ГОСТ 23581.18-81

     
Группа А39

     
     
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР


РУДЫ ЖЕЛЕЗНЫЕ, КОНЦЕНТРАТЫ, АГЛОМЕРАТЫ И ОКАТЫШИ

Метод определения железа (общего)

Iron ores, concentrates, agglomerates and pellets.
Method for the determination of total iron

     
     
Срок действия с 01.01.82
до 01.07.87*
_______________________________
* Ограничение срока действия снято
по протоколу N 7-95 Межгосударственного Совета
по стандартизации, метрологии и сертификации
(ИУС N 11, 1995 год). - Примечание .

 
         
     РАЗРАБОТАН Министерством черной металлургии СССР
     
     ИСПОЛНИТЕЛИ Л.В.Камаева (руководитель темы), Н.А.Зобнина, Е.А.Стриха
     
     ВНЕСЕН Министерством черной металлургии СССР
     
     Член Коллегии А.А.Кугушин
     
     УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 27 февраля 1981 г. N 1190
     
     ВЗАМЕН ГОСТ 12747-67
     
     
     Настоящий стандарт распространяется на железные руды, концентраты, агломераты и окатыши и устанавливает титриметрический метод определения общего железа при массовой доле от 15 до 70%.
     
     Метод основан на восстановлении трехвалентного железа раствором двухлористого олова до двухвалентного и титровании последнего раствором двухромовокислого калия в присутствии индикатора - дифениламиносульфоната натрия.
     
     

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

     
     1.1. Общие требования к методу анализа - по ГОСТ 23581.0-80.
     
     

2. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ

     
     2.1. Для проведения анализа применяют:
     
     печь муфельную с терморегулятором, обеспечивающую температуру нагрева не менее 1000 °С;
     
     железо карбонильное (99,99%);
     
     олово по ГОСТ 860-75, не менее 99,9%;
     
     калий азотнокислый по ГОСТ 4217-77;
     
     кислоту щавелевую по ГОСТ 22180-76;
     
     алюминий щавелевокислый по ГОСТ 5712-78;
     
     натрий углекислый безводный по ГОСТ 83-79;
     
     магния окись по ГОСТ 4526-75, предварительно прокаленную и просеянную после растирания в фарфоровой ступке через сито 0,5 мм;
     
     натрия перекись;
     
     смесь для спекания: десять частей безводного углекислого натрия тщательно смешивают с четырьмя частями аммония щавелевокислого или щавелевой кислоты и одной частью азотнокислого калия;
     
     смесь для сплавления: одну часть безводного углекислого натрия смешивают с двумя частями перекиси натрия;
     
     натрий фтористый по ГОСТ 4463-76;
     
     аммоний фтористый по ГОСТ 4518-75, раствор 400 г/дм (хранят в полиэтиленовом сосуде);
     
     аммиак водный по ГОСТ 3760-79;
     
     кислоту фтористоводородную по ГОСТ 10484-78;
     
     кислоту соляную по ГОСТ 3118-77 и разбавленную 1:1; 1:10;
     
     кислоту серную по ГОСТ 4204-77, разбавленную 1:9;
     
     кислоту ортофосфорную по ГОСТ 6552-80, разбавленную 1:4;
     
     кислоту борную по ГОСТ 9656-75, насыщенный раствор;
     
     водорода перекись по ГОСТ 10929-76;
     
     калий марганцовокислый по ГОСТ 20490-79, раствор 30 г/дм;
     
     ртуть хлорную, раствор 20 г/дм;
     
     окись ртути, желтую по ГОСТ 5230-74, суспензия 56 г/дм;
     
     дифениламин-4 сульфокислоты натриевая соль (дифениламиносульфонат натрия), индикатор, раствор 0,2 г/дм: 0,2 г индикатора растворяют в 1 дм фосфорной кислоты, разбавленной 1:4;
     
     олово двухлористое 2-водное по ГОСТ 36-78, раствор А, 1000 г/дм: 1000 г двухлористого олова растворяют при нагревании и перемешивании в 500 см соляной кислоты, разбавляют этой же кислотой до 1 дм и перемешивают. Раствор Б, 100 г/дм: к 100 см раствора А приливают 150 см соляной кислоты, разбавляют водой до 1 дм, прибавляют 2-3 гранулы металлического олова и перемешивают. Раствор хранят в закрытой склянке;
     
