GB T 3521-1995 石墨化学分析方法.pdf

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1、中华人民共和国国家括准GB/T 3521 95 石墨化学分析方法代替GB3521-83 Method for chemical analysis of graphite 1 主题内容与适用范围本标准规定了石墨化学分析用试剂、仪器、分析步骤、结果计算和允许差。本标准适用于天然石墨产品水分、挥发分、灰分、固定碳、硫和酸溶铁的分析。2 引用标准GB/T 3518 磷片石墨GB/T 3519 微晶石墨3 一般规定3. 1 按GB/T3518和GB/T3519规定的取样方法取得的送化学分析用样品应装在塑料袋或磨口瓶中，试样量不少于50日。3. 2 除水分测定试样外，其余分析项目皆应将试样在1051l0.

2、C下烘至恒重后进行分析。3. 3 高、中、低碳试样的称量应精确至O.lmg.要求恒重时，为两次称量之差不大于0.3mg。高纯石墨试样的称量应精确至0.02mg.恒重为两次称量之差不大于0.05mgo 3. 4 各分析项目都必须进行平行测定。硫的分析应进行空白试验，铁的滴定分析应进行对照试验，并对所测结果进行校正。3. 5 高纯石墨的计算结果表示至三位小数，其余各项的计算结果表示至两位小数。4 水分测定方法4. 1 方法提要将试样在105llWC下烘干，使附着水挥发，根据挥发量计算水分百分含量。4.2仪器4.2.1 烘箱或其他同等性能的仪器s工作温度为1051l0.C; 4.2.2 天平:感量。

3、.1 mgo 4.3 分析步骤称取12g未经干燥的试样，放入已烘干至恒童的磨口称量瓶中，置于1051l0.C的烘箱中。打开盖子，烘12h.取出称量瓶，加盖，置于干燥器中冷至室温，称量。再放入烘箱中烘30min，取出，冷却，称量。如此反复，直至恒重。以最后一次数据为准。4.4 结果计算水分百分含量按式(1)计算:国家技术监督局1995-02-07批准mo - m X，二一一一-X 100 . ( 1 ) 1995-1001实施277 式中Xj水分百分含量，%; mo一一干燥前试样的质量.g ; m 干燥后试样的质量，g5 挥发分测定方法5. 1 氮气保护法(仲裁法)5. 1. 1 方法提要GB/

4、T 3521 - 9 5 试样处于氮气流中，经高温灼烧，使其中的挥发性物质分解逸出，该灼烧失量即为挥发分。5. 1. 2 仪器设备及材料5.1.2.1 天平:感量。.1m匾。5.1.2.2 热解炉:带气路系统的方管炉(见图1)，工作温度950土20C。1 2 4 N.矗O.图1热解炉系统流程图1 气体流量微调阀，2流量计，3方型石英管，4热解炉，5-导样器，6石英舟和托盘，7炉口档板5. 1- 2.3 石英舟:装样量为0.5lg5.1.2.4 氮气:高纯氮(99.995%)可直接使用$纯氮(99.9%)需经净化后使用。5. 1. 3 分析步骤5 称取O.51 g试祥于己恒重的石英舟中，将石英舟

5、置于托盘中，放入已升温至950C并已通入稳定氮气流(约200mL/min)的热解炉炉口处，关上炉门，预热-2 min ，将托盘推入高温带，开始计时。灼热7 min后将托盘移至炉口，冷却约2mn后取出，置于干燥器中冷至室温，称量。5. 2 箱式高温炉法5. 2. 1 方法提要试样经高温灼热，使其中的挥发性物质分解逸出，该灼烧失量即为挥发分。5.2.2 仪器设备及材料5.2.2.1 天平:感量O.1 mg 5.2.2.2 箱式高温炉z最高温度不低于1OOOC。5.2.2.3 双盖瓷柑塌。5.2.2.4 增柄架材质为不锈钢板或不锈钢丝网。5.2.3 分析步骤准确称取1g试样，均匀地平铺在巴恒重的双盖

