đèn đốt th í ch hợp) để xác định đồng, chì và kẽm. Điều chỉ nh nhiên liệu và đèn đốt sau 10 min gia nhiệt để thu được độ hấp thụ lớn nhất khi phun dung dịch đường chuẩn có nồng độ cao nh ấ t ( xem 4.14). Phun nước và dung dịch đường chu ẩ n để chắc chắn là số đọc không b ị trôi và sau đó điều chỉnh s ố đọc ban đầu cho nước về độ hấp th ụ zero. 7.3.5. Các phép đo phổ Phun nước cho đến khi lại thu được s ố đọc ban đầu. Phun dung dịch đường chu ẩ n và dung dịch thử cuối cùng theo thứ tự độ hấp thụ tăng dần, bắt đầu tiến hành với dung dịch thử trắng, dung dịch đường chuẩn zero và dung dịch th ử cuối cùng đang được phun tại các điểm thích hợp trong các dãy. Khi đ ã thu được tín hiệu ổn định đối với từng d ung dịch, ghi lại các số đọc. Phun nước giữa các lần phun từng d ung dịch đường chuẩn và dung dịch thử. Lặp lại các phép đo í t nhất hai lần nữa. Nếu cần thiết th ì chuyển đ ổ i các giá trị trung bình c ủ a các số đọc đối với từng dung dịch đường chu ẩ n về độ hấp thụ. Thu được độ hấp thụ thực của từng dung dịch đường chu ẩ n bằng cách trừ đi độ hấp thụ trung b ì nh c ủ a dung d ị ch đường chu ẩ n zero. Theo cách tương tự, thu được độ hấp thụ thực của dung dịch thử bằng cách trừ đi độ hấp thụ của dung dịch thử trắng. Dựng đường chu ẩ n bằng cách v ẽ các giá trị độ hấp thụ thực c ủ a các dung dịch đường chuẩn theo các nồng độ của AI, Cu, Pb, Zn, t í nh bằng microgram trên mililit. Chuyển đổi các số đọc độ hấp thụ thực c ủ a d ung dịch thử về microgam c ủ a AI, Cu, Pb, Zn trên mililit bằng phương pháp đường chuẩn. 8. Biểu thị kết quả 8.1. Tính kết quả Hàm lượng nhôm (AI), đồng (Cu), chì (Pb) hoặc kẽm (Zn), biểu th ị bằng phần trăm khối lượng, t í nh theo công thức sau: trong đ ó C là nồng độ của nhôm, đồng, chì hoặc kẽm trong dung dịch thử nhận được từ đường chu ẩ n, tính bằng microgram trên mililit; V l à thể tích cuối cùng c ủ a dung dịch th ử , tính bằng milit; m 1 là khối lượng c ủ a phần m ẫu thử tương ứng lượng mẫu c ủ a dung d ị ch thử, t í nh bằng gam; K là hệ số chuyển đ ổ i để biểu thị hàm lượng nhôm, đ ồ ng, chì hoặc kẽm ở trạng thái khô. 8.2. Sai số cho phép của kết quả giữa các phép xác định hai lần Bảng 3 - Sai số cho phép đ ố i với hàm lượng đồng hoặc ch ì Hàm lượng đ ồ ng hoặc chì Sai số cho phép Ba phép xác định ha i lần Hai phép xác định hai lần % ( khối lượng) % (khối lượng) % (khối lượng) T ừ 0,005 đến 0,01 0,004 0,003 Từ 0,01 đến 0,02 0,006 0,005 Từ 0,02 đến 0,05 0,008 0,007 Từ 0,05 đến 0 , 10 0,015 0,010 Từ 0,10 đến 0,20 0,025 0,020 Từ 0,20 đến 0,50 0,040 0,030 Từ 0,50 đến 1,0 0,050 0,040 Bảng 4 - Sai s ố cho phép đ ố i với hàm lượng kẽm Hàm l ượ ng kẽm Sai số cho phép Ba phép xác đ ị nh hai l ầ n Hai phép xác định hai lần % (khối lượng) % (khối lượng) % (khối lượng) Từ 0,005 đến 0,01 0,004 0,003 Từ 0,01 đến 0,02 0,006 0,005 Từ 0,02 đ ế n 0,05 0,008 0,007 Từ 0,05 đến 0,10 0,015 0,010 Từ 0,10 đến 0,25 0,025 0,020 Bảng 5 - Sai s ố cho phép đ ố i với hàm l ượ ng nhôm Hàm lượng nhôm Sai số cho phép Ba phép xác định hai lần Hai phép xác định hai lần % (khối lượng) % (khối lượng) % (khối lượng) Từ 0,10 đến 0,20 0,025 0,02 Từ 0,20 đến 0,50 0,04 0,03 Từ 0,50 đến 1,0 0,05 0,04 Từ 1,0 đến 2,0 0,07 0,06 Từ 2,0 đến 4,0 0,15 0,10 8.3 Hệ số oxit AI 2 O 3 [% (khối lượng)] = 1,889 5 x AI [% (khối lượng)]