     калий двухромовокислый по ГОСТ 4220-75. Если двухромовокислый калий имеет квалификацию "ч.д.а.", его необходимо перекристаллизовать следующим образом: 100 г двухромовокислого калия растворяют в 150 см воды при нагревании до кипения. Энергично размешивая, раствор выливают тонкой струей в фарфоровую чашку для получения мелких кристаллов. Охлаждают раствор холодной водой и выпавшие кристаллы отфильтровывают с отсасыванием на воронке с пористой стеклянной пластинкой, сушат 2-3 ч при температуре 100-105 °С, растирают в порошок и окончательно высушивают при температуре 180-200 °С в течение 10-12 ч;
     
     титрованные растворы двухромовокислого калия: 4,3900 г (для раствора А) и 8,7800 г (для раствора Б) двухромовокислого калия, высушенного при 180-200 °С до постоянной массы, помещают в стакан вместимостью 500 см и растворяют в 300 см воды. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм, доливают до метки водой и перемешивают. 1 см раствора А соответствует 0,005 г железа; 1 см раствора Б соответствует 0,01 г железа.
     
     Допускается применять рабочие растворы двухромовокислого калия (4,4 или 8,8 г/дм), массовую концентрацию которых по железу в г/см устанавливают либо по стандартному образцу, проведенному через стадии анализа, либо по карбонильному железу.
     
     Массовую концентрацию () раствора двухромовокислого калия по карбонильному железу устанавливают следующим образом: навеску железа (карбонильного) массой 0,2-0,3 г помещают в коническую колбу вместимостью 250-500 см, смачивают водой, прибавляют 15-20 см соляной кислоты и нагревают до растворения навески, не допуская кипения. К горячему раствору по каплям при перемешивании прибавляют раствор двухлористого олова Б до обесцвечивания раствора и 1-2 капли в избыток. После восстановления железа стенки обмывают водой, прибавляют 20 см серной кислоты, разбавленной 1:9, 100-120 см воды и перемешивают. После охлаждения прибавляют 3-5 см раствора хлорной ртути или 5 см суспензии окиси ртути и снова перемешивают. При этом должен образовываться небольшой белый осадок хлористой ртути. Если осадок не образуется или его образуется слишком много и если он окрашен в темный цвет металлической ртутью, анализ следует повторить. Через 5 мин после прибавления хлорной ртути прибавляют 10 см раствора дифениламиносульфоната натрия и сразу титруют раствором двухромовокислого калия (4,4 или 8,8 г/дм).
     
     Для внесения поправки на массу железа в реактивах через все стадии анализа проводят контрольный опыт.
     
     Массовую концентрацию () в граммах на кубический сантиметр рабочего раствора двухромовокислого калия по железу (карбонильному) вычисляют по формуле
     

,

     
где  - масса навески карбонильного железа, г;
     
      - объем раствора двухромовокислого калия, израсходованный на титрование, см;
     
      - объем раствора двухромовокислого калия, израсходованный на титрование контрольного опыта, см.
     
     Для определения массовой концентрации рабочего раствора по стандартному образцу берут навеску соответствующего стандартного образца и проводят определение, как описано выше для железа (карбонильного).
     
     Массовую концентрацию рабочего раствора двухромовокислого калия, установленную по стандартным образцам, периодически контролируют по титрованному раствору двухромовокислого калия (А и Б). Для этого раствор стандартного образца, проведенный через стадии анализа, титруют параллельно рабочим и титрованным раствором двухромовокислого калия.
     
     Массовую концентрацию () в граммах на кубический сантиметр рабочего раствора двухромовокислого калия по железу в стандартном образце вычисляют по формуле
     

,

     
где  - количество железа, соответствующее 1 см титрованного раствора, г;
     
      - объем титрованного раствора, израсходованный на титрование навески стандартного образца, см;
     
      - объем рабочего раствора, израсходованный на титрование навески стандартного образца, см.
     
     

3. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

     
     3.1. Для материалов, содержащих меди и мышьяка до 0,1%
     
     3.1.1. Навеску руды, концентрата, агломерата или окатыша массой 0,5 г помещают в коническую колбу вместимостью 250-500 см, смачивают водой, приливают 1 см раствора фтористого аммония или 0,3-0,5 г фтористого натрия, 15-20 см соляной кислоты, 0,5 см раствора хлористого олова А и растворяют при слабом нагревании.
     
