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

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:

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.

2  Tài liệu viện dẫn

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.

3  Nguyên tắc

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.

4  Hóa chất, thuốc thử

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.

5.2  Bình hút ẩm.

5.3  Đũa thủy tinh.

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

6  Chuẩn bị mẫu thử

Chuẩn bị và gia công mẫu thử theo TCVN 9924:2013

7  Cách tiến hành

7.1  Phân hủy mẫu

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  Tính kết quả

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

9  Báo cáo thử nghiệm

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.

Thư mục tài liệu tham khảo

[1] Tiêu chuẩn ngành - Phương pháp khối lượng xác định hàm lượng silic trong quặng Apatit, Photphoric (ký hiệu QT AP.02 - HH/05).