TCVN11139:2015

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11139:2015 (ISO 317-1984) Quặng và tinh quặng mangan - Xác định hàm lượng asen - Phương pháp đo phổ TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 11139:2015 ISO 317:1984 QUẶNG VÀ TINH QUẶNG MANGAN - XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG ASEN - PHƯƠNG PHÁP ĐO PHỔ Manganese ores and concentrates - Determination of arsenic content - Spectrometr i c method Lời nói đầu TCVN 11139:2015 hoàn toàn tương đương với ISO 317:1984. TCVN 11139:2015 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC102 Quặng sắt biên soạn, T ổ ng 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 ASEN - PHƯƠNG PHÁP ĐO PH Ổ Manganese ores and concentrates - Determination of arsenic content - Spectrometr i c method 1 Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn này quy đ ị nh phương pháp đo ph ổ để xác định hàm lượng asen có trong quặng và tinh quặng mangan. Phương pháp n à y áp dụng đối với các loại quặng có hàm lượng asen từ 0,001 % (kh ố i lượng) đến 0,2 % (khối lượng); Tiêu chuẩn này được sử dụng cùng với TCVN 11142 (ISO 4297). 2 Tài liệu viện dẫn Các t à i liệu viện d ẫ n sau là cần thi ế t cho việc áp dụng tiêu chu ẩ n này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng bản được nêu. Đối v ớ i các tài liệu viện dẫn không ghi năm công b ố th ì áp dụng bản m ớ i nh ấ t, bao gồm cả các sửa đ ổ i (n ế u có). TCVN 105 48 -1 (ISO 4296-1), Quặng mangan - Lấy mẫu - Ph ầ n 1: Lấy mẫu đơn. TCVN 10548-2 (ISO 4296-2), Quặng mangan - L ấ y mẫu - Phần 2: Chu ẩ n bị mẫu. TCVN 11142:2015 ( ISO 4297), Quặng và tinh quặng mangan - Phương pháp phân tí ch hóa học - Hướng dẫn chung. 3 Nguyên tắc Phân hủy ph ầ n mẫu thử bằng cách xử lý với các axit c l ohydric, axit n i tric và axit sul f uric v à bay hơi hai l ầ n cho đ ế n khi axit sulfuric bốc kh ó i. Khử A s (V) bằng hydraz i n sul f at thành As( III ). Chưng c ấ t As( III ) khi c ó mặt kali bromua v à axit clohydric. Làm bay hơi phần cất với axit nitric đ ế n khô, gia nhiệt cặn khô tại nhiệt độ từ 120 ° C đến 130 ° C trong khoảng th ời gian từ 40 m i n đ ế n 60 min. Cho dung d ị ch amoni molybdat trong axit pecloric 3 mol/l và axit ascobic vào cặn khô. Tiến hành đo ph ổ . 4 Phản ứng Phương pháp này dựa trên sự h ì nh thành một heteropoly axit c ó màu c ủ a As(V) sau đó khử thành một phức asenomolybdat màu xanh bằng axit ascobic trong dung dịch axit pecloric 2,5 mol/l đến 4 mol/l. Asen trước đó bị kh ử đến trạng thái oxy h ó a III được tách ra từ các nguyên tố đi kèm bằng cách chưng cất từ axit clohydric 6 mol/l đến 9 mol/ l . Sau đó As(lll) bị oxy hóa thành As(V) bằng axit nitric. 5 Thuốc thử 5.1 Kali bromua 5.2 H y drazin sul f at ( NH 2 NH 2 .H 2 SO 4 ). 5.3 Axit ascobic (C 6 H 8 O 6 ), d ung d ịch 5 g/l. Dung dịch này được pha mới trước khi cần dùng. 5.4 Axit su l furic , ρ 1,84 g/ml, pha lo ã ng 1 + 1. 5.5 Axit clohydric ( ρ 1,19 g/ml), pha lo ã ng 1 + 3. 5.6 Axit nitric , ρ 1,42 g/ml. 5.7 Hỗn h ợ p axit , chu ẩ n bị từ ba phần thể tích axit clohydric (ρ 1,19 g/ml) và một phần th ể tích axit nitric (5.6) 5.8 Axit pecloric , c(HCI O 4 ) = 3 mol/l. 5.9 Amoni mo l ybdat [ (NH 4 ) 6 M o 7 O 24 .4H 2 O], dung dịch. H ò a tan 8,1 g amoni molybdat trong 250 ml nước có gia nhiệt. Chuy ể n 350 ml axit pecloric (ρ 1,51 g/ml) vào c ố c dung tích 1000 ml có chứa 300 ml nước, vừa khuấy vừa cho từ từ d ung dịch amoni molybdat đã nguội vào. Chuy ể n dung dịch này vào b ì nh đ ị nh mức dung tích 1000 ml, pha loãng bằng n ướ c đến vạch mức và lắc đều. Dung dịch này bền trong hơn 2 tháng . 