Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 4654-1:2009 Quặng sắt - hàm lượng lưu huỳnh - Phần 1: khối lượng bari sulfat

• Số hiệu: TCVN4654-1:2009
• Loại văn bản: Tiêu chuẩn Việt Nam
• Nơi ban hành: ***
• Người ký: ***
• Ngày ban hành: Năm 2009

Hàm lượng lưu huỳnh ws % (khối lượng)	Khối lượng phần mẫu thử g	Thể tích hỗn hợp axít ml
0,01 < WS £ 0,1	5,0	70
0,1 < WS £ 0,5	2,0	40
0,5 < WS £ 1,0	1,0	25

7.4. Phép xác định

7.4.1. Phân hủy phần mẫu thử

Cho phần mẫu thử (7.3) vào cốc dung tích 500 ml, thêm 1 g kali clorat (4.1), và từ 3 ml đến 4 ml nước và lắc đều.

Thêm thể tích hỗn hợp axit (4.10) yêu cầu, theo bảng và gia nhiệt để phân hủy phần mẫu thử. Làm bay hơi dung dịch đến khô trên tấm gia nhiệt ở nhiệt độ khoảng 150 °C, để nguội và thêm 10 ml axit clohydric (4.4). Làm bay hơi lại cho đến khô, tiếp tục gia nhiệt ở nhiệt độ khoảng 110 °C trong 30 min. Để nguội, thêm 30 ml axit clohydric (4.6) và giữ ấm để hòa tan hết muối tan.

CHÚ THÍCH: Mẫu không phân hủy trong 1 h đến 2 h bằng quy trình này phải hủy bằng cách giữ ấm dung dịch trong một thời gian dài hơn

Thêm 25 ml nước và đun sôi trong 5 min. Lọc dung dịch qua giấy lọc chảy chậm, gom phần nước lọc vào cốc dung tích 500 ml. Rửa giấy lọc và cặn bằng axit clohydric (4.7) ấm cho đến khi không còn phát hiện thấy ion sắt(lll) trong nước rửa bằng cách kiểm tra một lượng nhỏ bằng dung dịch amoni thiocyanat (4.15). Để lại phần nước lọc và nước rửa. Chuyển giấy lọc và cặn vào chén platin.

7.4.2. Chiết phần lớn sắt

Làm bay hơi phần nước lọc và nước rửa (7.4.1) đến khoảng 10 ml. Để nguội và chuyển dung dịch vào phễu chiết dung tích 200 ml, sử dụng tổng 50 ml axit clohydric (4.5), lấy một theo vài phần để rửa cốc. Thêm 50 ml metyl isobutyl keton (4.18) và lắc đều trong 1 min. Để tách lớp, sau đó lấy phần chất lỏng phía dưới vào phễu chiết dung tích 200 ml thứ hai. Rửa lớp hữu cơ bằng cách thêm 10 ml axit clohydric (4.5) và lắc trong 30 s. Để các lớp phân tách, sau đó gộp lớp chất lỏng với phần đầu tiên. Lặp lại việc rửa pha hữu cơ với 10 ml axit clohydric (4.5) khác, gộp phần dung dịch chất lỏng và loại bỏ pha hữu cơ.

Thêm 50 ml metyl isobutyl keton (4.18) vào phễu chứa phần dung dịch và lắc đều trong 1 min. Để tách lớp, sau đó cho dung dịch nước phía dưới vào cốc dung tích 500 ml. Rửa pha hữu cơ bằng cách chiết hai lần với 10 ml axit clohydric (4.5), chuyển phần nước rửa vào cốc. Làm bay hơi phần dung dịch nước đã gộp đến khô.

...

...

...

7.4.3. Xử lý cặn

Làm ẩm giấy lọc chứa cặn thu được tại 7.4.1 với 1 hoặc 2 giọt dung dịch natri nitrat (4.13), cẩn thận gia nhiệt chén để đốt giấy lọc, sau đó nung ở nhiệt độ 800 °C đến 850 °C. Để nguội chén và làm ẩm cặn nung bằng vài giọt axit nitric (4.8). Thêm khoảng 5 ml axit flohydric (4.9) và gia nhiệt nhẹ đến khô để loại bỏ silic dioxit và axit nitric.

