Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13596-3:2022 về Đất đá quặng chì kẽm - Phần 3: Xác định hàm lượng bạc, bismuth, cadimi, chì, kẽm bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa
Soils, rocks, ore containing lead zinc - Part 3: Determination of silver, bismuth, cadmium, lead, zinc content by flame atomic absorption spectrometry method
Lời nói đầu
TCVN 13596-3:2022 do Trung tâm Phân tích thí nghiệm địa chất - 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.
Lời giới thiệu
Bộ TCVN 13596 Đất đá quặng chì kẽm gồm các phần sau:
|
1 |
TCVN 13596-1:2022 |
Phần 1: Xác định hàm lượng silic dioxit bằng phương pháp trọng lượng. |
|
2 |
TCVN 13596-2:2022 |
Phần 2: Xác định hàm lượng chì, kẽm bằng phương pháp chuẩn độ. |
|
3 |
TCVN 13596-3:2022 |
Phần 3: Xác định hàm lượng bạc, bismuth, cadimi, chì, kẽm bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa. |
|
4 |
TCVN 13596-4:2022 |
Phần 4: Xác định hàm lượng lưu huỳnh bằng phương pháp trọng lượng. |
|
5 |
TCVN 13596-5:2022 |
Phần 5: Xác định hàm lượng sắt tổng số bằng phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử. |
|
6 |
TCVN 13596-6:2022 |
Phần 6: Xác định hàm lượng asen bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa. |
ĐẤT ĐÁ QUẶNG CHÌ KẼM - PHẦN 3: XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG BẠC, BISMUTH, CADIMI, CHÌ, KẼM BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ NGỌN LỬA
Soils, rocks, ore containing lead zinc - Part 3: Determination of silver, bismuth, cadmium, lead, zinc content by flame atomic absorption spectrometry method
Tiêu chuẩn này quy định phương pháp phân tích quang phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa để xác định hàm lượng bạc, bismuth, cadimi, chì, kẽm trong đất đá quặng chì kẽm. Giới hạn hàm lượng xác định các nguyên tố như sau:
|
Chì, kẽm: |
từ 2.10-3 % đến 5,0 % (theo khối lượng) |
|
Cadimi: |
từ 1.10-3 % đến 0,5 % (theo khối lượng) |
|
Bismut: |
từ 1.10-3 % đến 0,2 % (theo khối lượng) |
|
Bạc: |
từ 5.10-4 % đến 0,1 % (theo khối lượng) |
Các tài liệu viện dẫn sau là cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu 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 4851:1989 (ISO 3696:1987), Nước dùng để phân tích trong phòng thí nghiệm - Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử
TCVN 7151:2010 (ISO 648:2008), Dụng cụ thí nghiệm bằng thủy tinh - Pipet một mức
TCVN 7153:2002 (ISO 1042:1998), 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.
Mẫu sau khi phân hủy thành dung dịch bằng hỗn hợp axit clohydric và axit nitric, hoặc hỗn hợp axit clohydric, axit nitric và axit pecloric (tùy theo đặc điểm thành phần của mẫu) được hóa hơi, nguyên tử hóa trong ngọn lửa axetylen - không khí. Đo độ hấp thụ của của vạch phổ đặc trưng các nguyên tử tự do (thể khí) của từng nguyên tố ở trạng thái hơi, từ đó tính được hàm lượng nguyên tố theo phương pháp đường chuẩn.
Trong quá trình phản tích, chỉ sử dụng thuốc thử loại tinh khiết phân tích và nước phù hợp với loại 2 của TCVN 4851:1989 (ISO 3696:1987).
4.1 Axit clohydric HCl (d=1,19); dung dịch (1+5) (v/v).
4.2 Axit nitric HNO3(d =1,4).
4.3 Axit flohydric HF 40%.
4.4 Axit pecloric HClO4 (d=1,68).
4.5 Dung dịch tiêu chuẩn gốc các nguyên tố cadimi, bismuth, bạc, chì, kẽm: sử dụng các dung dịch chuẩn quang phổ có nồng độ 1000 mg/l của từng nguyên tố có bán sẵn trên thị trường.
