TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 11140:2015

ISO 4293:1982

QUẶNG VÀ TINH QUẶNG MANGAN - XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG PHOSPHO - PHƯƠNG PHÁP CHIẾT-ĐO QUANG MOLYBDOVANADAT

Manganese ores and concentrates - Determination of phosphorus content - Extraction-molybdovanadate photometric method

Lời nói đầu

TCVN 11140:2015 hoàn toàn tương đương với ISO 4293:1982.

TCVN 11140:2015 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 - XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG PHOSPHO - PHƯƠNG PHÁP CHIẾT-ĐO QUANG MOLYBDOVANADAT

Manganese ores and concentrates - Determination of phosphorus content - Extraction-Molybdovanadate photometric method

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp chiết-đo quang molybdovanadat để xác định hàm lượng phospho có trong quặng và tinh quặng mangan.

Phương pháp này áp dụng cho các sản phẩm có hàm lượng phospho từ 0,02 % (khối lượng) đến 0,5 % (khối lượng);

Tiêu chuẩn này được sử dụng cùng với TCVN 11142 (ISO 4297).

2. Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau là cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi (nếu có).

TCVN 10548-1 (ISO 4296-1), Quặng mangan - Lấy mẫu - Phần 1: Lấy mẫu đơn.

TCVN 10548-2 (ISO 4296-2), Quặng mangan - Lấy mẫu - Phần 2: Chuẩn bị mẫu.

TCVN 11142 (ISO 4297), Quặng và tinh quặng mangan - Phương pháp phân tích hóa học - Hướng dẫn chung.

3. Nguyên tắc

Phân hủy phần mẫu thử bằng axit clohydric và axit nitric. Tách silic bằng cách làm bay hơi đến khi bốc khói axit percloric. Hòa tan muối bằng nước, lọc tách cặn không tan, giữ lại dịch lọc làm dung dịch chính.

Nung giấy lọc chứa cặn và xử lý bằng axit sulfuric và axit flohydric. Nung chảy cặn với natri carbonat. Hòa tan khối chảy trong axit clohydric và gộp dung dịch nhận được vào dung dịch chính. Làm bay hơi dung dịch đến khi bốc khói axit percloric. Chuyển phospho thành phức phosphovanadomolybdat.

Thêm axit xitric vào để loại trừ ảnh hưởng của sắt và asen. Chiết phosphovanadomolybdat bằng isobutyl metyl keton có axit xitric để tạo thành phức với sắt và asen.

Đo quang bằng máy quang phổ hoặc máy hấp thụ quang điện.

4. Thuốc thử

4.1. Natri carbonat, khan

4.2. Axit clohydric, ρ 1,19 g/ml.

4.3. Axit clohydric, pha loãng 1 1.

4.4. Axit clohydric, pha loãng 1 50.

4.5. Axit nitric, ρ 1,40 g/ml.

4.6. Axit percloric, ρ 1,51 g/ml.

4.7. Axit sulfuric, pha loãng 1 1.

4.8. Axit flohydric, ρ 1,14 g/ml.

4.9. Amoni vanadat (NH₄VO₃), dung dịch 2,50 g/l.

4.10. Amoni molybdat ngậm bốn phân tử nước [(NH₄)₆Mo₇O₂₄).4H₂O), dung dịch 150 g/l.

4.11. Axit xitric [C₃H₄(OH)(COOH)₃], dung dịch 500 g/l.

4.12. Isobutyl metyl keton (C₆H₁₂O).

4.13. Phospho, dung dịch chuẩn tương ứng 0,1 g P/l.

Cân 0,4394 g kali orthophosphat (KH₂PO₄) (độ tinh khiết cao) đã được sấy khô ở 105 °C trong 1 h đến 2 h cho vào bình định mức dung tích 1000 ml, hòa tan trong 100 ml nước, pha loãng bằng nước đến vạch mức và lắc đều.

1 ml của mỗi dung dịch này chứa 0,1 mg P.

4.14. Phospho, dung dịch chuẩn tương ứng 0,05 g P/l.

Lấy 50 ml dung dịch chuẩn phospho (4.13) cho vào bình định mức dung tích 100 ml, pha loãng bằng nước đến vạch mức và lắc đều.

1 ml của mỗi dung dịch này chứa 0,05 mg P.

5. Thiết bị, dụng cụ

Thiết bị, dụng cụ thông thường trong phòng thử nghiệm và

5.1. Máy đo quang phổ hoặc máy hấp thụ quang điện.

5.2. Chén platin.

6. Mẫu thử

Lấy mẫu đơn quặng mangan theo TCVN 10548-1 (ISO 4296-1).

Chuẩn bị mẫu quặng mangan theo TCVN 10548-2 (ISO 4296-2).

Sử dụng mẫu thử đã được nghiền đến kích cỡ không lớn hơn 100 μm (kiểm tra bằng sàng có cỡ lỗ thích hợp) và làm khô trong không khí trong điều kiện phòng thí nghiệm.

7. Cách tiến hành

7.1. Phân hủy phần mẫu thử

Cho 0,5 g mẫu thử vào cốc dung tích 300 ml, thêm 25 ml axit clohydric (4.2), 5 ml axit nitric (4.5) và hòa tan có đun nóng. Khi phản ứng hòa tan kết thúc, thêm 10 ml axit percloric (4.6) và làm bay hơi đến bốc khói. Để nguội, thêm 25 ml nước, đun sôi dung dịch. Lọc cặn không tan bằng giấy lọc chảy nhanh có chứa một lượng nhỏ bột giấy lọc và cho dịch lọc vào bình nón dung tích 300 ml đến 500 ml. Tia rửa cặn trên phễu lọc 3 đến 4 lần bằng dung dịch axit clohydric (4.4) và sau đó và lần bằng nước nóng. Giữ lại dịch lọc làm dung dịch chính.

