Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 4779:1999 Quặng nhôm - Xác định hàm lượng photpho - quang phổ xanh molipđen

• Số hiệu: TCVN4779:1999
• Loại văn bản: Tiêu chuẩn Việt Nam
• Nơi ban hành: Bộ Khoa học Công nghệ và Môi trường
• Người ký: ***
• Ngày ban hành: Năm 1999

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 4779 : 1999

ISO 8556 : 1986

QUẶNG NHÔM - XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG PHỐT PHO - PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ XANH MOLIPĐEN

Aluminium ores - Determination of photsphorus content - Molybdenum blue spectrophotometric method

Lời nói đầu

TCVN 4779 : 1999 thay thế TCVN 4779 :1989.

TCVN 4779 : 1999 hoàn toàn tương đương với ISO 8556 : 1986.

TCVN 4779 : 1999 do Ban kỹ thuật Tiêu chuẩn TCVN/TC 129 Quặng nhôm biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học, Công nghệ và Môi trường (nay là Bộ Khoa học và Công nghệ) ban hành.

...

...

...

QUẶNG NHÔM - XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG PHỐTPHO - PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ XANH MOLIPĐEN

Aluminium ores - Determination of phosphorus content - Molipdenum blue Spectrophotometric method

1. Phạm vi và lĩnh vực áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp quang phổ xanh molipđen để xác định hàm lượng photpho trong quặng nhôm và các khoáng vật.

Phương pháp áp dụng cho vật liệu có hàm lượng photpho tính theo diphotpho pentoxit khoảng 0,01 % đến 5% (m/m).

Hàm lượng asen trong mẫu không ảnh hưởng đến phép thử.

2. Tiêu chuẩn trích dẫn

TCVN 2823 : 1999 (ISO 8558 : 1985) Quặng nhôm - Chuẩn bị mẫu.

...

...

...

Phân hủy mẫu bằng cách

a) Xử lý bằng hỗn hợp axit clohidric, axit nitric và axit sunfuric.

CHÚ THÍCH - Phương pháp này chỉ dùng cho quặng chứa gibxit và bômit hoặc chỉ có bomit, khi hòa tan mẫu sau khi đuổi silic oxit cặn thu được nhỏ hơn 1% khối lượng mẫu thử.

hoặc

b) Nung phân hủy mẫu bằng natri peoxit, sau đó nung chảy nhanh. Hòa tan khối đã nóng chảy bằng axit sunfuric.

Chú thích - Phương pháp này dùng cho quặng chứa diaspor và khi hòa tan mẫu, cặn còn lại lớn hơn 1 % khối lượng mẫu thử.

Khử nước của silic oxít, hòa tan các muối, lọc và nung silic oxít có tạp chất. Loại bỏ silic oxít bằng cách đun bay hơi với axit flohidric và axit sunfuric. Nung chảy với natri cacbonat và natri tetraborat, hòa tan bằng axit clohidric rồi kết hợp với dung dịch chính.

Thêm molipdat để chuyển hóa photphat thành phức molipdophotphat, rồi khử thành xanh molipden bằng axit ascobic. Đo độ quang phổ chất hấp thụ phức xanh molepden tại bước sóng khoảng 710 nm.

4. Hóa chất

...

...

...

4.1. Natri peroxit (Na₂O₂), bột

CHÚ THÍCH - Natri peroxit phải được bảo vệ khỏi bị hút ẩm và không được dùng khi nó bắt đầu vón cục.

4.2. Hỗn hợp nung chảy natri cacbonat và natri tetraborat

Trộn kỹ 3 phần khối lượng natri cacbonat khan (Na₂CO₃) với 1 phần khối lượng natri tetraborat khan (Na₂B₄O₇).

4.3. Axit sunfuric, r₂₀ 1,84 g/ml, pha loãng 1 + 1.

4.4. Axit sunfuric, r₂₀ 1,84 g/ml, pha loãng 1 + 9.

4.5. Axit flohidric, 40 % (m/m) (r₂₀ 1,13 g/ml) hoặc 48 % (m/m) (r₂₀ 1,48 g/ml).

4.6. Axit bromhidric, 40 % (m/m) (r₂₀ 1,38 g/ml) hoặc 47 % (m/m) (r₂₀ 1,18 g/ml).

4.7. Hỗn hợp axit

...