6、瓷柑涡底部，将增纲放在柑塌架上，盖上双盖，置于箱式高温炉中，关严炉门。对于固定碳含量不小于98%的试样，于400土20C下灼烧1h，对于固定碳含量小于98%的试样于950士20C下灼烧7mino从柑祸送入炉中开始记时，试样放入炉中后在3min内炉温应升至950土20C，否则此结果作废。灼烧后，迅速取出柑塌冷却-2min，再移入干燥器中冷却至室温，称量。278 5. 3 结果计算挥发分百分含量按式(2)汁算z式中:X2-一挥发分百分含量，均m 灼烧前干燥试样的质量，g;m，-一灼烧后试样的质量，g0 E 灰分测定方法6. 1 方法提要GB/T 3521-95 m _ m , X，二二-一一一_X

7、 100 m 试样经高温灼烧，使石墨和挥发物完全逸出后所得到的残余物，即为灰分。6. 2 仪器设备及材料6.2.1 天平:感量为0.1mg和0.01mg, 6.2.2 热解炉=带有气路系统的方管炉(见图1)或箱式高温炉。6.2.3 样舟s石英舟用于方管炉z方溢舟用于箱式高温炉，装样量为0.5-3go 6.3分析步骤. ( 2 ) 称取0.3-1g(高纯石墨称取1-2g)试样置于已恒重的样舟中，将样舟放入已升温至900-1 OOOC的热解炉中，预热1min后推入高温带，引入氧气流或空气流，灼烧至无黑色斑点，取出稍冷后置于干燥器中，冷却至室温，称量。再放入炉中灼烧30min(引入氧气流时则灼烧10

8、min)取出，冷却，称量。如此反复，直至恒重。6. 4 结果计算灰分百分含量按式(3)计算:式中:Xs-一灰分百分含量，%J m二，灼烧前干燥试样的质量，gI m，-一灼烧后残余物的质量，自。7 固定碳测定方法一一间接定碳法7.1 方法提要m. X3=一二X100 m . ( 3 ) 间接定碳法亦称燃烧法，即测得试样的挥发分、灰分后，由总量中将它们减去，其差值为固定碳含量。本法适用于含碳量大于50%的石墨产品。7.2 结果汁算7. 2. 1 高、中、低碳石墨固定碳百分含量按式(4)计算=式中:X4-一固定碳百分含量，%;x，-一挥发分百分含量，%; X3-一灰分百分含量，%。X, = 100%

9、 _ x，一句7.2.2 离纯石墨固定碳百分含量按式(5)计算=. ( 4 ) X s = 100% - X g. ( 5 ) 式中:15-一固定碳百分含量，%J 279 x , 灰分百分含量，%。8 硫的测定方法8. 1 方法提要GB/T 352195 试样在12001 250C的氧化气氛中灼烧，使硫、硫化物及硫酸盐中的硫均成二氧化硫形态逸出，并导入破化饵淀粉吸收液中，用腆酸饵i商定。反应式为:8. 2 试剂KIO, + 5KI + 6HCl = 31, + 6KCl + 3H20 S2 + 12 + 2H20 = H2S，十2HI8.2.1 盐酸溶液(1.5%(V/V)，将15时，盐酸(H

10、Cl，密度1.19)用水稀释至1L , 8.2.2 破酸饵标准溶液，0.0888g/L, 准确称取O.088 8g破酸饵(Kl，)基准试剂溶于水中，移入1000mL容量瓶中，稀释至刻度。贮存于棕色瓶中，此为1mL溶液相当于0.04mg硫。8.2.3 淀粉破化何溶液2称取2g可溶性淀粉于50mL水中使其成糊状，在搅拌下将糊状物加到150 mL沸水中，煮沸1-2min，冷却后加入6g略地化绑(KD。8.2.4 硫标样.用艾士卡法测定过硫含量的焦炭。8. 3 仪器:定硫装青见图20炉温1200-1250C图2定硫装置1 安全瓶，2铭酸洗瓶，3碱性高锺酸饵洗瓶;4无水氯化钙干燥塔;5高温瓷管(1300

11、C) , 6 管式电炉(l300C);7烧舟;8 滴定管.9、10一定硫杯8.4 分析步骤8. 4. 1 装置严密性检查g迅速升高炉温至1200 1 250C.通入氧气或空气，调节流速O.7 0.8 L/ ffiln，检查装置无漏气现象，方可进行试验。8.4.2 试佯测定:在定硫杯中加入2/3体积的盐酸溶液，加淀粉-碗化饵溶液10mL.滴加腆酸梆标准溶液，使定硫杯中溶液呈浅蓝色，用同样方法配制j份参比溶液，做判别终点用。通气4，._，5min ，若定硫杯中溶液蓝色消失，贝滴加腆酸饵标准溶液至蓝色不消失为止。称取O.2lg试样(视硫含量多少而定).放入已灼烧过的瓷舟中，用无硫金属钩将该瓷舟迅速推

