Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12202-6:2018 về Đất, đá quặng apatit và photphorit - Phần 6: Xác định hàm lượng silic bằng phương pháp khối lượng là văn bản kỹ thuật quy định quy trình phân tích hóa học nhằm xác định hàm lượng silic trong các mẫu đất, đá quặng apatit và photphorit tại Việt Nam. Tiêu chuẩn này nằm trong bộ tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12202, đóng vai trò là công cụ kỹ thuật quan trọng phục vụ công tác kiểm định chất lượng, khai thác và chế biến khoáng sản.
Phạm vi và đối tượng áp dụng
Tiêu chuẩn này áp dụng đối với các cơ quan quản lý, phòng thử nghiệm, doanh nghiệp hoạt động trong lĩnh vực thăm dò, khai thác, tuyển khoáng và chế biến quặng apatit, photphorit. Đối tượng điều chỉnh trực tiếp là quy trình kỹ thuật phân tích hàm lượng silic (biểu thị bằng phần trăm khối lượng SiO2) trong các mẫu quặng.
Hệ thống các phần trong bộ tiêu chuẩn TCVN 12202
Để đánh giá toàn diện các chỉ tiêu hóa học của đất, đá quặng apatit và photphorit, bộ tiêu chuẩn TCVN 12202 được xây dựng đồng bộ bao gồm các phần sau:
- Phần 1: Xác định hàm lượng chất không tan bằng phương pháp khối lượng.
- Phần 2: Xác định hàm lượng photpho bằng phương pháp chuẩn độ.
- Phần 3: Xác định hàm lượng photpho bằng phương pháp quang phổ phát xạ plasma cảm ứng (ICP-OES).
- Phần 4: Xác định hàm lượng flo bằng phương pháp chuẩn độ và phương pháp đo màu.
- Phần 5: Xác định hàm lượng titan bằng phương pháp đo màu.
- Phần 6: Xác định hàm lượng silic bằng phương pháp khối lượng.
- Phần 7: Xác định hàm lượng canxi, magie bằng phương pháp quang phổ phát xạ plasma cảm ứng (ICP-OES).
- Phần 8: Xác định hàm lượng sắt tổng số và sắt (II) bằng phương pháp chuẩn độ bicromat.
- Phần 9: Xác định hàm lượng lưu huỳnh bằng phương pháp khối lượng.
Nội dung kỹ thuật cốt lõi của TCVN 12202-6:2018
Tiêu chuẩn quy định chi tiết các yêu cầu và bước tiến hành phân tích hàm lượng silic bằng phương pháp khối lượng, cụ thể bao gồm:
- Nguyên tắc của phương pháp: Xác định silic bằng phương pháp khối lượng dựa trên việc phân hủy mẫu thử bằng các tác chất hóa học phù hợp (thường là axit mạnh hoặc hỗn hợp nóng chảy), sau đó cô cạn dung dịch để tách nước, chuyển silic hòa tan thành dạng axit silicic không tan. Tiến hành lọc, rửa, nung kết tủa ở nhiệt độ cao để chuyển thành silic dioxyt (SiO2) khan và cân khối lượng. Hàm lượng silic được xác định chính xác bằng cách xử lý tiếp kết tủa với axit flohydric (HF) để làm bay hơi silic dưới dạng silic tetraflorua (SiF4), sau đó cân lại phần bã còn lại.
- Thiết bị, dụng cụ và hóa chất: Tiêu chuẩn đưa ra yêu cầu nghiêm ngặt về độ chính xác của cân phân tích, lò nung (có khả năng kiểm soát nhiệt độ ổn định), chén nung bằng bạch kim hoặc sứ chịu nhiệt, tủ sấy và các dụng cụ thủy tinh chuyên dụng. Các hóa chất, thuốc thử sử dụng phải đạt độ tinh khiết phân tích để tránh sai số.
- Chuẩn bị mẫu thử: Quy định quy trình lấy mẫu, nghiền mịn và sấy khô mẫu quặng đến khối lượng không đổi trước khi tiến hành cân lượng mẫu phân tích.
- Quy trình tiến hành: Hướng dẫn chi tiết từng bước từ khâu cân lượng mẫu thử, quá trình phân hủy mẫu bằng axit hoặc chất trợ chảy, quá trình cô cạn để tách silic, lọc và rửa kết tủa, nung kết tủa, xử lý bằng axit flohydric để đuổi silic, nung lại bã và cân khối lượng.
