CNS 5376-11-2003 Iron ores─Methods for determination of copper content《铁矿石-铜定量法》.pdf
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1、1 鐵礦石銅定量法 印行年月 94 年 10 月 本標準非經本局同意不得翻印 中華民國國家標準 CNS總號 類號 ICS 73.060.10 5376-11 M3014-11 經濟部標準檢驗局印行 公布日期 修訂公布日期 92 年 6 月 10 日 年月日(共 25 頁) Iron ores Methods for determination of copper content 1.適用範圍:本標準規定鐵礦石中銅之定量方法。 2.一般事項:定量方法共同之一般事項,依 CNS 5376鐵礦石分析法通則之規定。 3.定量方法:銅之定量方法,依下列方法中之一種。 (1) 鐵分離原子吸收光譜分析法:本
2、方法適用於銅含量 0.001%(m/m)以上,0.05%(m/m)以下之試樣,其定量方法依附錄 1 之規定。 (2) 2, 2 聯喹啉 ( 2, 2 Biquinolyl) 吸收光度分析法 國際一致標準 ( ISO 5418-1) :本方法適用於銅含量 0.004%(m/m)以上, 0.8%(m/m)以下之試樣,其定量方法依附錄 2 之規定。 (3) 原子吸收光譜分析法國際一致標準( ISO 4693):本方法適用於銅含量0.003%(m/m)以上, 1.0%(m/m)以下之試樣,其定量方法依附錄 3 之規定。 2 CNS 5376-11, M 3014-11 附錄 1 鐵分離原子吸收光譜分析
3、法 1. 方法概要:以氫氯酸及硝酸分解試樣,蒸發至乾涸。將蒸發殘渣溶解於氫氯酸後予以過濾,使用 4-甲基 -2-戊酮( 4-methyl-2-pentanone)將溶液中之鐵萃取去除。殘渣經灰化、氫氟酸處理後,以二硫酸鉀熔融,並併入濾液。將此溶液噴霧於原子吸收光譜分析儀之空氣乙炔火焰中,測定其吸光度。 2. 試藥 (1) 氫氯酸 (2) 氫氯酸 10+6(1),1+1,2+100 (3) 硝酸 (4) 氫氟酸 (5) 硫酸( 1+1) (6) 氧化鐵():係儘可能高純度之氧化鐵(),不含銅或銅含量儘可能低且已知者。 (7) 二硫酸鉀 (8) 4-甲基 -2-戊酮 (9) 銅標準溶液 A( 10
4、0g Cu/mL):以硝酸( 1+1) 20mL 將金屬銅 99.9%(m/m)以上 0.1000g 加熱分解,冷卻至常溫後,使用水將溶液洗移至 1000mL 之量瓶,加水至標線,作為銅標準溶液 A。 (10) 銅標準溶液 B( 10g Cu/mL):每次使用時,使用水將銅標準溶液 A 正確稀釋成 10 倍,作為銅標準溶液 B。 註 (1) 因使用於溶劑萃取,須正確調製。 3.試樣秤取量: 1.0g 4.操作 4.1 試樣溶液之調製 (1) 秤取試樣,移入燒杯( 300mL)中。 (2) 覆蓋錶玻璃,加氫氯酸 30mL,首先將燒杯置於加熱板周邊之低溫部分( 60 100)並保持約 1 小時後,
5、移至高溫部分加熱至即將沸騰並保持此狀態約 10 分鐘。然後加硝酸 5mL 將鐵等氧化,繼續加熱蒸發使生成皮膜於液面。放冷後,加氫氯酸( 1+1) 20mL,加熱溶解可溶性鹽類。使用濾紙(種 F級)及少量濾紙漿過濾不溶解殘渣,以套橡膠 帽套之玻璃棒擦拭燒杯內壁,並將附著物移至濾紙上。加熱至約 40 60之溫氫氯酸( 2+100),將濾紙洗滌至濾紙上看不出含有氯化鐵()之黃色。將濾液及洗液收集於燒杯( 300mL),作為主液保存。 3 CNS 5376-11, M 3014-11 (3)將不溶解殘渣連濾紙一起移入鉑坩堝( 30 號),經乾燥、灼熱灰化後,放冷之。以硫酸( 1+1)潤濕灼熱殘渣,加氫
6、氟酸 5mL,和緩地加熱使二氧化矽及硫酸揮發。放冷後,加二硫酸鉀 1.0g,加蓋後首先緩慢加熱,逐漸提高溫度而於暗紅熱狀加熱以熔融殘渣,熔融後放冷之。 (4) 將第 4.1(2)節所得之溶液加熱並蒸發至液面開始生成皮膜,加氫氯酸( 10+6)20mL,待鹽類溶解後,使用氫氯酸( 10+6)將溶液洗移至分液漏斗 (100mL)。加 4-甲基 -2-戊酮 50mL,劇烈搖動混合約 1 分鐘,靜置後將下層之水相移入原來之燒杯。再加氫氯酸( 10+6) 10mL,劇烈搖動混合 30 秒鐘,靜置後將下層之水相併入原先分離之水相中。將此溶液和緩地加熱使大部分之 4-甲基-2-戊酮去除後,加硝酸 5mL 繼