5.10 Asen , dung dịch chuẩn tương ứng với 1 g As/I. Hòa tan 1,320 4 g asen trioxit trong 10 ml dung dịch natri hydroxit 100 g/l, chuy ể n vào b ì nh định mức dung tích 1000 ml, pha lo ã ng bằng nước đến vạch mức và lắc đều. 1 ml d ung dịch chuẩn này chứa 1 mg As. 5.11 Asen , dung dịch chuẩn tương ứng với 0,01 g As/ l . Dùng pipet lấy 10 m l dung dịch tiêu chuẩn asen (5.10) cho vào b ì nh định m ứ c d ung tích 1000 ml, pha loãng bằng nước đến vạch mức và lắc đều. Dung dịch này nên được pha mới trước khi dùng. 1 m l d ung dịch chu ẩ n n à y chứa 0,01 mg As. 6 Thiết bị, dụng cụ Các thiết b ị , dụng cụ thông thường trong phòng thử nghiệm và 6.1 Thiết bị chưng cất asen (xem H ì nh 1) CHÚ TH Í CH: 1 Trước khi sử dụng l ầ n đầu tiên thi ế t bị chưng cất và c ố c thu, phải được l à m sạch bằ n g h ỗ n hợp l à m sạch axit cromic và sau đ ó tráng, súc kỹ b ằ ng nước đ ể đảm bảo rằng t ấ t cả các b ề mặt bên trong được phủ một màng ẩ m mỏng. Điều kiện này c ần phải được duy trì. Các khớp nối thủy tinh phải được làm sạ ch đ ể loại bỏ h ế t các m ỡ bôi trơn hữu cơ và sau đó bôi trơn bằng một lượng tối thi ể u ax i t sul f uric (ρ 1,84 g/ml) . 2 Các thiết bị sử dụng sau bước chưng c ấ t ( c ố c thu và pipet và b ì nh định mức, tùy theo nhu cầu sử d ụng) phải được xử lý làm sạch đặc biệt như sau. Trước khi sử dụng lần đầu tiên, dùng axit cromic xử lý tiếp theo súc tráng bằng nước, sau đó xử lý bằng axit nitric (5.6) pha loãng 1 + 10. Đ ể dung dịch axit nitric yên trong b ì nh trong v à i giờ. Giữ các b ìn h này để sử dụng trong các phép xác định asen và được ghi nhãn thích hợp. Đối v ớ i mục đích sử dụng hàng ngày, th ờ i gian đ ể yên trong d ung dịch axit nitric có th ể giảm còn 30 min. 3 Trong qu y tr ì nh này không sử d ụ ng các ch ấ t t ẩ y rửa v ì chúng c ó th ể góp phần gây c ả n trở từ các pho s phat. 6.2 Máy đo phổ v ớ i các bộ chọn lọc biến đổi liên tục phù hợp v ớ i phép đo tại bước sóng 840 nm hoặc đối với các bộ lọc biến đ ổ i gián đoạn phù hợp với phép đo tại bước sóng từ 630 n m đến 700 n m. 7 Mẫu thử Lấy mẫu quặng mangan theo TCVN 10548-1 (ISO 4296-1) và chu ẩ n bị mẫu theo TCVN 10548-2 (ISO 4296-2). Sử dụng mẫu thử đã nghi ề n đến kích thước không lớn hơn 100 μm (đ ư ợc kiểm tra trên sàng có kích thước lỗ tương ứng) và làm khô không khí trong các điều kiện của phòng thử nghiệm. 8 Cách tiến hành 8.1 Phần mẫu thử Cân m ẫ u thử với khối lượng được chọn từ Bảng 1 tùy theo hàm lượng asen dự kiến. Bảng 1 - Khối l ượ ng ph ầ n m ẫ u thử theo hàm lượng asen H à m lượng asen dự ki ế n Kh ố i lượng phần m ẫ u th ử Pha loãng Phần dung dịch thử Hàm lượng asen của dung dịch thử % (khối lượng) g ml ml m g ≥ 0,001 đến 0,005 1 - - ≥ 0,010 đến 0,050 > 0,005 đến 0,01 0,5 - - > 0,025 đến 0,050 > 0,01 đến 0,05 0,5 100 20 > 0,010 đến 0,050 > 0,05 đến 0,1 0,2 100 20 > 0,020 đến 0,040 > 0,1 đến 0,2 0,2 100 10 > 0,020 đến 0,040 8.2 Phép thử trắng Tiến h à nh phép thử trắng theo tất cả các bước phân t í ch. 8.3 Phân hủy phần mẫu thử Cho phần mẫu thử (8.1) vào b ì nh có miệng rộng dung tích từ 100 ml đến 200 ml, làm ẩm bằng vài giọt nước và hòa tan trong 10 ml hỗn hợp axit (5.7) và 10 ml dung dịch axit sulfuric (5.4), đ ể phân hủy quặng. Khi quặng đã phân h ủ y hoàn toàn, làm bay hơi dung dịch cho