CHÚ THÍCH: Với hàm lượng silic cao, xử lý để loại bỏ silic dioxit có thể lặp lại với 5 ml axit flohydric (4.9) khác.

Để nguội chén, thêm 3 g natri cacbonat (4.2) và nung cặn ở nhiệt độ khoảng 1000 °C trong 15 min. Để nguội chén trong cốc dung tích 300 ml. Thêm khoảng 100 ml nước ấm và gia nhiệt để hòa tan khối chảy. Lấy chén ra và tia rửa bằng nước.

Lọc dung dịch qua giấy lọc chảy chậm, gom nước lọc vào cốc dung tích 300 ml. Rửa giấy lọc một vài lần bằng dung dịch natri cacbonat (4.14), và loại bỏ cặn. Thêm 0,5 ml dung dịch chỉ thị metyl da cam (4.17) vào phần nước lọc và nước rửa và trung hòa dung dịch bằng cách vừa khuấy vừa cho thêm một lượng nhỏ axit clohydric (4.6). Thêm dư 5 ml axit clohydric (4.6) và gộp dung dịch này với dung dịch chính tại 7.4.2.

7.4.4. Kết tủa bari sulfat

Đậy cốc chứa dung dịch đã gộp bằng nắp kính đồng hồ và gia nhiệt làm bay hơi đến 25 ml. Để nguội, thêm 3 ml axit clohydric (4.6) và 50 ml nước và gia nhiệt để hòa tan các muối tan. Gia nhiệt trong bể ổn nhiệt từ 60 °C đến 70 °C và thêm 1,0 g kẽm (4.3) để khử sắt(lll) còn lại về sắt(ll). Ngay sau khi hòa tan hoàn toàn kẽm, lọc dung dịch qua giấy lọc chảy chậm, gom nước Iọc vào cốc thành cao 300 ml. Rửa giấy và cặn bằng axit clohydric (4.7) cho đến khi thể tích nước lọc xấp xỉ 120 ml, sau đó loại bỏ cặn.

Gia nhiệt dung dịch ở nhiệt độ từ 60 °C đến 70 °C, trong khi khuấy dùng buret từ từ thêm 5 ml dung dịch bari clorua (4.11). Tiếp tục khuấy khoảng hơn 5 min, sau đó đậy nắp cốc bằng một nắp kính đồng hồ và gia nhiệt dung dịch trong bể ổn nhiệt ở nhiệt độ từ 60 °C đến 70 °C trong 2 h. Để nguội dung dịch qua đêm đến nhiệt độ phòng.

Lọc kết tủa bari sulfat qua giấy lọc chảy chậm.

...

...

...

Rửa cốc một lần bằng dung dịch nước rửa axit clohydric chứa bari clorua (4.12) và dùng đũa thủy có đầu bịt cao su, lấy kết tủa vẫn còn bám trên thành cốc ra, chuyển kết tủa vào giấy lọc bằng dung dịch nước rửa axit clohydric có chứa bari clorua (4.12). Rửa bên ngoài cốc một vài lần bằng dung dịch tương tự và rửa kết tủa trên giấy lọc bằng nước ấm cho đến khi không còn ion clo trong nước rửa kiểm tra bằng dung dịch bạc nitrat (4.16)

7.4.5. Cân

Đặt giấy lọc và kết tủa ở 7.4.4 vào chén platin đã biết trước khối lượng. Sấy khô và than hóa giấy ở nhiệt độ thấp sau đó cẩn thận nung, đầu tiên nung ở nhiệt độ 500 °C trong 20 min và sau đó nung ở 800 °C trong thời gian tương tự. Để nguội chén trong bình hút ẩm đến nhiệt độ phòng và cân khối lượng bari sulfat. Lặp lại quá trình nung ở 800 °C cho đến khi thu được khối lượng không đổi, cân chính xác đến 0,000 1 g.

8. Biểu thị kết quả

8.1. Tính hàm lượng lưu huỳnh

Hàm lượng lưu huỳnh, w_S, tính bằng phần trăm khối lượng, lấy đến số thập phân thứ năm, sử dụng công thức sau:

 (1)

trong đó

...

