Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 6533:1999 về Vật liệu chịu lửa Alumosilicat - Phương pháp phân tích hoá học
VẬT LIỆU CHỊU LỬA ALUMOSILICAT - PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH HÓA HỌC
Alumosilicate refractories - Methods of chemical analysis
Tiêu chuẩn này quy định phương pháp phân tích hóa học xác định các thành phần chủ yếu trong vật liệu chịu lửa thuộc nhóm alumosilicat theo TCVN 5441 - 1991. Tiêu chuẩn này cũng có thể áp dụng cho đất sét, cao lanh làm nguyên liệu để sản xuất vật liệu chịu lửa.
TCVN 4851 - 89 (ISO 3696:1987) Nước dùng để phân tích trong phòng thí nghiệm - Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử.
TCVN 5441 - 1991 Vật liệu và sản phẩm chịu lửa - Phân loại.
3.1. Cân dùng trong quá trình phân tích có độ chính xác đến 0,000 1 gam.
3.2. Hóa chất dùng trong phân tích có độ tinh khiết không thấp hơn “tinh khiết phân tích” (TKPT).
Nước dùng trong quá trình phân tích theo TCVN 4851 - 89 (ISO 3696: 1987).
3.3. Hóa chất pha loãng theo tỷ lệ thể tích được đặt trong ngoặc đơn.
Ví dụ: HCl (1+2), ... là dung dịch gồm 1 thể tích HCl đậm đặc với 2 thể tích nước cất.
3.4. Khi xác định độ chuẩn của dung dịch, hệ số nồng độ (K), tỷ số nồng độ (k), thì lấy giá trị trung bình cộng của ba kết quả xác định tiến hành song song cho từng phép xác định.
3.5. Các chỉ tiêu phân tích được tiến hành trên mẫu thử chuẩn bị theo điều 6.
3.6. Việc xây dựng lại đồ thị chuẩn (cho phương pháp so màu; quang phổ hấp thụ nguyên tử, ...) tiến hành hai tháng một lần theo cách làm đã nêu trong tiêu chuẩn này.
3.7. Mỗi chỉ tiêu phân tích được tiến hành song song trên hai lượng cân mẫu thử, một thí nghiệm trắng (bao gồm các lượng thuốc thử như đã nêu trong tiêu chuẩn, nhưng không có mẫu thử) để hiệu chỉnh kết quả.
3.8. Chênh lệch giữa hai kết quả phân tích song song không được lớn hơn giới hạn cho phép (được qui định riêng cho mỗi phép thử). Nếu lớn hơn phải tiến hành phân tích lại.
3.9. Kết quả cuối cùng là trung bình cộng của hai kết quả phân tích tiến hành song song.
4.1.1. Natri cacbonat (Na2CO3), khan.
4.1.2. Kali cacbonat (K2CO3), khan.
4.1.3. Natri tetraborat (Na2B4O7), khan.
4.1.4. Kali pyrosunphat (K2S2O7) hoặc kali hydrosunphat (KHSO4).
4.1.5. Canxi cacbonat (CaCO3), hàm lượng không nhỏ hơn 99,5%.
4.1.6. Amoni clorua (NH4Cl), tinh thể.
4.1.7. Hỗn hợp nung chảy 1: trộn đều natri cacbonat (4.1.1) với kali cacbonat (4.1.2) theo tỷ lệ khối lượng 1:1, bảo quản trong bình nhựa kín.
4.1.8. Hỗn hợp nung chảy 2: trộn đều ba phần khối lượng natri cacbonat (4.1.1) với một phần khối lượng natri tetraborat (4.1.3), bảo quản trong bình nhựa kín.
4.1.9. Chỉ thị màu fluorexon 1%: dùng chày cối sứ nghiền mịn 0,1 g chỉ thị màu fluorexon với 10 gam kali clorua (KCl), bảo quản trong lọ thủy tinh màu.
4.2.1. Axit clohydric (HCl) đậm đặc, d = 1,19.
4.2.2. Dung dịch axit clohydric, nồng độ 1N:
Hòa tan 80 ml HCl đậm đặc (4.2.1) vào nước, pha loãng bằng nước thành 1 000 ml và trộn đều.