Nếu mẫu thử không chứa phosphat ở dạng không tan, bỏ giấy lọc chứa cặn đi.

7.2. Xử lý cặn

Chuyển giấy lọc chứa cặn vào chén platin (5.2), tro hóa và nung ở 500 °C đến 600 °C. Để nguội chén, tẩm ướt cặn bằng 2 hoặc 3 giọt nước, thêm 2 hoặc 3 giọt dung dịch axit sulfuric (4.7), 5ml đến 7 ml axit flohydric (4.8) và làm bay hơi đến khô. Nung cặn khô ở 500 °C đến 600 °C, để nguội, thêm 1 g hoặc 2 g natri carbonat (4.1) và nung chảy cặn ở 900 °C đến 1000 °C trong 15 min đến 20 min. Đưa chén chứa khối chảy vào cốc dung tích 100 ml, thêm 20 ml dung dịch axit clohydric (4.3) và đun nóng để hòa tan hoàn toàn khối chảy. Lấy chén ra khỏi cốc và tia rửa chén bằng nước. Đun sôi dung dịch nhận được và gộp vào dung dịch chính (xem 7.1).

7.3. Chiết phức phosphovanadomolybdat

Làm bay hơi dung dịch gộp được đến bốc khói trắng dày của axit percloric trên miệng bình, để nguội, thêm 25 ml nước, sau đó thêm 5 ml axit nitric (4.5) và đun sôi trong 5 min.

Đối với hàm lượng phospho lớn hơn 0,08 % (khối lượng), chuyển dung dịch gom được vào bình định mức dung tích 200 ml, pha loãng bằng nước đến vạch mức và lắc đều. Lấy 20 ml dung dịch cho vào bình nón dung tích 125 ml, thêm 9 ml axit percloric (4.6) và làm bay hơi đến khi bốc khói dày của axit percloric. Sau khi dung dịch nguội, thêm 25 ml nước, 5 ml axit nitric (4.5) và đun sôi trong 5 min.

Để dung dịch nguội đến nhiệt độ phòng, thêm 10 ml dung dịch amoni vanadat (4.9) và 15 ml dung dịch amoni molybdat (4.10), sau đó để yên trong 7 min cho lên màu của phức.

Nếu trong mẫu thử có titan lớn hơn 0,5 % (khối lượng), tăng thời gian để yên đến 1 h để màu của phức được lên hoàn toàn.

Chuyển dung dịch vào phễu chiết dung tích 100 ml, thêm 10 ml dung dịch axit xitric (4.11), lắc và dùng buret thêm ngay 40 ml isobutyl metyl keton (4.12). Lắc phễu chiết trong 30 s.

Để tách thành hai lớp và tháo lớp phía dưới. Làm khô phía trong cuống phễu chiết bằng một mẩu giấy lọc. Lọc lớp hữu cơ qua giấy lọc chảy nhanh khô vào một cốc nhỏ khô.

7.4. Phép đo quang

Đo độ hấp thụ của các dung dịch trên máy đo quang phổ hoặc máy hấp thụ quang điện (5.1) ở bước sóng 425 nm, trong cuvet 10 mm, dùng isobutyl metyl keton làm dung dịch so sánh.

7.5. Phép thử trắng

Tiến hành phép thử trắng như làm với mẫu thử

7.6. Lập đường chuẩn

Cân 0,25 g mangan kim loại có độ tinh khiết cao cho vào dãy 7 cốc dung tích 300 ml, thêm 25 ml axit clohydric (4.2) và hòa tan có đun nóng. Dùng buret lấy 0,0; 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0 và 10,0 ml dung dịch phospho chuẩn (4.14), tương ứng 0; 0,05; 0,10; 0,20; 0,30; 0,40; và 0,50 mg P vào các cốc đựng dung dịch nhận được. Sau đó thêm 5 ml axit nitric (4.5) và 10 ml axit percloric (4.6) và làm bay hơi đến khi bốc khói dày axit percloric. Sau khi dung dịch nguội, thêm 25 ml nước, 5 ml axit nitric (4.5) và đun sôi 5 min.

Để nguội dung dịch đến nhiệt độ phòng, thêm 10 ml dung dịch amoni vanadat (4.9), 15 ml dung dịch amoni molybdat (4.10) và để yên 7 min cho lên màu hoàn toàn. Tiến hành tiếp theo như 7.3 từ “Chuyển dung dịch vào phễu chiết dung tích 100 ml..”

Dựng đường chuẩn theo giá trị độ hấp thụ trung bình đã trừ độ hấp thụ của dung dịch bổ chính và hàm lượng phospho đã biết.

8. Biểu thị kết quả

8.1. Tính kết quả

Tính chuyển độ hấp thụ đọc được của dung dịch thử, đã trừ độ hấp thụ của dung dịch trắng ra hàm lượng phospho bằng đường chuẩn (7.6).

Hàm lượng phospho (P), biểu thị bằng phần trăm khối lượng, tính theo công thức sau:

Trong đó

8.2. Sai số cho phép của kết quả các phép xác định hai lần

Bảng 1 - Sai số cho phép đối với hàm lượng phospho