4.6 Từ các dung dịch tiêu chuẩn gốc, chuẩn bị các dung dịch tiêu chuẩn làm việc của từng nguyên tố như sau:
4.6.1 Dung dịch A có nồng độ 100 mg/l: Lấy chính xác 10 ml dung dịch tiêu chuẩn gốc cho vào bình định mức thủy tinh dung tích 100 ml, pha loãng bằng dung dịch HNO3 1 % (để tránh thủy phân) đến vạch, lắc kỹ.
4.6.2 Dung dịch B có nồng độ 10 mg/l: Lấy chính xác 10ml dung dịch tiêu chuẩn A cho vào bình định mức thủy tinh dung tích 100 ml, pha loãng bằng dung dịch HNO3 1 % (để tránh thủy phân) đến vạch, lắc kỹ.
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 Thiết bị quang phổ hấp thụ nguyên tử: Thiết bị quang phổ hấp thụ nguyên tử A800 hoặc thiết bị có tính năng tương đương. Bộ phận chính của thiết bị:
- Có phần mềm điều khiển thiết bị;
- Khe đo có thể điều chỉnh độ rộng đến 0,2 nm;
- Khoảng bước sóng: 185 đến 900 nm;
- Đèn hiệu chỉnh nền D2;
- Đèn cathode rỗng của nguyên tố phân tích;
- Hệ thống ngọn lửa; đầu đốt;
- Hệ thống cung cấp khí đốt;
Và các hệ thống phụ kiện cần thiết khác cho thiết bị hoạt động
5.2 Máy nén không khí.
5.3 Bình khí nén axetylen ≥ 98,5 %.
5.4 Giấy lọc chảy chậm, phễu lọc, nắp kính thủy tinh.
5.5 Cân phân tích độ chính xác 1.10-4 g.
5.6 Cốc thủy tinh chịu nhiệt dung tích 100-150 ml.
5.7 Chén teflon dung tích 50 ml.
5.8 Bình hút ẩm
5.9 Pipet một mức theo TCVN 7151
5.10 Bình định mức theo TCVN 7153
Chuẩn bị và gia công mẫu thử theo TCVN 9924:2013.
7.1 Phân hủy mẫu
7.1.1 Phân hủy mẫu bằng hỗn hợp axitclohydric và axit nitric
Áp dụng để phân tích bạc, bismuth, cadimi trong các mẫu quặng không chứa silic và chất hữu cơ.
Dùng cân phân tích (5.5) cân 0,1 đến 0,5 g mẫu chính xác đến 0,0001 g, (mẫu đã được sấy đến khối lượng không đổi ở 105 °C trong 2 h và làm nguội trong bình hút ẩm (5.8) đến nhiệt độ phòng) (tùy theo hàm lượng các nguyên tố dự đoán có trong mẫu) cho vào cốc chịu nhiệt 150 ml (5.6). Thấm ướt mẫu bằng một ít nước. Sau đó thêm từ từ 20 ml HCl (d=1,19) (4.1). Đậy nắp kính thủy tinh, giữ yên trong 10-15 min. Sau đó đun đến sôi nhẹ trong 5 min. Để nguội bớt, thêm 5-10 ml HNO3 (d=1,40) (4.2). Tiếp tục đun đến sôi nhẹ, mở nắp kính và cho bốc hơi đến khô. Cho thêm 10 ml HCl (d=1,19) (4.1), đun và cô tiếp đến muối ẩm, để nguội bớt, tia nước tráng thành cốc và cho thêm 10 ml (hoặc 25 ml nếu hàm lượng nguyên tố cần phân tích cao) HCl (d=1,19) (4.1), đun nóng để hoà tan muối.