4.2.3. Axit clohydric, pha loãng (1 + 1).
4.2.4. Axit sunfuric (H2SO4) đậm đặc, d = 1,84.
4.2.5. Axit sunfuric pha loãng (1 +1): đổ từ từ axit vào nước cất.
4.2.6. Axit nitric (HNO3) đậm đặc, d = 1,40 - 1,42
4.2.7. Axit tartric (H2C4H4O6) hoặc muối kali (hoặc amoni) tartrat: dung dịch 10%.
4.2.8. Axit nitric pha loãng (1 + 1).
4.2.9. Axit flohydric (HF) đậm đặc, d = 1,12; (38 + 40%).
4.2.10. Axit axetic (CH3COOH) đậm đặc, d = 1,05 - 1,06.
4.2.11. Amoni hydroxit (NH4OH) đậm đặc, d = 0,88 (25%).
4.2.12. Amoni hydroxit pha loãng (1 + 1).
4.2.13. Dung dịch natri hydroxit (NaOH), 30%:
Hòa tan 300 g NaOH rắn trong nước, để nguội, pha loãng thành 1 lít, bảo quản trong bình nhựa polyetylen.
4.2.14. Dung dịch natri hydroxit, 10 %.
4.2.15. Dung dịch kali hydroxit (KOH), 25 %.
4.2.16. Dung dịch che dấu kali xianua (KCN) 5%, bảo quản trong bình nhựa polyetylen.
4.2.17. Dung dịch axit sunfosalixylic 10% và 20%.
4.2.18. Metanol (CH3OH), d = 0,792 hoặc etanol (C2H5OH), d = 0,789.
4.2.19. Dung dịch bạc nitrat (AgNO3) 0,5%:
Hòa tan 2,5 g bạc nitrat vào 500 ml nước đã có sẵn 5 ml axit nitric đậm đặc (4.2.7) - Bảo quản trong bình thủy tinh màu tối.
4.2.20. Dung dịch phenolphtalein 0,1% - trong rượu etylic.
4.2.21. Dung dịch khử:
Hòa tan 25 g axit tartric (H2C4H4O6) hoặc 5 g axit xitric (H3C6H5O7) và 1 g axit ascorbic vào 100 nước, bảo quản trong chai thủy tinh màu. Pha đủ dùng trong 2 - 3 ngày.
4.2.22. Dung dịch amoni molipdat 5%:
Hòa tan 25 g (NH4)6Mo7O24.4H2O vào 200 ml nước đun ấm cho tan, (nếu đục thì lọc) pha loãng thành 500 ml. Bảo quản trong bình nhựa polyetylen, sau 4 tuần pha dung dịch mới.
4.2.23. Dung dịch đồng sunfat 5%:
Hòa tan 5 g CuSO4.5H2O trong 100 ml nước đã có sẵn 1 ml axit sunfuric (1+1).
4.2.24. Dung dịch axit ascorbic (C6H8O5) 5%. Pha đủ dùng trong vài ngày.
4.2.25. Dung dịch diantipyrimetan 2%
Hòa tan 20 g thuốc thử vào 300 ml nước đã có sẵn 25 ml axit sunfuric đậm đặc, thêm tiếp 2 - 3 g axit ascorbic, pha loãng thành 1 lít. Bảo quản trong chai thủy tinh màu.
4.2.26. Dung dịch chỉ thị xylenol da cam 0,1%;
Hòa tan 0,1 g thuốc thử trong 100 ml nước.
4.2.27. Dung dịch chỉ thị eriocrom T đen (ETOO) 0,1%:
Hòa tan 0,1 g thuốc thử trong 100 ml rượu etylic 70%, thêm 2 - 3 g hydroxylamin hydrocloric (NH2OH.HCl), Bảo quản trong chai thủy tinh màu.
4.2.28. Dung dịch đệm pH 5,5:
Hòa tan 100 ml amoni hydroxit đậm đặc vào 200 - 300 ml nước, thêm tiếp vào đó 100 ml axit acetic đậm đặc rồi thêm nước thành 1 lít.
4.2.29. Dung dịch đệm pH 10,5:
Hòa tan 54 g amoni cloruarua vào 500 ml nước, thêm tiếp 350 ml amoni hydroxit đậm đặc và nước thành 1 lít.
4.2.30. Dung dịch tiêu chuẩn gốc - silic dioxit (SiO2 = 0,4 mg/ml):
Nung chảy 0,2 g silic dioxit tinh khiết (đã được nung ở 1 000°C) trong chén bạch kim với 3 - 4 g hỗn hợp nung chảy 1 trong lò, ở nhiệt độ 1 000°C± 50 °C trong thời gian 30 - 40 phút.