- Tính toán kết quả: Thiết lập công thức toán học cụ thể để tính toán phần trăm khối lượng silic (SiO2) dựa trên sự chênh lệch khối lượng của chén nung chứa kết tủa trước và sau khi xử lý bằng axit flohydric.
- Độ chụm và sai số cho phép: Quy định giới hạn chênh lệch cho phép giữa các kết quả xác định song song hoặc đối chứng nhằm đảm bảo độ tin cậy, tính lặp lại và độ tái lập của phương pháp thử.
Hiệu lực thi hành
Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12202-6:2018 có hiệu lực áp dụng kể từ ngày ban hành theo quyết định của cơ quan nhà nước có thẩm quyền về khoa học và công nghệ. Tiêu chuẩn này là căn cứ pháp lý và kỹ thuật thống nhất để các phòng thử nghiệm hợp chuẩn thực hiện việc phân tích và công bố kết quả thử nghiệm hàm lượng silic trong quặng apatit và photphorit.
TIÊU CHUẨN QUỐC GIA
TCVN 12202-6:2018
ĐẤT, ĐÁ QUẶNG APATIT VÀ PHOTPHORIT - PHẦN 6: XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG SILIC BẰNG PHƯƠNG PHÁP KHỐI LƯỢNG
Apatite and phosphorite ores - Part 6: Determination of silic dioxit content - Gravimetric method
Lời nói đầu
TCVN 12202-6:2018 do Tổng Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam biên soạn, Bộ Tài nguyên và Môi trường đề nghị, Tổng Cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.
Bộ TCVN Đất, đá quặng apatit và photphorit gồm các phần sau:
| 1 | TCVN 12202-1:2018 | Phần 1: Xác định hàm lượng chất không tan bằng phương pháp khối lượng |
| 2 | TCVN 12202-2:2018 | Phần 2: Xác định hàm lượng photpho bằng phương pháp chuẩn độ |
| 3 | TCVN 12202-3:2018 | Phần 3: Xác định hàm lượng photpho bằng phương pháp quang phổ phát xạ plasma cảm ứng (ICP-OES) |
| 4 | TCVN 12202-4:2018 | Phần 4: Xác định hàm lượng flo bằng phương pháp chuẩn độ và phương pháp đo màu |
| 5 | TCVN 12202-5:2018 | Phần 5: Xác định hàm lượng titan bằng phương pháp đo màu |
| 6 | TCVN 12202-6:2018 | Phần 6: Xác định hàm lượng silic bằng phương pháp khối lượng |
| 7 | TCVN 12202-7:2018 | Phần 7: Xác định hàm lượng canxi, magie bằng phương pháp quang phổ phát xạ plasma cảm ứng (ICP-OES) |
| 8 | TCVN 12202-8:2018 | Phần 8: Xác định hàm lượng sắt tổng số và sắt (II) bằng phương pháp chuẩn độ bicromat |
| 9 | TCVN 12202-9:2018 | Phần 9: Xác định hàm lượng lưu huỳnh bằng phương pháp khối lượng |
ĐẤT, ĐÁ QUẶNG APATIT VÀ PHOTPHORIT - PHẦN 6: XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG SILIC BẰNG PHƯƠNG PHÁP KHỐI LƯỢNG
Apatite and phosphorite ores - Part 6: Determination of silic dioxit content - Gravimetric method
1. Phạm vi áp dụng
Tiêu chuẩn này quy định phương pháp khối lượng xác định hàm lượng silic dioxit (SiO2) từ 0,1 % trở lên trong quặng apatit hoặc photphorit.
Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).
TCVN 4851 (ISO 3696), Nước dùng để phân tích trong phòng thí nghiệm - Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử
TCVN 7151 (ISO 648), Dụng cụ thí nghiệm bằng thủy tinh - Pipet một mức
TCVN 7153 (ISO 1042), Dụng cụ thí nghiệm bằng thủy tinh - Bình định mức
TCVN 9924:2013, Đất, đá quặng - Quy trình gia công mẫu sử dụng cho các phương pháp phân tích hóa học, hóa lý, rơnghen, nhiệt.
Phương pháp dựa trên việc phân hủy mẫu bằng cách nung chảy với kali hidroxit, sau đó tách axit silicic trong môi trường axit clohidric và nung chúng ở 900 °C đến 1000 °C để được silic dioxit. Ảnh hưởng của flo được che bằng axit boric.