...

...

m₂ là khối lượng bì của chén platin dùng để xác định, tính bằng gam;

m₃ là khối lượng chén platin dùng cho phép thử trắng, tính bằng gam;

m₄ là khối lượng bì của chén platin dùng cho phép thử trắng, tính bằng gam;

m₅ là khối lượng phần mẫu thử (7.3), tính bằng gam;

0,137 4 là tỷ lệ khối lượng của lưu huỳnh trong bari sulfat.

8.2. Xử lý chung các kết quả

8.2.1. Độ lặp lại và sai số cho phép

Độ chụm của phương pháp phân tích biểu thị bằng các phương trình hồi quy sau2):

r = 0,026 X + 0,004 (2)

...

...

...

s_r = 0,009 X + 0,002 (4)

s_L = 0,007 X + 0,002 (5)

trong đó

X là hàm lượng lưu huỳnh của mẫu thử đã sấy sơ bộ, biểu thị bằng phần trăm khối lượng, được tính như sau:

- dùng công thức (2, 4) trong cùng phòng thí nghiệm: trung bình số học của kết quả song song;

- dùng công thức (3. 5) giữa các phòng thí nghiệm: trung bình số học kết quả cuối cùng (8.2.3) của hai phòng thí nghiệm.

r là sai số cho phép trong cùng phòng thí nghiệm (độ lặp lại);

P là sai số cho phép giữa các phòng thí nghiệm;

s_r là độ lệch chuẩn trong cùng phòng thí nghiệm;

...

...

...

8.2.2. Chấp nhận kết quả phân tích

Kết quả nhận được với vật liệu chuẩn được chứng nhận phải đảm bảo sao cho chênh lệch giữa kết quả này và giá trị chứng nhận của vật liệu chuẩn là không có ý nghĩa về mặt thống kê. Đối với vật liệu chuẩn được chứng nhận đã được ít nhất 10 phòng thí nghiệm phân tích, bằng các phương pháp có thể so sánh được về độ chính xác và độ chụm với phương pháp này, có thể sử dụng công thức sau để kiểm tra giá trị tuyệt đối của hiệu số:

|A_c – A| ≤ 2  (6)

trong đó

A_c là giá trị được chứng nhận;

A là kết quả hoặc trung bình các kết quả nhận được từ vật liệu chuẩn được chứng nhận;

S_Lc là độ lệch chuẩn giữa các phòng thí nghiệm được chứng nhận;

S_Wc là độ lệch chuẩn trong phòng thí nghiệm được chứng nhận;

n_Wc là số trung bình các phép thử song song trong các phòng thí nghiệm được chứng nhận;

...

...

...

n là số phép thử lặp lại trên mẫu chuẩn (trong hầu hết các trường hợp n = 1);

s_L và s_r như giải thích tại 8.2.1.

Nếu thỏa mãn điều kiện (6), tức là nếu vế trái của công thức là nhỏ hơn hoặc bằng vế phải, thì hiệu số |A_c - A| là không có ý nghĩa về mặt thống kê, trường hợp khác là có đáng kể.

Khi sự chênh lệch là đáng kể, phải lặp lại phép phân tích, đồng thời với phân tích mẫu thử. Nếu chênh lệch vẫn đáng kể, phải lặp lại quy trình, sử dụng vật liệu chuẩn được chứng nhận khác của cùng loại quặng.

Khi dải của hai giá trị của mẫu thử nằm ngoài giới hạn r tính theo công thức (2) trong 8.2.1 phải tiến hành một hoặc một số phép thử bổ sung theo sơ đồ nêu trong Phụ lục A, tiến hành đồng thời với phép phân tích vật liệu chuẩn được chứng nhận của cùng loại quặng.

Việc chấp nhận các kết quả đối với mẫu thử phải tính đến từng trường hợp theo việc chấp nhận các kết quả của vật liệu chuẩn được chứng nhận.