7、續加熱至乾涸。放冷後,以氫氯酸( 1+1) 20mL溶解鹽類。將第 4.1(3)節所得之鉑坩堝放入此溶液中以溶解熔融生成物。以溫水將鉑坩堝洗滌後取出。將此溶液加熱濃縮至液量為約 30mL 後,冷卻至常溫,使用水洗移至 50mL 之量瓶,加水至標線。 4.2 吸光度之測定:將第 4.1(4)節所得試樣溶液之一部分,噴霧於使用水調整零點之原子吸收光譜分析儀之空氣乙炔火焰中,測定於波長 324.7nm(2)之吸光度。 註 (2) 因裝置之關係,以 324.7nm 之測定有困難時,亦可以 327.4nm 實施測定。 5.空白試驗:秤取氧化鐵()第 2.(6)節 1.0g,以替代試樣,移入燒杯( 300
8、mL)中。以下依第 4.1(2)節第 4.2 節之規定,與試樣並行實施相同操作 6.檢量線之製作:附錄 1 表 1 之每一銅含量範圍準備 5 個燒杯( 300mL),分別秤取氧化鐵()第 2.(6)節 1.0g 移入其中。然後,依附錄 1 表 1 所規定之銅標準溶液添加量,正確加銅標準溶液。以下依第 4.1(2)節第 4.2 節之規定與試樣並行操作,製作所得吸光度與銅量之關係線,將其平行移動使通過原點後,作為檢量線。 附錄 1 表 1 銅標準溶液添加量 銅含量 %(m/m) 所使用之銅標準溶液 銅標準溶液添加量 L0.001 以上,未滿 0.010 B第 2.(10)節 0,1,3,6,10
9、0.010 以上, 0.050 以下 A第 2.(9)節 0,1,2,4,6 7.計算 (1) 銅含量之計算:自第 4.2 節及第 5 節所得之吸光度與第 6 節所製作之檢量線求得銅量,依下式算出試樣中之銅含量。 10021=mAACu 式中, Cu :試樣中之銅含量 %(m/m) A1:試樣溶液中之銅檢測量( g) A2:空白試驗溶液中之銅檢測量 (3)( g) m:試樣秤取量() 4 CNS 5376-11, M 3014-11 註 (3) 使用於空白試驗之氧化鐵()中含有銅時,應減掉所秤取氧化鐵()中銅量。 (2) 氧化銅含量之計算:試樣中之氧化銅含量,依下式自銅含量算出之。 Cu.Cu
10、O = 25181 式中, CuO :試樣中之氧化銅含量 %(m/m) Cu :與第 7.(1)節相同 8.許可差:依附錄 1 表 2 之規定 附錄 1 表 2 許可差 單位: (m/m) 同一試驗室內許可差 不同試驗室間許可差 D(n) 0.0120(銅含量) +0.0001 2.8 0.0061(銅含量) +0.0003 n=2 時, D(n) 2.8 n=3 時, D(n) 3.3 n=4 時, D(n) 3.6 參考:本許可差,係使用銅含量 0.0009%(m/m)以上, 0.036%(m/m)以下之試樣求得者。 5 CNS 5376-11, M 3014-11 附錄 2 2, 2 聯
11、喹啉吸收光度分析法 1.適用範圍 本附錄規定,依 2, 2 聯喹啉吸收光度分析法,定量鐵礦石中銅之方法。 本方法適用於天然鐵礦石、鐵精礦及包括燒結礦之結塊礦且銅含量為 0.004%(m/m) 0.8%(m/m)之範圍者。 參考:本方法亦可適用於硫化鐵 燒礦、銹皮(scale)及礦屑( dust)或者將此等粉粒狀物加工成團礦等之鐵原料。 2.引用標準 下列標準係引用於本附錄條文中,故構成其規定之一部分。在本標準發行之時點,各標準之發行版標示皆為正確,惟國際標準總會修訂,故同意使用本標準之當事人,宜設法參照最新版之標準。最新版國際標準,會分送給 IEC 及 ISO 會員國。 ISO 648: 19
12、77 Laboratory glassware One mark pipettes ISO 1042: 1983 Laboratory glassware One mark volumetric flasks ISO 3082: 2000 Iron ores sampling and sample preparation procedure ISO 3696: 1987 Water for analytical laboratory use Specification and test meth-ods ISO 7764: 1985 Iron ores Preparation of predr
13、ied test samples for chemical analy-sis 3.原理 以氫氯酸、硝酸及過氯酸分解試樣。 將矽酸脫水,稀釋後過濾之。將此殘渣灼熱灰化後,經氫氟酸與硫酸處理,再以碳酸鈉熔融。熔融生成物冷却後,以濾液溶解之。 加抗壞血酸 ( 維他命 C) 將銅()還原,在 N,N- 二甲基甲醯胺( N,N-dimethylformamide)之存在下,加 2,2-聯喹啉,使形成銅()之紅紫色錯合物。 使用分光光度計,以約 545nm 之波長,測定此著色錯合物之吸光度。 4.試藥 分析時,使用分析用保證試藥( recognized analytical grade)及品質相當於 I