Trong quá trình phân tích, chỉ sử dụng thuốc thử loại tinh khiết phân tích và nước phù hợp với loại 2 của TCVN 4851 (ISO 3696).
4.1 Axit clohidric HCl (d=1,19), dung dịch (1+1) và 5 %.
4.2 Axit clohidric HCl (d=1,19) chứa 0,3 % axit boric H3BO3
Hòa tan 1,5 g H3BO3trong 500 ml HCl (d=1,19).
4.3 Axit flohidric HF 40 %.
4.4 Axit sunfuric H2SO4 dung dịch (1+1).
4.5 Kali hidroxit KOH dạng hạt.
4.6 Gielatin dung dịch 1 %, được chuẩn bị và dùng ngay trong ngày phân tích.
4.7 Bạc nitrat AgNO3 dung dịch 1 %.
5 Thiết bị, dụng cụ
Trong tiêu chuẩn này sử dụng các thiết bị, dụng cụ thông thường trong phòng thử nghiệm và các thiết bị, dụng cụ sau:
5.1 Pipet một mức theo TCVN 7151
5.2 Bình định mức theo TCVN 7153
5.1 Chén sứ dung tích 10 ml, chén bạch kim 25 ml đến 30 ml, chén niken 30 ml.
5.4 Cân phân tích độ chính xác 0,0002 g.
5.5 Lò nung có rơ le điều khiển nhiệt độ đến 1000 °C.
5.6 Giấy lọc chảy trung bình Ф 11
Chuẩn bị và gia công mẫu thử theo TCVN 9924:2013
7 Cách tiến hành
Cân khoảng 0,5 g (m) đã sấy đến khối lượng không đổi ở 105 °C ± 5 °C chính xác đến 0,0001 g mẫu trên cân phân tích, cho vào chén niken (5.1) có sẵn 5 g đến 6 g KOH (4.5) đã làm mất nước trên bếp điện hoặc trong lò nung ở 250 °C đến 300 °C (5.4).
Cũng có thể sử dụng ngay lượng chất không tan thu được (TCVN 12202-1:2018) để xác định silic. Khi đó, chuyển lượng chất không tan thu được vào chén niken có sẵn 5 g đến 6 g KOH (4.5) đã làm mất nước trên bếp điện hoặc trong lò nung ở 250 °C đến 300 °C (5.4).
Mẫu trong chén niken (5.1) được nung ở 650 °C đến 700 °C trong 15 min đến 30 min (thỉnh thoảng lắc chén). Lấy chén ra để nguội bớt, rửa sạch thành ngoài và đáy chén bằng axit HCl (1+1) (4.1), sau đó rửa bằng nước cất, đặt chén vào cốc 250 ml. Thêm vào 30 ml đến 50 ml nước cất sôi, đậy cốc bằng nắp kính đồng hồ. Rửa sạch chén bằng axit HCl (1+1) (4.1) và sau đó rửa bằng nước cất nóng.
7.2 Tách kết tủa axit silicic
Thêm 20 ml axit HCl (d=1,19) (4.1) vào cốc đựng dung dịch ở trên (nếu phân hủy mẫu quặng apatit trực tiếp, thì thêm vào 20 ml axit HCl (d=1,19) chứa 0,3 % axit H3BO3 (4.2). Cô dung dịch trên bếp cách thủy sôi đến dạng muối ẩm. Dùng đũa thủy tinh dầm cho tơi, vụn muối. Thêm vào 10 ml axit HCl (d=1,19), tiến hành đun cách thủy trong 10 min, thêm vào 10 ml gielatin 1 % nóng (4.6), dùng đũa thủy tinh (5.3) khuấy trộn thật kỹ, rồi thêm vào 50 ml đến 60 ml nước nóng 70 °C, khuấy kỹ. Đun cốc mẫu trên bếp cách thủy sôi trong 10 min.
Lọc nóng qua giấy lọc chảy trung bình Ф 11 (5.6). Nước lọc hứng vào bình định mức 250 ml. Rửa kết tủa 3 lần đến 4 lần bằng HCl 5 % nóng, sau đó rửa bằng nước cất nóng đến khi nước rửa không còn ion clorua (thử bằng AgNO3) (4.7).