Chuyển khối nung chảy vào cốc đã có sẵn 200 ml nước và 10 g NaOH, đun tới tan trong. Chuyển dung dịch vào bình định mức 500 ml. thêm nước tới vạch mức, lắc đều.
Bảo quản dung dịch trong bình nhựa polyetylen.
- Dung dịch tiêu chuẩn làm việc (SiO2 = 0,04 mg/ml):
Lấy 25 ml dung dịch tiêu chuẩn gốc vào bình định mức 250 ml, thêm nước tới vạch mức, lắc đều. Dung dịch pha dùng trong ngày.
4.2.31. Dung dịch tiêu chuẩn gốc - sắt (III) oxit (Fe2O3 = 0,25 mg/ml):
Hòa tan 0,25 g sắt (III) oxit đã sấy khô ở 100oC - 110oC vào cốc đã có sẵn 50 ml axit clohydric (1+1), đun sôi nhẹ tới tan trong.
Chuyển dung dịch vào bình định mức 1 000 ml, thêm nước tới vạch mức, lắc đều.
- Dung dịch tiêu chuẩn làm việc (Fe2O3 = 0,05 mg/ml)
Lấy 50 ml dung dịch tiêu chuẩn gốc vào bình định mức 250 ml, thêm nước cất tới vạch mức, lắc đều.
4.2.32. Dung dịch tiêu chuẩn gốc - titan dioxit (TiO2 = 0,1 mg/ml):
Cân 0,3005 g dikali hexafluorotitan (K2TiF8) đã sấy khô vào chén bạch kim, thêm từ 10 ml đến 15 ml dung dịch axit sunfuric (1+1) làm bay hơi trên bếp đến khô, thêm tiếp 5 ml axit nữa, làm bay hơi đến khô và ngừng bốc khói trắng. Chuyển các chất trong chén bạch kim vào cốc thủy tinh bằng dung dịch axit sunfuric 5%, thêm vào cốc 5 ml axit sunfuric (1+1) và đun tới sôi.
Chuyển dung dịch vào bình định mức 1 000 ml, dùng axit sunfuric 5% định mức, lắc đều.
- Dung dịch tiêu chuẩn làm việc (TiO2 = 0,04 mg/ml):
Lấy 100 ml dung dịch tiêu chuẩn gốc vào bình định mức 250 ml, thêm axit sunfuric 5% tới vạch mức, lắc đều.
4.2.33. Dung dịch tiêu chuẩn gốc - natri oxit (Na2O = 0,2 mg/ml):
Hòa tan 0,377 2 g natri clorua (NaCl), đã sấy khô ở 100oC - 110°C vào nước, chuyển vào bình định mức 1 000 ml, thêm nước tới vạch, lắc đều. Bảo quản trong bình bằng polyetylen.
- Dung dịch tiêu chuẩn làm việc (Na2O = 0,01 mg/ml):
Lấy 25 ml dung dịch tiêu chuẩn gốc vào bình định mức 500 ml, thêm nước tới vạch mức, lắc đều.
4.2.34. Dung dịch tiêu chuẩn gốc kali oxit (K2O = 0,2 mg/ml):
Hòa tan 0,3166 g kali clorua (KCl) đã sấy khô ở 100°C -110°C vào nước, chuyển vào bình định mức 1 000 ml, thêm nước tới vạch mức, lắc đều. Bảo quản trong bình bằng polyetylen.
- Dung dịch tiêu chuẩn làm việc (K2O = 0,01 mg/ml):
Lấy 25 ml dung dịch tiêu chuẩn gốc vào bình định mức 500 ml, thêm nước tới vạch mức, lắc đều.
4.2.35. Dung dịch canxi tiêu chuẩn 0,01 M:
Cân 1,0060 g canxi cacbonat (4.1.5) đã sấy ở 130°C trong 2 - 3 giờ vào cốc thủy tinh, tẩm ướt bằng nước và thêm vào cốc 50 ml nước nữa. Đậy cốc bằng mặt kính đồng hồ, thêm từ từ 10 ml axit clohydric (1+1), sau khi đã tan hết, đun sôi nhẹ dung dịch 1 - 2 phút. Để nguội, chuyển vào bình định mức 1 000 ml và thêm nước đến vạch, lắc đều.