Chuyển toàn bộ dung dịch và cặn không tan vào bình định mức thủy tinh dung tích 50ml (hoặc 250 ml nếu hàm lượng nguyên tố cần phân tích cao). Tráng sạch cốc vào bình và pha loãng đến vạch bằng nước cất. Lắc đều dung dịch. Lọc dung dịch qua giấy lọc chảy chậm hoặc để lắng rồi lấy phần dung dịch trong bên trên để phân tích.
Tiến hành làm đồng thời mẫu trắng với loạt mẫu phân tích (sử dụng cùng một lượng tất cả các hóa chất, thuốc thử nhưng không có mẫu thử).
7.1.2 Phân hủy mẫu bằng hỗn hợp axit flohydric, axit pecloric và axit nitric
Áp dụng để phân tích bạc, bismuth, cadimi, chì, kẽm trong các mẫu quặng có hàm lượng silic cao và có mặt chất hữu cơ.
Dùng cân phân tích (5.5) cân 0,1 đến 0,5 g mẫu chính xác đến 0,0001 g, (mẫu đã được sấy đến khối lượng không đổi ở 105 °C trong 2h và làm nguội trong bình hút ẩm (5.8) đến nhiệt độ phòng) (tùy theo hàm lượng các nguyên tố dự đoán có trong mẫu) cho vào chén teflon dung tích 50 ml (5.7). Thấm ướt mẫu bằng một ít nước. Thêm từ từ 5-7 ml HNO3 (d=1,40) (4.2), đun khoảng 5 min để loại chất hữu cơ, tránh gây nổ khi xử lý mẫu với HClO4, 15-20 ml HF (40%) (4.3); 5-7 ml HClO4 (d=1,68) (4.4). Đun nóng đến bốc khói dày đặc. Để nguội bớt, cho thêm 5 ml HNO3 (d= 1,40) (4.2) và tiếp tục đun nóng tiếp đến bốc khói trắng dày đặc (để loại HF dư) đến khi trong chén còn khoảng 0,5 ml, để nguội bớt, tia nước tráng thành chén và thêm vào 10 ml (hoặc 25 ml nếu hàm lượng nguyên tố cần phân tích cao) HCl (d=1,19) (4.1), đun nóng nhẹ để hòa tan muối.
Chuyển toàn bộ dung dịch và cặn không tan vào bình định mức polietylen dung tích 50 ml (hoặc 250 ml nếu hàm lượng nguyên tố cần phân tích cao). Tráng sạch chén vào bình và pha loãng đến vạch bằng nước cất. Lắc đều dung dịch. Lọc dung dịch qua giấy lọc chảy chậm hoặc để lắng rồi lấy phần dung dịch trong bên trên để phân tích.
Tiến hành làm đồng thời mẫu trắng với loạt mẫu phân tích (sử dụng cùng một lượng tất cả các hóa chất, thuốc thử nhưng không có mẫu thử).
7.2 Chuẩn bị dãy dung dịch chuẩn
Nồng độ dãy dung dịch chuẩn của các nguyên tố được thành lập theo thứ tự sau: 0; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 2,0; 5,0 mg/l.
Lần lượt lấy chính xác một thể tích dung dịch A (4.6.1) hoặc B (4.6.2) theo chỉ dẫn cho vào bình định mức thủy tinh dung tích 50 ml. Định mức đến vạch bằng HCl (1+5) (4.1), lắc đều.
Có thể mở rộng phạm vi nồng độ của dãy dung dịch chuẩn căn cứ theo hướng dẫn trong bảng 1 (mục “Khoảng nồng độ tuân theo định luật Lambe-Bia”)
Chuẩn bị dãy dung dịch chuẩn
|
Thể tích dung dịch A hoặc B (ml) |
Định mức bằng dung dịch HCl (1+5) đến (ml) |
Nồng độ nguyên tố mg/l |
|
Dung dịch B |
|
|
|
0 |
50 |
0 |
|
0,5 |
50 |
0,1 |
|
1,0 |
50 |
0,2 |
|
2,5 |
50 |
0,5 |
|
Dung dịch A |
|
|
|
0,5 |
50 |
1,0 |
|
1,0 |
50 |
2,0 |
|
2,5 |
50 |
5,0 |
7.3 Tiến hành đo mẫu
Khảo sát lựa chọn các điều kiện tối ưu của thiết bị đối với từng nguyên tố trước khi tiến hành đo. Có thể tham khảo các thông số khuyến nghị trong bảng 1.