     Допускается вместо фторида аммония (натрия) прибавлять в кипящий раствор 0,5-1 см фтористоводородной кислоты.
     
     При разложении руд, железо которых полностью переходит в раствор при нагревании в соляной кислоте, прибавление фторида аммония (натрия) или фтористоводородной кислоты не обязательно.
     
     Руды, содержащие пирит и органические примеси, перед растворением предварительно прокаливают при 550-700 °С в течение 10-15 мин.
     
     3.1.2. В случае труднорастворимых руд разложение навески проводят следующим образом: навеску руды, концентрата, агломерата или окатыша массой 0,5 г помещают в фарфоровый тигель с неповрежденной глазурью и перемешивают с 1,5 г смеси для спекания до получения однородной по цвету массы.
     
     Полученную смесь заворачивают в конденсаторную или папиросную бумагу, одновременно уплотняя ее, и очищают тигель от остатков 0,1-0,2 г смеси для спекания. Ампулообразный кулечек помещают в другой фарфоровый тигель на уплотненную подкладку из 0,3-0,5 г окиси магния и прокаливают в муфельной печи при 750-800 °С в течение 15-20 мин. При спекании навесок легкоплавких рудных материалов не следует поднимать температуру печи выше 780 °С.
     
     Спекшуюся массу вместе с минимальным количеством окиси магния переносят в коническую колбу вместимостью 250-500 см, приливают 10 см горячей воды и осторожно нагревают до кипения, периодически перемешивая. Затем приливают 1 см раствора фтористого аммония или прибавляют 0,3-0,5 г фтористого натрия и, наклонив колбу, осторожно, по стенкам приливают 20 см соляной кислоты. Накрывают колбу часовым стеклом и после прекращения бурной реакции приливают 0,5 см раствора двухлористого олова А и кипятят до исчезновения темноокрашенных частиц.
     
     Если при растворении навески добавлен избыток двухлористого олова (окраска хлорного железа отсутствует), приливают по каплям раствор марганцовокислого калия до устойчивой светло-желтой окраски и проводят восстановление трехвалентного железа, как описано ниже.
     
     3.1.3. При содержании ванадия до 0,2% к горячему раствору, полученному по пп.3.1.1 или 3.1.2, осторожно по каплям приливают при перемешивании раствор двухлористого олова Б до обесцвечивания раствора и 1-2 капли в избыток.
     
     После восстановления железа стенки колбы обмывают водой, приливают 20 см серной кислоты, разбавленной 1:9, 100-120 см воды и перемешивают. После охлаждения приливают 3-5 см раствора хлорной ртути или 5 см суспензии окиси ртути и снова перемешивают.
     
     При этом должен образоваться небольшой белый осадок хлористой ртути. Если осадок не образуется или его образуется слишком много и если он окрашен в темный цвет металлической ртутью, анализ следует повторить.
     
     Через 5 мин после прибавления хлорной ртути приливают 10 см раствора дифениламиносульфоната натрия и сразу титруют титрованным или рабочим раствором двухромовокислого калия А при массовой доле железа до 25% или Б при массовой доле железа свыше 25% до перехода зеленой окраски раствора в темно-фиолетовую.
     
     3.1.4. При содержании ванадия более 0,2% раствор, полученный по пп.3.1.1 или 3.1.2, доливают до 100-120 см горячей водой. К горячему раствору осторожно по каплям прибавляют при перемешивании раствор двухлористого олова Б до обесцвечивания раствора и 1-2 капли в избыток.
     
     После восстановления железа стенки колбы обмывают водой, прибавляют 20 см серной кислоты, разбавленной 1:9, раствор доливают (при необходимости) до 150 см водой и перемешивают. После охлаждения раствора прибавляют 3-5 см раствора хлорной ртути или 5 см суспензии окиси ртути, снова перемешивают и далее продолжают, как указано в п.3.1.3.
     
     Для внесения поправки на массу железа в реактивах через все стадии анализа проводят контрольный опыт.
     