CHÚ THÍCH: Phần nước lọc thu được trong bình định mức 250 ml được thêm nước cất tới vạch, lắc kỹ. Đây là dung dịch 1 được dùng để xác định photpho, sắt (tổng số), nhôm, titan, mangan, canxi và magie theo cái quy trình tương ứng.
7.3 Nung kết tủa và xác định hàm lượng silic
Chuẩn bị chén nung tủa xác định hàm lượng silic: chén được nung ở 900 °C trong 2 h đến khối lượng không đổi, sau đó đem cân phân tích để biết được trọng lượng của chén khi chưa có tủa.
Chuyển kết tủa và giấy lọc vào chén sứ 5 ml đã biết trước khối lượng (nung chén ở 900 °C đến khối lượng không đổi). Tro hóa giấy lọc trên bếp điện. Nung ở 900 °C đến 1000 °C trong 2 h đến 3 h. Để chén nguội trong bình hút ẩm rồi cân khối lượng chén và kết tủa trên cân phân tích (m1).
Mẫu trắng được tiến hành đồng thời với mẫu phân tích.
Khi lượng chất không tan lớn hơn 1 %, cần hiệu chỉnh lượng tạp chất trong đó bằng cách xử lý đuổi silic với hỗn hợp axit HF (4.3) và H2SO4 (4.4) trong phần kết tủa sau khi nung.
Cách làm như sau: Chuyển giấy lọc và kết tủa silic vào chén platin sạch (được nung ở 900 °C trong 30 min rồi làm nguội đến nhiệt độ phòng trong bình hút ẩm và cân xác định khối lượng trên cân phân tích (m0). Tiến hành nung chén và kết tủa silic ở nhiệt độ tăng dần đến 900 °C đến 1000 °C, giữ ở nhiệt độ này trong khoảng thời gian 2 h đến 3 h. Lấy chén ra, để nguội đến nhiệt độ phòng trong bình hút ẩm và cân khối lượng trên cân phân tích (m3).
Tẩm ướt phần kết tủa silic đã nung trong chén platin bằng axit H2SO4 (1+1) (4.4), thêm 5 ml HF 40 % (4.3). Cô trên bếp điện tới bay hết hơi SO3. Nung chén ở 900 °C đến 1000 °C trong 20 min đến 30 min. Lấy chén ra để nguội trong bình hút ẩm. Cân khối lượng chén sau khi nung (m2).
8.1 Tính hàm lượng silic
Hàm lượng silic được quy về silic dioxit SiO2, biểu thị theo phần trăm (%) khối lượng, được tính bằng công thức tương ứng với 2 trường hợp sau:
a) Tính trực tiếp kết quả ngay sau khi nung kết tủa axit silicic trong chén sứ theo công thức:
(1)
trong đó:
m1 khối lượng silic dioxit sau khi nung, đã trừ khối lượng mẫu trắng và khối lượng chén đã biết trước, g;
m khối lượng mẫu cân, g.
b) Khi phải xử lý kết tủa axit silisic bằng axit HF để đuổi silic thì tính theo công thức:
(2)
trong đó:
m3 Khối lượng của chén và tủa silic dioxit trước khi xử lý bằng HF, g;
m2 Khối lượng của chén và tạp chất sau khi xử lý bằng HF, g;
m0 Khối lượng tạp chất trong mẫu trắng sau khi xử lý bằng HF, g;
m Khối lượng mẫu cân, g.
8.2 Sai số phân tích
Sai lệch lớn nhất giữa hai kết quả xác định song song hoặc đối song không vượt quá giá trị trong Bảng 1:
Bảng 1 - Sai số phân tích
| Cấp hàm lượng SiO2 (%) | Sai lệch tương đối (%) |
| Từ 0,1 đến nhỏ hơn 0,5 | 45 |
| Từ 0,50 đến nhỏ hơn 1,00 | 30 |
| Từ 1,00 đến nhỏ hơn 2,00 | 20 |
| Từ 2,00 đến nhỏ hơn 5,00 | 15 |
| Từ 5,00 đến nhỏ hơn 10,00 | 11 |
| Từ 10,00 đến nhỏ hơn 20,00 | 8 |
| Từ 20,00 đến nhỏ hơn 30,00 | 5 |
| Từ 30,00 đến nhỏ hơn 40,00 | 3 |
| Từ 40,00 đến nhỏ hơn 50,00 | 2,5 |
| Từ 50,00 đến nhỏ hơn 60,00 | 2 |
Báo cáo thử nghiệm bao gồm các thông tin sau:
a) viện dẫn tiêu chuẩn này;
b) nhận dạng mẫu thử;
c) tên và địa chỉ phòng thử nghiệm;
d) ngày tiến hành thử nghiệm;
e) kết quả thử nghiệm;
f) ngày báo cáo kết quả thử;
h) 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.