12、入燃烧管中，立即堵塞管口，在12001 250C下进行通气燃烧，通气速度以每分钟80100个气泡为宜。当气体进入定硫杯下部使蓝毡消失时，主即滴加快酸饵标准溶液，滴加速度应使吸收器中溶液保持原空白的浅蓝色为限度，直至溶液的浅蓝色保持12min不变为终点。8.4.3 校正系数的测定准确称取Ig硫标样于已灼烧过的建舟中，以下按8.4.2条进行。8. 5 结果计算8. 5. 1 校正系数按式(6)计算s280 G/T 3521-95 F ms A - Vo 式中:F校正系数，即1.00mL碗酸饵溶液相当于硫的质量，g/mL，刑5一一硫标样质量.g，A 硫标样的含硫量，g/g，Vo，-消耗碗酸饵标准溶液

13、的体积，mLo8.5.2 硫的百分含量按式(7)计算z式中:X6-.试祥中硫的百分含量，%J VF X 10- X=一一-一一一一-X 100 m V一一试样消耗碗酸御标准溶液的体积，mL，F 校正系数，问/mL，m一-干燥试样的质量.g0 9酸溜铁的测定方法(以Fe%计)9. 1 磺基水杨酸比色法仲裁法)9. 1. 1 方法提要 .( 6 ) (7) 在pH8-10.5的氨性溶液中，三价铁与磺基水杨酸生成稳定的黄色络合物，在420nm处有最大吸收，以此进行铁的比色。9. 1. 2 试剂9.1.2.1 盐酸g密度1.19.1+109.1.2.2 氨水:1+10将1体积氨水与同体积的水混匀。9.

14、1.2.3铁标准溶液8. 配制z准确称取高纯(或光谱纯)三氧化二铁1.4297g.加盐酸。+1)50 mL，溶解后移入1 000 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。此溶液每毫升含铁1mgO mgFe/mL).此为溶液A。准确吸取溶液A10.0mL.放于250mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。此溶液每毫升含铁0.04 mg(O. 04 mgFe/mL).此为溶液B。b. 工作曲线的绘制，准确量取0.0.1.0.3. 0.5. 0.7. 0.10. 0 .1 5. 0.20. 0 mL铁标准溶液B(相当于0.00.0.04.0.12.0.20.0.28.0.40.0.60.0.80 mg的铁)

15、.分别放入100mL容量瓶中，加入2mL磺基水杨酸溶液，摇匀。滴加氨水，使溶液颜色由紫色变黄色并过量4mL.用水稀释至刻度，摇匀。放置10 mino用1cm比色皿在波长为420nm处测定榕液的吸光度。以铁含量为横坐标，吸光度为纵坐标绘制工作曲线。9.1.2.4 磺基水杨酸溶液:200g/Lo9.1.2.5 硫氨酸镀溶液:100 g/L。9. 1. 3 仪器2分光光度计或其他同等性能的仪器。9. 1.4 分析步骤称取0.5g(含铁量低于0.5%时，可取1-3g)试样，置于150mL烧杯中，用少量水润湿试样，加入25 mL盐酸(密度1.19).搅拌，使试样完全浸入酸中，盖上表皿，放在电热板上，保持

16、微沸20min，取下，用水洗涤表皿和杯壁，稍冷，用中速定性滤纸过滤于250mL容量瓶中，用热水洗涤至无铁离子(以硫氨酸镀溶液检查，无红色).冷却后，稀释至刻度，摇匀。此为试样溶液。用移液管吸取10mL试样溶液于100mL容量瓶中，加2mL磺基水杨酸溶液，摇匀。以下操作步骤同9.1. 2. 3. b。9. 1. 5 结果计算281 酸溶铁的百分含量按式(8)计算:G8/T 3521-95 c 组, -一一一-一一一X100 m X 1 000 式中:X7一-试样中酸溶铁的百分含量，%g在工作曲线上查得的100mL比色溶液中铁的含量，mg;一-试样溶液的总体积与分取试样溶液的体积之比，m一-试样的