...

...

Chuẩn bị dung dịch mới cho từng loạt phân tích và loại bỏ dung dịch không sử dụng bằng cách dội nhiều nước.

4.8. Axit ascobic (C₆H₈O₆), dung dịch 2 g/l.

Chuẩn bị dung dịch này trong ngày sử dụng.

4.9. Dinatri disunfit (Na₂S₂O₅), dung dịch 150 g/l.

Chuẩn bị dung dịch này trong ngày sử dụng.

4.10. Natri molibdat, (Na₂MoO₄.2H₂O), dung dịch 50 g/l.

4.11. Bitmut, dung dịch.

Hòa tan 4,25 g bitmut sunfat [Bi₂(SO₄)₃] (loại 90 %) hoặc 2,80 g bitmut oxicácbonat (90% Bi₂O₃) trong 280 ml axit sunfuric(4.3) rồi đun nóng cho tới khi muối được hòa tan hoàn toàn. Làm nguội đến nhiệt độ phòng, chuyển sang bình định mức 1000 ml, pha loãng bằng nước đến vạch và lắc đều.

1 ml dung dịch này chứa 2,5 mg Bi₂O₃

...

...

...

Sấy vài trăm miligam kali dihidro octophotphat (KH₂PO₄) ở 105 ^oC đến khối lượng không đổi rồi làm nguội trong bình hút ẩm.

Hòa tan 0,192 g muối đã sấy khô trong nước, chuyển vào bình định mức 500 ml. Pha loãng bằng nước đến vạch và lắc đều. Lấy 25,0 ml dung dịch này vào bình định mức 250 ml dùng nước pha loãng đến vạch và lắc đều.

1 ml dung dịch này chứa 0,02 mg P₂O₅.

5. Thiết bị, dụng cụ

Các dụng cụ phòng thí nghiệm thông thường và

5.1. Đĩa, làm bằng vật liệu trơ, có kích thước phù hợp để lượng mẫu yêu cầu rải thành lớp có mật độ 5 mg/mm^2.

5.2. Tủ sấy, đốt bằng điện, có dụng cụ điều chỉnh có thể duy trì nhiệt độ ở (105 ± 5) ^oC.

Chú thích - Tủ sấy phải được kiểm tra bằng cách đặt một số đĩa khô vào đúng chỗ trong tủ sấy rồi đo nhiệt độ ở gần mỗi đĩa để đảm bảo là nhiệt độ yêu cầu được duy trì trong toàn bộ tủ sấy mà không chỉ ở lân cận vị trí kiểm tra.

5.3. Lò múp, có khả năng duy trì nhiệt độ từ 480 ^oC đến lớn hơn 1000 ^oC.

...

...

...

5.5. Chén platin, để xử lý cặn như trong 7.5.3.

5.6. Bình hút ẩm, chứa magie perclorat hoặc nhôm oxit hoạt hóa làm chất hút ẩm.

CHÚ THÍCH

1          Nhôm oxit hoạt hóa được hoạt hóa bằng cách nung qua đêm ở (300 ± 10) ^oC.

2          Khi loại bỏ magie perclorat dùng nhiều nước dội rửa.

5.7. Quang phổ kế, phù hợp để đo độ hấp thụ trong khoảng 710 nm.

6. Lấy mẫu và chuẩn bị mẫu

6.1. Mẫu

Mẫu phòng thí nghiệm được lấy và nghiền đến cỡ hạt lọt qua rây150 mm phù hợp với các phương pháp được quy định trong các tiêu chuẩn liên quan *).

...

...

...

Chuẩn bị mẫu bằng cách sấy mẫu trong tủ sấy theo quy trình quy định trong ISO 8558.

7. Tiến hành thử

7.1. Số lần thử

Tiến hành phân tích mẫu đúp một cách độc lập đối với một mẫu quặng.