     3.2. Для материалов, содержащих мышьяка и меди более 0,1%
     
     3.2.1. Навеску железной руды, концентрата, агломерата или окатыша массой 0,2-0,4 г сплавляют в корундовом тигле с 4 г смеси для сплавления при 900-1000 °С или в стеклоуглеродном тигле при 600-650 °С. После охлаждения тигля плав выщелачивают в стакане вместимостью 400 см, приливая 100 см горячей воды. Тигель удаляют, обмывают его водой. Осадок отфильтровывают на фильтр средней плотности с добавлением фильтробумажной массы. Осадок на фильтре промывают 6-8 раз горячей водой, фильтрат отбрасывают.
     
     Тигель обмывают соляной кислотой, разбавленной 1:10, собирая жидкость в стакан вместимостью 400 см.
     
     Осадок на фильтре растворяют в горячей соляной кислоте, разбавленной 1:1, собирая раствор в тот же стакан вместимостью 400 см. Фильтр промывают соляной кислотой, разбавленной 1:10, а затем несколько раз водой и отбрасывают. К раствору в стакане приливают 5 см перекиси водорода, доводят почти до кипения и осаждают гидроокись железа (III), прибавляя по каплям водный раствор аммиака до появления сильного запаха. Раствор кипятят и оставляют в теплом месте на 20 мин для коагуляции осадка, а затем фильтруют через быстрофильтрующий бумажный фильтр, перенося количественно осадок из стакана на фильтр.
     
     Осадок гидроокиси железа (III) промывают несколько раз горячей водой, фильтрат отбрасывают. Затем осадок с фильтра смывают водой в стакан, где производилось осаждение гидроокиси железа (III), фильтр промывают 20-30 см соляной кислоты, разбавленной 1:1, затем соляной кислотой, разбавленной 1:10, затем горячей водой и отбрасывают.
     
     Осаждение гидроокиси железа (III) при массовой доле меди свыше 0,5% повторяют, как описано выше.
     
     Раствор выпаривают до объема 25-30 см.
     
     К раствору, нагретому до 80-90 °С, приливают 1 см раствора фтористого аммония, затем по каплям прибавляют раствор хлористого олова Б до обесцвечивания раствора и 1-2 капли в избыток.
     
     После восстановления железа стенки стакана обмывают водой, приливают 20 см серной кислоты, разбавленной 1:9, содержимое переливают в коническую колбу вместимостью 250-500 см, тщательно обмывая стакан водой. Раствор доливают водой до 130-150 см, перемешивают, охлаждают, приливают к нему 3-5 см раствора хлорной ртути или 5 см суспензии окиси ртути и снова перемешивают.
     
     При этом должен образоваться небольшой белый осадок хлористой ртути. Если осадок не образуется или его образуется слишком много и если он окрашен в темный цвет металлической ртутью, анализ следует повторить.
     
     Через 5 мин после прибавления хлорной ртути приливают 10 см борной кислоты, 10 см раствора дифениламиносульфоната натрия и сразу титруют рабочим или титрованным раствором двухромовокислого калия до перехода зеленой окраски раствора в темно-фиолетовую.
     
     Допускается потенциометрический способ титрования с использованием потенциометра с насыщенным каломельным и платиновым электродами.
     
     Для внесения поправки на массу железа в реактивах через все стадии анализа проводят контрольный опыт.
     
     

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

     
     4.1. Массовую долю железа (общего) () в процентах вычисляют по формуле
     

,

     
где  - массовая концентрация раствора двухромовокислого калия по железу, г/см;
     
      - объем раствора двухромовокислого калия, израсходованный на титрование анализируемого раствора, см;
     
      - объем раствора двухромовокислого калия, израсходованный на титрование раствора контрольного опыта, см;
     
      - масса навески, г;
     
      - коэффициент пересчета массовой доли железа (общего) на массовую долю его в сухом материале, вычисленный по формуле
     

,

     
где  - массовая доля гигроскопической влаги в анализируемой пробе, определяемая по ГОСТ 23581.1-79, %.

     4.2. Расхождение между результатами двух определений при доверительной вероятности =0,95 не должно превышать величины, указанной в таблице.

     

Текст документа сверен по:
официальное издание
Руды железные, концентраты,
агломераты и окатыши. Методы
химического анализа.
ГОСТ 23581.15-81-ГОСТ 23581.22-81:
Сб. ГОСТов. - М.: Издательство стандартов, 1981