[1] Tiêu chuẩn ngành - Phương pháp khối lượng xác định hàm lượng silic trong quặng Apatit, Photphoric (ký hiệu QT AP.02 - HH/05).
- 1 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4851:1989 (ISO 3696-1987) về nước dùng để phân tích trong phòng thí nghiệm
- 2 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7153:2002 (ISO 1042:1998) về Dụng cụ thí nghiệm bằng thuỷ tinh - Bình định mức
- 3 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN7151:2010 (ISO 648:2008) về Dụng cụ thí nghiệm bằng thuỷ tinh - Pipet một mức
- 4 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9924:2013 về Đất, đá, quặng - Quy trình gia công mẫu sử dụng cho các phương pháp phân tích hóa học, hóa lý, rơnghen, nhiệt
- 5 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12202-7:2018 về Đất, đá quặng apatit và photphorit - Phần 7: Xác định hàm lượng canxi, magie bằng phương pháp quang phổ phát xạ plasma cảm ứng (ICP-OES)
- 6 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12202-8:2018 về Đất, đá quặng apatit và photphorit - Phần 8: Xác định hàm lượng sắt tổng số và sắt (II) bằng phương pháp chuẩn độ bicromat
- 7 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12202-9:2018 về Đất, đá quặng apatit và photphorit - Phần 9: Xác định hàm lượng lưu huỳnh bằng phương pháp khối lượng
- 1 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9913:2013 về Đất, đá, quặng nhóm silicat - Xác định hàm lượng titan oxit - Phương pháp đo quang
- 2 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9914:2013 về Đất, đá, quặng nhóm silicat - Xác định hàm lượng sắt tổng - Phương pháp chuẩn độ
- 3 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9915:2013 về Đất, đá, quặng nhóm silicat - Xác định hàm lượng nhôm oxit - Phương pháp chuẩn dộ complexon
- 4 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13596-4:2022 về Đất đá quặng chì kẽm - Phần 4: Xác định hàm lượng lưu huỳnh bằng phương pháp trọng lượng
- 1 Quyết định 1977/QĐ-BKHCN năm 2018 công bố Tiêu chuẩn quốc gia về đất, đá quặng apatit và photphorit do Bộ trưởng Bộ Khoa học và Công nghệ ban hành
- 2 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4851:1989 (ISO 3696-1987) về nước dùng để phân tích trong phòng thí nghiệm
- 3 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7153:2002 (ISO 1042:1998) về Dụng cụ thí nghiệm bằng thuỷ tinh - Bình định mức
- 4 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN7151:2010 (ISO 648:2008) về Dụng cụ thí nghiệm bằng thuỷ tinh - Pipet một mức
- 5 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9924:2013 về Đất, đá, quặng - Quy trình gia công mẫu sử dụng cho các phương pháp phân tích hóa học, hóa lý, rơnghen, nhiệt
- 6 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9913:2013 về Đất, đá, quặng nhóm silicat - Xác định hàm lượng titan oxit - Phương pháp đo quang
- 7 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9914:2013 về Đất, đá, quặng nhóm silicat - Xác định hàm lượng sắt tổng - Phương pháp chuẩn độ
- 8 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9915:2013 về Đất, đá, quặng nhóm silicat - Xác định hàm lượng nhôm oxit - Phương pháp chuẩn dộ complexon
- 9 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12202-7:2018 về Đất, đá quặng apatit và photphorit - Phần 7: Xác định hàm lượng canxi, magie bằng phương pháp quang phổ phát xạ plasma cảm ứng (ICP-OES)
- 10 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12202-8:2018 về Đất, đá quặng apatit và photphorit - Phần 8: Xác định hàm lượng sắt tổng số và sắt (II) bằng phương pháp chuẩn độ bicromat
- 11 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12202-9:2018 về Đất, đá quặng apatit và photphorit - Phần 9: Xác định hàm lượng lưu huỳnh bằng phương pháp khối lượng
- 12 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13596-4:2022 về Đất đá quặng chì kẽm - Phần 4: Xác định hàm lượng lưu huỳnh bằng phương pháp trọng lượng