CHÚ THÍCH - Ở đây thuật ngữ “độc lập” có nghĩa là thay đổi người phân tích. Nếu cùng một người phân tích thì phải tiến hành phân tích vào thời điểm khác nhau.

7.2. Mẫu thử

Cân khoảng 1 g mẫu thử với độ chính xác 0,001 g theo điều 6.

7.3. Phân tích mẫu trắng

Song song với quá trình phân huỷ mẫu thử, tiến hành chuẩn bị dung dịch trắng theo phương pháp phân huỷ mẫu nhưng không có mẫu thử. Khi tiến hành phân tích một số mẫu cùng một lúc thì giá trị của mẫu trắng có thể do một lần phân tích mẫu trắng làm đại diện với điều kiện trình tự tiến hành như mẫu thử.

...

...

...

Mỗi lần tiến hành phân tích kiểm tra, việc phân tích mẫu chuẩn quy định của cùng loại quặng sẽ được tiến hành song song và cùng điều kiện với việc phân tích mẫu quặng.

CHÚ THÍCH - Mẫu chuẩn quy định phải là mẫu cùng loại với mẫu thử. Tuy nhiên, mẫu đó không được coi là cùng loại nếu như tính chất của mẫu thử khác với tính chất của mẫu chuẩn quy định đến mức mà trình tự tiến hành phân tích phải thay đổi đáng kể.

7.5. Xác định

7.5.1. Phân hủy mẫu thử

Nếu phân hủy mẫu dựa trên cơ sở hòa tan bằng axit thì tiến hành như quy định ở 7.5.1.1. Nếu phân hủy mẫu dựa trên cơ sở nung với kiềm thì tiến hành như quy định ở 7.5.1.2.

7.5.1.1. Phân hủy mẫu bằng axit

Cho mẫu thử (7.2) vào cốc đốt 400 ml. Dùng nước làm ướt rồi thêm vào 60 ml hỗn hợp axit vừa được chuẩn bị (4.7). Đậy cốc lại rồi đun ở khoảng 80 ^oC để phân hủy mẫu (xem chú thích 1).

Khi khói nâu đã hết bay ra, cẩn thận rửa nắp và thành cốc. Không đậy cốc, đun cho bay hơi dung dịch đến lúc khói axit sunfuric dày đặc. Đậy nắp cốc lại và đun mạnh trong 60 phút trên bếp để tạo nhiệt độ dung dịch (210 ± 10) ^oC.

CHÚ THÍCH

...

...

...

2          Xác định nhiệt độ bằng cách sử dụng riêng một cốc thí nghiệm có nhiệt kế nhúng ở độ sâu 10 mm trong axit sunfuric (r₂₀ 1,84 g/ml).

7.5.1.2. Phân huỷ mẫu bằng kiềm

Cảnh báo - Phải sử dụng kính bảo hộ trong quá trình phân huỷ mẫu sau đây.

Cho mẫu thử (7.2) vào chén zirconi khô (5.4), thêm10 g natri peroxit (4.1) rồi trộn đều bằng thìa kim loại khô. Đặt chén mẫu vào lò múp (5.3), đã duy trì nhiệt độ từ 480 ^oC đến 500 ^oC, trong 45 phút. Lấy chén mẫu ra khỏi lò và dùng ngọn lửa đèn khò để nung chảy hỗn hợp (khoảng 30 giây). Tiếp tục vừa nung hỗn hợp nóng chảy vừa khuấy đảo trong thời gian tổng cộng 2 phút.

Để chén nguội đến nhiệt độ phòng (có thể sử dụng tấm kim loại dày để làm nguội nhanh) rồi đặt chén vào cốc dung tích 400 ml. Nếu cần, làm sạch đáy chén bằng cách dùng giấy lọc ẩm để lau.

Đặt chén nằm ngang trong cốc 400 ml, đậy nắp lại rồi cẩn thận cho vào cốc phía ngoài chén 140 ml dung dịch axit sunfuric (4.4). Cho thêm 20 ml dung dịch axit sunfuric (4.3), để tách mẫu trong chén. Khi khối nung chảy đã tách ra hết, lấy chén lên và dùng rửa chén vào dung dịch trong cốc.