CHÚ THÍCH: Khi thông tin về vật liệu chuẩn được chứng nhận không đầy đủ phải sử dụng quy trình sau:

a) nếu không đủ dữ liệu cho phép đánh giá độ lệch chuẩn giữa các phòng thí nghiệm, bỏ biểu thức S_WC^2/n_WC và coi S_LC là độ lệch chuẩn trung bình phòng thí nghiệm.

b) nếu việc chứng nhận mới chỉ thực hiện ở một phòng thí nghiệm hoặc nếu thiếu kết quả giữa các phòng thí nghiệm, sử dụng công thức sau:

...

...

...

8.2.3. Tính kết quả cuối cùng

Kết quả cuối cùng là trung bình số học của các giá trị phân tích được chấp nhận cho mẫu thử, hoặc được xác định theo quy định trong Phụ lục A, lấy đến số thập phân thứ năm và làm tròn đến số thập phân thứ ba như sau:

a) nếu số thập phân thứ tư nhỏ hơn 5 thì bỏ đi và giữ nguyên số thập phân thứ ba;

b) nếu số thập phân thứ tư bằng 5 và số thập phân thứ năm khác 0, hoặc số thập phân thứ tư lớn hơn 5 thì tăng số thập phân ba lên một đơn vị;

c) nếu số thập phân thứ tư bằng 5 và số thập phân thứ năm bằng 0 thì bỏ số 5 và giữ nguyên số thập phân thứ ba khi nó là 0, 2, 4, 6 hoặc 8 và tăng lên một đơn vị khi nó là 1, 3, 5, 7 hoặc 9.

9. Báo cáo thử nghiệm

Báo cáo thử nghiệm gồm các thông tin sau:

a) viện dẫn tiêu chuẩn này;

b) các chi tiết cần thiết để nhận biết mẫu;

...

...

...

d) số tham chiếu của phiếu kết quả;

e) bất kỳ các đặc điểm đã ghi nhận trong quá trình xác định, các thao tác không quy định trong tiêu chuẩn này có thể ảnh hưởng đến kết quả của mẫu thử hoặc vật liệu chuẩn được chứng nhận.

PHỤ LỤC A

(quy định)

SƠ ĐỒ QUY TRÌNH CHẤP NHẬN GIÁ TRỊ PHÂN TÍCH ĐỐI VỚI MẪU THỬ

r: như xác định trong 8 2.1.

...

...

...

(tham khảo)

NGUỒN GỐC CỦA CÁC PHƯƠNG TRÌNH ĐỘ LẶP LẠI VÀ SAI SỐ CHO PHÉP

Các phương trình hồi quy trong 8.2.1 được rút ra từ những kết quả thử của chương trình phân tích quốc tế tiến hành trong năm 1974/1975 thực hiện trên năm mẫu quặng do 23 phòng thí nghiệm của sáu quốc gia thực hiện.

Đồ thị xử lý các dữ liệu về độ chụm được nêu trong Phụ lục C.

Các mẫu thử được sử dụng là

Mẫu

Hàm lượng lưu huỳnh, [% (khối lượng)]

Quặng Nimba

0,006

...

...

...

0,019

Quặng Rompin

0,078

Quặng Texada

0,255

Cặn thiêu kết (Purpurerz)

0,534

CHÚ THÍCH

1) Báo cáo của chương trình thử nghiệm quốc tế và phân tích thống kê các kết quả (tài liệu ISO/TC102/SC2 N 440 E, tháng 4/1976) được lưu tại Ban thư ký ISO/TC102/SC2 hoặc Ban thư ký ISO/TC102.

...

...

...

PHỤ LỤC C

(tham khảo)

CÁC DỮ LIỆU VỀ ĐỘ CHỤM THU ĐƯỢC TỪ CHƯƠNG TRÌNH PHÂN TÍCH QUỐC TẾ

CHÚ THÍCH: Hình C.1 là sự biểu thị bằng đồ thị các phương trình nêu trong 8.2.1.

Hàm lượng lưu huỳnh, % (khối lượng)

Hình C.1 - Tương quan bình phương tối thiểu của độ chụm so với hàm lượng lưu huỳnh X

1) ISO 3082 : 2000 thay thế ISO 3081 : 1986, ISO 3082 : 1987 và ISO 3083 : 1986)

...

...

...

2) Thông tin bổ sung nêu ở Phụ lục B và C.