đế n khi xuất hiện khỏi axit sulfuric. Làm nguội, rửa các b ê n thành bình bằng các lượng nước nh ỏ , và làm bay hơi tiếp cho đến khi xuất hiện khỏi axit s u lfuric. CH Ú TH Í CH: Để tránh sự hao hụt asen(V) c l orua, giữ thời gian b ố c khói của axit sul f uric ở m ứ c tối thi ể u. 8.4 Chưng cất asen Làm nguội dung d ịch trong b ì nh sau đó chuyển vào b ì nh chưng cất dung t í ch 100 ml đến 120 ml có ch ứ a từ 50 ml đến 60 ml axit clohydric (5.5). Cho thêm 0,5 g hydrazin sulfat (5.2) và 0,5 g ka l i bromua (5.1). Gia nhiệt dung d ị ch trong bình đến sôi và chưng cất asen ở dạng asen tric l orua tại nhiệt độ khoảng 108 ° C cho đến khi hai phần ba thể tích ban đầu của dung d ịch đã chưng cất xong. Gom phần chưng cất vào cốc dung tích 100 ml có chứa 10 m l axit nitric (5.6). Đặt cốc thu trong bình nước lạnh. H ì nh 1 - Thiết bị chưng c ấ t asen 8.5 Chuẩn bị dung dịch để đo phổ Gia nhiệt phần chưng cất, đun sôi trong khoảng 5 min. làm nguội và chuy ể n phần cất vào b ì nh định mức dung tích 100 ml, nếu cần, lấy một phần (xem Bảng 1). Cho vào phần này 5 ml axit nitric (5.6). Làm bay hơi phần c ấ t hoặc một phần mẫu đến khô. Gia nhiệt phần cặn khô tại 120 ° C đến 130 ° C trong khoảng từ 40 min. đến 60 min. Cho vào phần cặn khô 20 ml d ung dịch amoni molyb d at (5.9), 1 ml dung d ị ch axit ascobic (5.3), và lắc đều và gia nhiệt trên b é p cách thủy trong khoảng từ 10 min đến 15 min. Làm nguội dung dịch và chuyển vào b ì nh định mức dung tích 50 ml, dùng dung dịch axit pecloric r ử a xung quang cốc, pha loãng bằng nước đến vạch mức và lắc đều. 8.6 Phép đo phổ Đo độ h ấ p thụ c ủ a d ung d ịch trong cuvet đo, sử dụng máy đo ph ổ (6.2) tại các bước sóng 840 nm hoặc tại bước sóng từ 630 nm đến 700 nm, nước làm dung dịch so sánh. 8.7 Chuẩn bị dung dịch chuẩn so sánh Chuyển một lượng dung d ịch xác định c ủ a d ung dịch chuẩn asen (5.11) có nồng độ gần với n ồ ng độ của dung dịch th ử vào ba b ì nh tam giác c ổ rộng dung t í ch 100 ml, cho thêm 10 ml hỗn hợp axit (5.7), 10 ml dung dịch axit sul f uric (5.4) v à xử lý d ung dịch thu được như mô tả tại 8.3 đến 8.6. 9 Biểu thị kết quả 9.1 Tính kết quả Chuyển đổi c á c số đọc độ hấp thụ thực c ủ a dung dịch thử (thu được bằng cách trừ đi số đọc độ hấp thụ của dung dịch phép thử trắng từ số đọc của dung dịch th ử này) thành hàm lượng asen b ằ ng phương pháp so sánh (8.7). Hàm lượng asen (As), biểu thị bằng phần trăm khối lượng, tính theo c ô ng thức sau: trong đó A 1 là giá tr ị hấp thụ đối với dung dịch thử sau khi trừ đi giá tr ị hấp thụ đối với d ung dịch trắng; A 2 là giá trị hấp thụ trung b ì nh đối với ba dung dịch chu ẩ n so sánh sau khi trừ đi giá trị hấp thụ đối với dung dịch trắng; m 0 là khối lượng của phần mẫu thử tương ứng với dung dịch thử hoặc phần mẫu lấy từ dung dịch th ử , tính b ằ ng gam; m 1 là khối lượng của asen c ó trong dung dịch chu ẩ n so sánh, tính bằng miligam; K là hệ s ố chuyển đ ổ i để biểu thị hàm lượng asen ở trạng thái khô. 9.2 Sai số cho phép của kết quả giữa các phép xác định hai lần Bảng 2 - Sa i số cho phép đối với hàm lượng asen Các giá trị bi ểu thị bằng phần trăm khối lượng Hàm lượng asen Sai s ố cho phép Ba phép xác đ ị nh hai lần Hai phép xác đ ị nh hai lần ≥ 0,001 đến 0,0025 0,0015 0,001 > 0,0025 đến 0,005 0,0025 0,002 > 0,005 đến 0,01 0,004 0,003 > 0,01 đ ế n 0,02 0,006 0,005 > 0,02 đ ế n 0,05 0,08 0,007 > 0,05 đến 0,10 0,015 0,01 > 0,10 đến 0,20 0,025 0,02