Bảng 1 - Các thông số khuyến nghị trong phép đo Bi, Cd, Ag, Pb, Zn
|
Điều kiện tối ưu |
Bi |
Cd |
Pb |
Zn |
Ag |
|
Vạch hấp thụ nguyên tử (nm) |
223,1 |
228.8 |
283,3 |
213,9 |
328.1 |
|
Khe sáng (nm) |
0,7 |
0,2 |
0,7 |
0,7 |
0,2-0,7 |
|
Chiều cao Burner (mm) |
41,48 |
40,29 |
40,98 |
41,48 |
41,48 |
|
Cường độ dòng đèn catot (mA) |
10 |
11 |
20 |
15 |
11 |
|
Lưu lượng axetylen (l/min) |
2,50 |
2,50 |
2,66 |
2,50 |
2,54 |
|
Lưu lượng không khí (ml/min) |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
|
Góc nghiêng Burner |
0° |
0° |
0° |
0° |
0° |
|
Khoảng nồng độ tuân theo định luật Lambe-Bia (μg/ml) |
0,2-10 |
0,04-5 |
0,2-10 |
0,04-5 |
0,05-10 |
Tiến hành đo mẫu theo thứ tự như sau:
- Đo độ hấp thụ của dãy dung dịch đường chuẩn: Đo độ hấp thụ của dung dịch chuẩn trắng rồi đo các dung dịch chuẩn có nồng độ từ thấp đến cao.
- Đo độ hấp thụ của dung dịch mẫu trắng, dung dịch mẫu thử. Đo lại một điểm chuẩn (QC) sau 5-10 lần đo mẫu để kiểm tra độ lặp lại của thiết bị.
- Vẽ đường chuẩn biểu diễn sự phụ thuộc giữa độ hấp thụ và nồng độ các nguyên tố cần phân tích trong dung dịch chuẩn (sau khi đã trừ tín hiệu mẫu trắng) dạng:
|
Cx = a.lx + b |
(1) |
trong đó:
Cx: là nồng độ cúa nguyên tố X (bạc, bismut, cadimi, chì, kẽm tương ứng);
lx: là độ hấp thụ Abs của nguyên tố X;
a, b: là các hệ số được xác định bằng thực nghiệm trên cơ sở đo cường độ hấp thụ của dãy dung dịch chuẩn nguyên tố X.
8.1 Tính hàm lượng nguyên tố
Sau khi nạp các thông số vào phần mềm đo và tính toán kết quả (các thông số đo, lượng cân, thể tích định mức, hệ số pha loãng...), dựa vào đường chuẩn tính nồng độ các nguyên tố trong dung dịch mẫu thử, tương ứng với độ hấp thụ của mẫu thử và độ hấp thụ của mẫu thử trắng. Hàm lượng của chúng biểu thị theo phần trăm (%) khối lượng, được tính bằng công thức sau:
|
|
(2) |
trong đó:
Cx: là nồng độ của nguyên tố X (bạc, bismut, cadimi, chì, kẽm tương ứng), tính bằng mg/l;
Vđm: là thể tích định mức sau khi phân hủy mẫu thử;
K: là hệ số pha loãng mẫu thử;
m: là khối lượng mẫu thử, tính bằng g;
10-4: là hệ số chuyển đổi từ mg/kg sang %.
8.2 Độ chệch của hai phép thử song song
Sai lệch lớn nhất giữa hai kết quả xác định song song hoặc đối song không vượt quá giá trị D trong bảng 2, bảng 3, bảng 4, bảng 5.