17、质量.g。9.2 硫代硫酸纳容量法9. 2. 1 方法提要. ( 8 ) 在微酸性溶液中(pH=I.52. 0)加入腆化饵，使三价铁还原为二价铁，生成的游离腆以淀粉溶液为指示剂.用硫代硫酸纳溶液滴至蓝色消失为终点，反应式如r.2Fe+ + 21- = 3Fe2+ + 12 2S201-+1，二S，O;-+21 9.2.2 试剂9.2.2.1 殃化御s9.2.2.2 盐酸=密度1.1901+1。9.2.2.3 碳酸纳饱和液。9.2.2.4 硫代硫酸锅标准溶液.c(Na，S2)= O. 05 mol/L。8. 配制2称取13g硫代硫酸锅(Na2S20，)溶于1L水中，缓缓煮沸10min，冷却，放置

18、两周后过滤备用。b 标定:称取O.075 g于120C烘至恒重的基准重铭酸饵，称准至O.000 1 g.置于腆量瓶中，溶于25 mL水中，加2g确化侨及20mL硫酸溶液(20%).摇匀，加塞，于暗处放置10mn，加150mL水，用配制好的硫代硫酸纳溶液滴定至淡黄色，加2mL淀粉指示液，继续滴定至溶液由蓝色变为亮绿色，同时作空白试验。硫代硫酸销标准溶液浓度按式(9)计算:(Na，S，O，)二一一-一一，旦44A(VBV2) 0.04903 式中.C(Na2S2，)-一硫代硫酸销标准溶液之物质的量浓度.mol/L;叫一一重错酸钢的质量，g;V，-消耗硫代硫酸纳标准溶液的体积，mL;V2-一空白试验

19、消耗硫代硫酸纳标准榕液的体积tmL;. ( 9 ) 0.049 03-一与1.00 mL硫代硫酸纳标准溶液(c(Na，S20，)= 1. 000 mol/L)相当的，以克表示的重铅酸僻的质量。9.2.2.5 硫酸溶液.20%。将20mL浓硫酸缓缓注入100mL水中，冷却，播匀。9.2.2.6 淀粉指示液.10g/Lo称取1.0g可溶性淀粉于5mL水中，使其成糊状，在搅拌下将糊状物加到90mL沸水中，微沸12 min，冷却，稀释至100mL.使用期为两周。9.2.3 分析步骤称取13g(视铁含量多少而定)试样，置于200mL高型烧杯中，用少许水润湿，加入25mL盐酸(密度1.19)搅拌，使试样完

20、全浸入酸中，盖上表皿，于电热板上微沸20min，取下，用水洗涤表皿和杯壁，用中速定住滤纸过滤于250mL碗量瓶中，用热水洗涤至无铁离子(以硫氨酸镀溶液检查，元红色)。弃去残渣与滤纸。若体积超过100mL.应蒸发浓缩。282 、, GB/T 3521 - 9 5 用碳酸锅饱和溶液和(1十1)盐酸溶液将试液调至微酸性(pH=j. 52).加2g殃化饵，摇匀，加塞，于暗处放景10min，加2mL淀粉指示液，用硫代硫酸纳溶液滴定至蓝色完全消失，同时做空白试验。9.2.4 结果计算酸溶铁的百分含量按式(10)计算.c(Na,S20,) X (V, - V2) X 55.85 8 -一. .X100 m

21、X 1 000 . ( 10 ) 式中:.18一一试样中酸溶铁的百分含量，%; c(Na2S20,) 硫代硫酸销标准溶液之物质的量浓度.mol/L，V , 消耗硫代硫酸锅标准溶液的体积而L，V2一一空白试验消耗硫代硫酸纳标准溶液的体积，mL;55.85 与1.00mol硫代硫酸纳标准溶液(c(Na，S20，)= 1.000 mol/LJ相当的，以克表示的铁的质量gm-一-试样的质量.g10 允许差两平行测定结果之间的允许差应符合下表的规定，以不超差的两平行测定结果的算术平均值做为最终结果，否则，应重新测定。% 分析项目允许差同实验室不同实验室水分运二1.50 0.10 O. 15 1.50 0.20 O. 25 2.00 0.20 O. 25 30.00 0.60 0.70 0.50 0.10 O. 15 硫0.50 0.05 0.07 2.50 O. 15 0.20 283 附加说明s本标准由国家建筑材料工业局提出。本标准由山东南墅石墨矿归口。GB/T 3521-95 本标准由国家建筑材料工业局咸阳非金属矿研究所、山东南墅石墨矿负责起草。本标准主要起草人XiJ幼红、蒋克平。284