4.2.36. Dung dịch tiêu chuẩn EDTA 0,01 M:
Hòa tan 3,8 - 3,9 g muối dinatri etylendiamin tetraaxetic axit dihydrat (Na2H2C10H12O8N2.2H2O) vào 200 - 300 ml nước, đun ấm và khuấy đến tan trong. Để nguội, pha loãng thành 1 lít, khuấy đều. Bảo quản trong bình bằng polyetylen.
- Xác định hệ số nồng độ (K1) của dung dịch EDTA 0,01 M pha được:
Lấy 20 ml hoặc 25 ml dung dịch canxi 0,01 M (4.2.35) vào cốc, thêm khoảng 100 ml nước, 20 ml dung dịch KOH 25%, 2 ml dung dịch KCN 5% và một ít hỗn hợp chỉ thị fluorexon 1% (4.1.9) - dung dịch có màu xanh huỳnh quang.
Đặt cốc lên trên một nền màu đen, dùng dung dịch EDTA pha được (4.2.36), chuẩn độ dung dịch khi màu đổi từ xanh huỳnh quang sang hồng; ghi thể tích EDTA tiêu thụ (V1).
Tính hệ số nồng độ K1 theo công thức sau:
trong đó
VCa là thể tích dung dịch canxi 0,01 M (4.2.35), tính bằng mililít;
V1 là thể tích dung dịch EDTA (4.2.36) tiêu thụ, tính bằng mililít.
Tiến hành song song một thí nghiệm trắng, với tất cả các thuốc thử (ngoại trừ dung dịch canxi tiêu chuẩn) để hiệu chỉnh kết quả.
4.2.37. Dung dịch tiêu chuẩn EDTA 0,025 M:
Hòa tan 9,5 - 9,7 g muối dinatri etylendiamin tetra acetic axit dihydrat (Na2H2C10H12O8N2.2H2O) vào 200 - 300 ml nước, đun ấm và khuấy đến tan trong. Để nguội, pha loãng thành 1 lít, khuấy đều. Bảo quản trong bình bằng polyetylen.
- Xác định hệ số nồng độ (K2) của dung dịch EDTA 0,025 M pha được:
Lấy 50 ml dung dịch canxi 0,01 M (4.2.35) vào cốc, thêm khoảng 100 ml nước, 20 ml dung dịch KOH 25%, 2ml dung dịch KCN 5% và một ít hỗn hợp chỉ thị fluorexon 1% - dung dịch có màu xanh huỳnh quang.
Đặt cốc lên trên một nền màu đen, dùng dung dịch EDTA pha được (4.2.37), chuẩn độ dung dịch đến khi màu đổi từ xanh huỳnh quang sang hồng; ghi thể tích EDTA tiêu thụ (V1’).
Tính hệ số nồng độ K2 theo công thức sau:
trong đó
0,4 là tỷ số nồng độ giữa dung dịch canxi (0,01 M) và dung dịch EDTA 0,025 M;
VCa là thể tích dung dịch canxi 0,01 M (4.2.35), tính bằng mililít;
V1’ là thể tích dung dịch EDTA (4.2.37) tiêu thụ, tính bằng mililít.
Tiến hành song song một thí nghiệm trắng, với tất cả các thuốc thử (ngoại trừ dung dịch canxi) để hiệu chỉnh kết quả.
4.2.38. Dụng dịch tiêu chuẩn kẽm axetat 0,025 M:
Hòa tan 5,65 - 5,75 g [Zn(CH3OOH)2].2H2O vào 200 ml nước đã có sẵn 2 ml axit acetic đậm đặc, đun đến tan trong. Pha loãng bằng nước thành 1 lít, khuấy đều.
- Xác định tỷ số nồng độ (k3) giữa dung dịch EDTA 0,025 M (4.2.37) và dung dịch kẽm acetat 0,025 M:
Lấy 20 ml dung dịch EDTA 0,025 M (4.2.37) vào cốc, thêm vào cốc 100 ml nước và 20 ml dung dịch đệm pH 5,5, thêm 2 - 3 giọt chỉ thị xylenon da cam (4.2.26). Dùng dung dịch kẽm acetat pha được (4.2.38) chuẩn độ dung dịch trong cốc đến khi chuyển màu từ vàng sang hồng; ghi thể tích dung dịch kẽm axetat tiêu thụ (VZn).
Tính tỷ số nồng độ k3 theo công thức sau:
trong đó
20 là thể tích dung dịch EDTA 0,025 M (4.2.37) lấy để chuẩn độ, tính bằng mililít;
VZn là thể tích dung dịch kẽm acetat (4.2.38) tiêu thụ khi chuẩn độ, tính bằng mililít.