Cẩn thận tia rửa nắp và thành cốc. Mở nắp, đun cho bay hơi dung dịch đến khi có khói axit sunfuric dày đặc. Đậy nắp lại rồi đun mạnh trong 60 phút trên bếp để tạo nhiệt độ dung dịch (210 ± 10) ^oC.

CHÚ THÍCH - Xác định nhiệt độ bằng cách sử dụng riêng một cốc thí nghiệm có nhiệt kế nhúng ở độ sâu 10 mm trong axit sunfuric (r₂₀ 1,84 g/ml).

7.5.2. Hòa tan và lọc

...

...

...

7.5.3. Xử lý cặn

Chuyển giấy lọc và cặn nhận được từ 7.5.2 vào chén platin đã nung nóng trước (5.5). Sấy khô rồi hóa tro chậm giấy lọc bằng cách nâng nhiệt độ trong lò múp lên 600 ^oC đến 700 ^oC. Để chén nguội và làm ướt cặn bằng vài giọt nước.Thêm 5 giọt axit sunfuric (4.3) và 5 ml đến 15 ml axit flohiric (4.5) tùy thuộc vào hàm lượng silic oxit. Cẩn thận làm bay hơi trong tủ hút đến khô để đuổi silic oxit và axit sunfuric. Để chén nguội trong bình hút ẩm (5.6) rồi cân. Xác định khối lượng cặn để tin chắc đã đáp ứng các yêu cầu ở điều 3.

Thêm (0,7± 0,1) g hỗn hợp nung chảy (4.2). Nung chảy ở nhiệt độ trên 1000 ^oC trong khoảng 4 phút đến 5 phút trong lò múp. Lấy chén ra đảo nhanh khối nóng chảy rồi đưa vào lò nung tiếp trong 1 phút đến 2 phút.

Để chén nguội, thêm 10 ml axit sunfuric (4.4) rồi đun nóng để hòa tan khối đã nung chảy. Chuyển dung dịch vào nước lọc (7.5.2), tia rửa chén bằng nước. Làm nguội đến nhiệt độ phòng, pha loãng bằng nước đến vạch rồi lắc đều. Đó là dung dịch thử.

7.5.4. Xử lý dung dịch thử

Khi hàm lượng P₂O₅ trong khoảng 0,01 % đến 1% (m/m) dùng pipet lấy phần thử trực tiếp từ dung dịch thử. Khi hàm lượng P₂O₅ trong khoảng 1 % đến 5 % (m/m) dùng pipet lấy 10 ml dung dịch thử đổ vào bình định mức 100 ml, pha loãng bằng nước đến vạch rồi lắc đều. Đó là dung dịch thử đã pha loãng.

Chuyển phần thử của dung dịch thử (hoặc dung dịch đã pha loãng) vào cốc đốt 150 ml, lấy phù hợp với Bảng 1, rồi nếu cần thì thêm một lượng axit sunfuric (4.3) như quy định ở bảng này.

Bảng 1 - Phần thử của dung dịch thử yêu cầu

Hàm lượng P₂O₅ % (m/m)

...

...

...

Phần thử ml

Lượng axit (4.3) thêm, ml

0,01 đến 0,5

0,5 đến 1,0

1,0 đến 5,0

Dung dịch thử

Dung dịch thử

Dung dịch thử đã pha loãng

20

...

...

...

20

0

1,25

2,25

Thêm 5 ml axit brohidric (4.6) (xem chú thích), đun nóng dung dịch đến khi có khói trắng dày đặc thì lấy ra, làm nguội và thêm 50 ml nước. Đun sôi để dễ dàng hòa tan các muối, sau đó làm bay hơi còn khoảng 30 ml.

CHÚ THÍCH - Axit brohidric được dùng để khử asen. Nếu hàm lượng asen không đáng kể thì việc thêm axit brohidric và làm bốc khói có thể bỏ qua.