Bảng 2 - Độ chệch cho phép của phương pháp đối với hàm lượng Bi
|
Cấp hàm lượng Bi (%) |
Sai lệch tương đối D (%) |
|
Từ 0,0010 đến nhỏ hơn 0,0020 |
48 |
|
Từ 0,0020 đến nhỏ hơn 0,0050 |
42 |
|
Từ 0,0050 đến nhỏ hơn 0,0100 |
37 |
|
Từ 0,010 đến nhỏ hơn 0,020 |
30 |
|
Từ 0,020 đến nhỏ hơn 0,050 |
22 |
|
Từ 0,050 đến nhỏ hơn 0,100 |
17 |
|
Từ 0,100 đến nhỏ hơn 0,200 |
14 |
Bảng 3 - Độ chệch cho phép của phương pháp đối với hàm lượng Cd
|
Cấp hàm lượng Cd (%) |
Sai lệch tương đối D (%) |
|
Từ 0,0010 đến nhỏ hơn 0,0050 |
41 |
|
Từ 0,0050 đến nhỏ hơn 0,0100 |
35 |
|
Từ 0,010 đến nhỏ hơn 0,020 |
29 |
|
Từ 0,020 đến nhỏ hơn 0,050 |
25 |
|
Từ 0,050 đến nhỏ hơn 0,100 |
18 |
|
Từ 0,100 đến nhỏ hơn 0,200 |
14 |
|
Từ 0,200 đến nhỏ hơn 0,500 |
10 |
Bảng 4 - Độ chệch cho phép của phương pháp đối với hàm lượng Ag
|
Cấp hàm lượng Ag (%) |
Sai lệch tương đối D (%) |
|
Từ 0,0005 đến nhỏ hơn 0,0010 |
25 |
|
Từ 0,0010 đến nhỏ hơn 0,0020 |
21 |
|
Từ 0,0020 đến nhỏ hơn 0,0050 |
17 |
|
Từ 0,0050 đến nhỏ hơn 0,0100 |
13 |
|
Từ 0,010 đến nhỏ hơn 0,020 |
10 |
|
Từ 0,020 đến nhỏ hơn 0,050 |
7 |
|
Từ 0,050 đến nhỏ hơn 0,100 |
4 |
Bảng 5 - Độ chệch cho phép của phương pháp đối với hàm lượng Pb, Zn
|
Cấp hàm lương Pb, Zn (%) |
Sai lệch tương đối D (%) |
|
Từ 0,002 đến nhỏ hơn 0,005 |
49 |
|
Từ 0,005 đến nhỏ hơn 0,010 |
41 |
|
Từ 0,010 đến nhỏ hơn 0,020 |
35 |
|
Từ 0,020 đến nhỏ hơn 0,050 |
29 |
|
Từ 0,050 đến nhỏ hơn 0,100 |
24 |
|
Từ 0,100 đến nhỏ hơn 0,200 |
20 |
|
Từ 0,200 đến nhỏ hơn 0,500 |
15 |
|
Từ 0,500 đến nhỏ hơn 1,00 |
13 |
|
Từ 1,00 đến nhỏ hơn 2,00 |
10 |
|
Từ 2,00 đến nhỏ hơn 5,00 |
7 |
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) 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 Phân tích đất đá và quặng, Hà Nội-1994.
[2] TCVN 9923 : 2013 Đất đá và quặng - Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử xác định các nguyên tố đồng, chì, kẽm, cadmi bismut, bạc, coban, niken, mangan.
[3] Tập III, Quy trình phân tích quặng, mẫu kim loại, Hà Nội-2006 Tiêu chuẩn ngành - Phương pháp hấp thụ nguyên tử xác định hàm lượng đồng, chì, kẽm, cadimi, bismuth, bạc, coban, niken, manngan (T.C.N. 01-IHTNT/94).
[4] Hoàng Minh Châu, Cơ sở phân tích hóa học. Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật.
Ý kiến bạn đọc