5.1. Cân phân tích, có độ chính xác đến 0,000 1 g.
5.2. Lò nung có bộ phận tự động điều chỉnh nhiệt độ; nhiệt độ nung đạt 1 000 °C ± 50°C.
5.3. Chày cối nghiền mẫu bằng mã não.
5.4. Chén bạch kim, dung tích 30 ml và 50 ml.
5.5. Máy so màu quang điện hoặc phổ quang kế UV - VIS, có khả năng đo mật độ quang (độ hấp thụ ở bước sóng từ 380 - 850 nm.
5.6. Máy quang phổ ngọn lửa hoặc máy quang phổ hấp thụ nguyên tử, có trang bị thích hợp để đo kali và natri.
5.7. Giấy lọc định lượng không tro các loại:
- loại chảy nhanh, đường kính lỗ trung bình khoảng 20 mm;
- loại chảy trung bình, đường kính lỗ trung bình khoảng 7 mm;
- loại chảy chậm, đường kính lỗ trung bình khoảng 2 mm.
Mẫu thử dùng cho phân tích hóa học được lấy theo các quy định về lấy và chuẩn bị mẫu theo các tiêu chuẩn tương ứng về nguyên vật liệu và sản phẩm chịu lửa.
Mẫu thử đưa tới phòng phân tích hóa học có khối lượng không ít hơn 300 g, kích thước hạt không lớn hơn 5 mm.
Trộn đều mẫu thử, dùng phương pháp chia tư lấy khoảng 100 g, nghiền nhỏ đến lọt hết qua sàng 0,20 mm; dùng phương pháp chia tư lấy khoảng 50 g, tiếp tục nghiền nhỏ đến lọt hết qua sàng 0,10 mm. Dùng phương pháp chia tư lấy khoảng từ 12 - 15 g làm mẫu phân tích hóa học, phần còn lại bảo quản làm mẫu lưu.
Khi gia công mẫu thử, nếu sử dụng dụng cụ bằng thép, phải dùng nam châm để loại sắt lẫn vào mẫu, sau đó mới nghiền mịn mẫu phân tích hóa học trên cối mã não, đến lọt qua sàng 0063.
Mẫu để phân tích hóa học được sấy ở nhiệt độ 105 °C ± 5 °C, đến khối lượng không đổi.
Quá trình phân tích hóa học được tiến hành theo sơ đồ hình 1.
7.1. Xác định hàm lượng mất khi nung
7.1.1. Nguyên tắc
Nung mẫu thử ở nhiệt độ 1 000°C ± 50°C, từ sự giảm khối lượng tính ra hàm lượng mất khi nung trong mẫu thử.
7.1.2. Cách tiến hành
Cân 1 g ± 0,05 g chính xác đến 0,0001g mẫu (chuẩn bị theo điều 6); chuyển vào chén sứ đã nung ở nhiệt độ 1 000°C ± 50°C đến khối lượng không đổi. Nung chén có mẫu ở nhiệt độ trên khoảng 1 - 1,5 giờ, để nguội trong bình hút ẩm đến nhiệt độ phòng rồi cân. Lặp lại quá trình nung ở nhiệt độ trên trong 15 phút, làm nguội và cân đến khi được khối lượng không đổi.
7.1.3. Tính kết quả
Hàm lượng mất khi nung (MKN), tính bằng phần trăm, theo công thức:
trong đó
m1 là khối lượng mẫu và chén trước khi nung, tính bằng gam;
m2 là khối lượng mẫu và chén sau khi nung, tính bằng gam;
m là khối lượng mẫu cân, tính bằng gam.
Chênh lệch giữa hai kết quả xác định song song không lớn hơn 0,10 %.
Mẫu thử được phân giải tạo thành dung dịch để phân tích các thành phần trong mẫu, theo một trong các phương pháp dưới đây:
7.2.1. Phân giải mẫu bằng hỗn hợp kiềm cacbonat
Phương pháp này áp dụng cho mẫu có hàm lượng Al2O3 không lớn hơn 45% và mẫu nguyên liệu.
Cân 0,5000 g mẫu thử (điều 6), chuyển vào chén bạch kim đã có sẵn từ 2 - 3 g hỗn hợp nung chảy 1 (4.1.7), trộn đều, phủ lên trên một lớp mỏng hỗn hợp nung chảy nữa (khoảng 2 mm).
Ý kiến bạn đọc