7.5.5. Đo phổ

Chuyển dung dịch vào bình định mức 100 ml, tia rửa cốc bằng nước (tổng thể tích không được vượt quá 50 ml) Thêm 10 ml dung dịch dinatri disunfit (4.9) lắc đều rồi đặt vào bếp cách thủy sôi đúng 5 phút. Thêm 10 ml dung dịch bitmut (4.11) và làm nguội đến (30 ¸ 35) ^oC. Thêm 5 ml dung dịch natri molipdat (4.10) trực tiếp vào giữa dung dịch mà không được tiếp xúc với thành bên trong bình. Rửa cổ bình bằng 5 ml nước, lắc rồi thêm ngay 10 ml dung dịch axit ascobic (4.8). Pha loãng bằng nước đến vạch và lắc.

Để yên trong 25 phút ở nhiệt độ phòng, sau đó đo độ hấp thụ của dung dịch thử so sánh với nước trong cuvét có độ dày phù hợp. Nếu độ hấp thụ của mẫu trắng vượt quá 0,1 phải kiểm tra các thuốc thử về độ nhiễm photpho, về sự thay thế hoặc độ tinh khiết theo yêu cầu.

...

...

...

Đỉnh hấp thụ phù hợp để đo là vị trí trong vùng lân cận 710 nm.

7.6. Lập đồ thị chuẩn

Chuyển các lượng mẫu tương ứng 0; 5,00; 10,00; 15,00 và 20,00 ml dung dịch chuẩn photpho (4.12) vào các cốc 100 ml.

Thêm 2,5 ml axit sunfuric (4.3), 40 ml nước rồi đun sôi nhẹ trong 5 phút. Làm nguội từ từ, sau đó chuyển dung dịch vào các bình định mức 100 ml, tia rửa cốc bằng nước nhưng giữ cho thể tích cuối cùng ở dưới mức 50 ml.

Thêm 10 ml dung dịch dinatri disunfit (4.9) rồi tiến hành các bước tiếp theo như quy định trong 7.5.5. Lập đường chuẩn bằng cách vẽ biểu đồ tương quan giữa lượng diphotpho pentoxit tính bằng miligam đến ba chữ số có nghĩa và độ hấp thụ với cuvet có độ dày 10 mm.

Chú thích - Thông tin sau được cung cấp để hướng dẫn thực hiện phương pháp : 0,200 mg P2O5 trong dung dịch cuối, khi đo ở 710 nm dùng cuvét dày 10 mm và hiệu chỉnh điểm kiểm tra mẫu trắng 0 thì cho độ hấp thụ là 0,440.

8. Biểu thị kết quả

8.1. Tính hàm lượng photpho

Tính hàm lượng photpho bằng phần trăm khối lượng diphotpho pentoxit theo công thức sau:

...

...

...

trong đó

m₁        là khối lượng của mẫu thử (7.2), tính bằng gam;

m₂        là khối lượng của diphotpho pentoxit chứa trong phần thử của dung dịch thử hoặc dung dịch thử đã pha loãng (7.5.4) xác định được bằng cách sử dụng biểu đồ hiệu chỉnh sau khi hiệu chỉnh mẫu trắng, với chiều dày cuvét 10 mm, tính bằng miligam;

f           là hệ số pha loãng, nếu sử dụng dung dịch thử đã pha loãng thì lấy bằng 10;

V          là thể tích phần thử của dung dịch thử hoặc dung dịch thử đã pha loãng (7.5.4).

8.2. Xử lý chung các kết quả

8.2.1. Độ chính xác

Tiến hành thử nghiệm ở 13 phòng thí nghiệm thuộc 9 quốc gia. Tiến hành thử bốn mẫu, mỗi mẫu thực hiện hai phép thử. Tính độ tái lập, độ lặp lại và chỉ số độ lặp lại được ghi trong Bảng 2.

Bảng 2 - Các số liệu về độ chính xác khi xác định photpho

...

...

...

Hàm lượng trung bình P₂O₅

Các thành phần của độ lệch chuẩn

Chỉ số độ tái lập

% (m/m)

S_w

S_b

2N

MT/12/6

MT/12/9

...

...

...

MT/12/7

0,058

0,381

0,558

3,692

0,005

0,007

0,007

0,057

...

...

...

0,013

0,008

0,080

0,011

0,030

0,021

0,196

trong đó

S_w        là sai số trong phòng thí nghiệm;

...

...

...

8.2.2. Chấp nhận giá trị phân tích

Giá trị kết quả phân tích mẫu thử sẽ được chấp nhận khi các kết quả phân tích mẫu chuẩn quy định tương ứng khớp với các kết quả nằm trong giới hạn chỉ số độ tái lập ghi ở Bảng 2 và khi chênh lệch giá trị giữa hai mẫu thử không vượt quá 2,77 S_w như số liệu tính được từ giá trị tương ứng của Sw ghi trong Bảng 2.

Khi kết quả phân tích mẫu chuẩn quy định vượt ra ngoài chỉ số độ lập thì phải tiến hành phân tích đồng thời mẫu thử, mẫu chuẩn quy định và một mẫu trắng. Giá trị phân tích mẫu chuẩn quy định sẽ được kiểm tra để chấp nhận giá trị mẫu thử như nêu trên. Nếu nhận được giá trị mẫu chuẩn quy định một lần nữa vượt ra ngoài giới hạn thì trình tự tiến hành phân tích được làm lại đối với mẫu chuẩn khác của cùng loại quặng cho đến khi cả hai giá trị mẫu thử có thể chấp nhận được.

Khi khoảng (chênh lệch tuyệt đối) của hai giá trị của mẫu thử lớn hơn 2,77 S_w thì phải tiến hành phân tích bổ sung một mẫu thử và một mẫu trắng theo trình tự quy định trong phụ lục, đồng thời phân tích một vật mẫu chuẩn quy định của cùng loại quặng. Việc chấp nhận những giá trị bổ sung như vậy đối với mẫu thử, trong từng trường hợp sẽ phụ thuộc vào khả năng chấp nhận của giá trị mẫu chuẩn.

8.2.3. Tính kết quả cuối cùng

Kết quả cuối cùng là trung bình số học của các giá trị phân tích có thể chấp nhận được được tính tới năm chữ số sau dấu phẩy và được làm tròn đến ba số sau dấu phẩy, cụ thể như sau:

a) Khi chữ số thứ tư sau dấu phẩy nhỏ hơn 5 thì nó bị loại bỏ và chữ số thứ ba sau dấu phẩy được giữ nguyên không đổi;

b) Khi chữ số thứ tư sau dấu phẩy là 5 và số thứ năm sau dấu phẩy khác 0, hoặc số thứ tư sau dấu phẩy lớn hơn 5 thì số thứ ba sau dấu phẩy được tăng thêm một;

c) Khi chữ số thứ tư sau dấu phẩy là 5 và số thứ năm sau dấu phẩy là 0, thì số 5 sẽ được bỏ đi và số thứ ba sau dấu phẩy được giữ nguyên không đổi nếu như nó là 0, 2, 4, 6 hoặc 8 và được tăng thêm một nếu nó là 1, 3, 5, 7 hoặc 9.

...

...

...

Báo cáo kết quả gồm các thông tin sau:

a) Các chi tiết cần thiết để nhận biết về mẫu;

b) Số hiệu tiêu chuẩn;

c) Kết quả phân tích;

d) Số lượng tham khảo kết quả;

e) Các đặc trưng ghi nhận trong quá trình thử, mọi thao tác không quy định trong tiêu chuẩn này nhưng có thể ảnh hưởng đến kết quả.

PHỤ LỤC A

(quy định)

...

...

...

CHÚ THÍCH - r = 2,77 S_W, S_W như định nghĩa trong 8.2.1.

*) Các tiêu chuẩn liên quan là ISO 6137 Quặng nhôm - Phương pháp lấy mẫu và TCVN 2823 :1999 (ISO 6140 :1991) Quặng nhôm - Chuẩn bị mẫu.