14、SO 3696所規定 3 級分析用水之水。 備考:蒸餾裝置應使用不含銅者,亦須使去離子水不與銅製之管或旋塞接觸。 4.1 碳酸鈉( Na2CO3),無水粉末 4.2 氧化鐵():純度 99.9%(m/m)以上,銅含量為 0.0002%(m/m)以下者 4.3 氫氯酸(密度 1.16 1.19g/mL) 4.4 氫氯酸(密度 1.16 1.19g/mL)之稀釋液 1+2 6 CNS 5376-11, M 3014-11 4.5 氫氯酸(密度 1.16 1.19g/mL)之稀釋液 1+10 4.6 硝酸(密度 1.4g/mL) 4.7 硝酸(密度 1.4g/mL)之稀釋液 1+1 4.8 過氯酸
15、60%(m/m)(密度 1.54g/mL),或 70%(m/m)(密度 1.67g/mL) 4.9 硫酸(密度 1.84g/mL)之稀釋液 1+1 4.10 氫氟酸 40%(m/m)(密度 1.13g/mL),或 48%(m/m)(密度 1.185g/mL) 4.11 抗壞血酸( C6H8O6)溶液, 200g/mL 本溶液,在每次使用時調製之。 4.12 N,N-二甲基甲醯胺 HCON(CH3)2 注意防止吸入有毒氣體 4.13 2, 2-聯吡啶( C18H12N2)溶液 溶解 2, 2-聯吡啶 0.15g 於 N,N-二甲基甲醯胺 250mL 中,裝入褐色瓶並儲存於陰暗處。 4.14 銅標
16、準溶液 4.14.1 標準溶液 A, 1000gCu/mL 秤取金屬銅純度 99.9%(m/m)以上 0.500g,移入高型燒杯( 250mL)中,並溶解於硝酸(第 4.7 節) 20mL。煮沸驅出氮氧化物,冷卻後移入 500mL之量瓶,加水至標線並混合之。 4.14.2 標準溶液 B, 50gCu/mL 分取標準溶液 A(第 4.14.1 節) 25.0mL,移入 500mL 之量瓶中,加水至標線並混合之。 5.裝置 包括 ISO 648 及 ISO 1042 所規定之吸量管與量瓶之通常分析器具及下列者。 5.1 鉑坩堝:容量 25 30mL 5.2 蒙孚爐( Muffle furnace)
17、:可昇溫至 1000者 5.3 分光光度計:適合於 545nm 附近之吸光度測定者。 6.取樣及試樣 6.1 一般事項 分析時,使用依 ISO 3082 之規定採取並調製,粒子通過 100m 試驗篩之試驗室試樣。結合水或易氧化化合物含量高於基準含量( significant contents)之鐵礦石時,使用粒度通過 160m 試驗篩之試驗室試樣。 備考:關於結合水及易氧化化合物基準含量之準則,依 ISO 7764 之規定。 參考:結合水及易氧化化合物含量,規定於 CNS 5376。 6.2 預乾分析用試樣( Predried test sample)之調製 將試驗室試樣充分混合後,採取若干個
18、單位試樣,使能夠代表容器中之全量,作為分析用試樣。依 ISO 7764 之規定,於 1052將分析用試樣乾燥所得者,為預乾分析用試樣。 7 CNS 5376-11, M 3014-11 7.操作 7.1 分析次數 對於 1 個預乾分析用試樣,依附錄 2 附件 A 之規定,至少獨立實施兩次分析。 備考:所謂“獨立”之意義,為第二次或繼續實施之分析結果不受以前之結果影響。尤其是在本分析方法,意謂該條件為操作之重複須由同一人在不同時間或由不同之人實施,並且兩種情形均須實施適當之再校正。 7.2 分析試樣( Test portion) 自第 6.2 節所得之預乾分析用試樣採取數個單位試樣,精秤約 0.
19、5g 或約 1g(參照附錄 2 表 1)至 0.0002g。 備考:為了避免再吸收水分,須迅速秤取分析試樣。 附錄 2 表 1 試樣溶液之測定指引 分析試樣中之銅含量%(m/m) 分析試樣質量 量瓶 mL 吸收槽 0.004 0.05 1.0 50 5 0.05 0.4 0.5 100 2 0.4 0.8 0.5 100 1 7.3 空白試驗及核對試驗 在每一次定量,須以同一條件,與礦石之試樣( 1 個或數個)並行實施 1 個空白試驗與 1 個同一種類鐵礦石驗證標準物質之分析。驗證標準物質之預乾分析用試樣,須依第 6.2 節調製。 備考:驗證標準物質,須為與分析試樣同一種類,並且兩者性質非常相
20、似以致分析操作不需作重大變更者。 同時分析數個試樣時,若操作相同並使用同一試藥瓶之試藥時,則可以 1 個空白試驗值代表。 同時分析同一種鐵礦石之數個試樣時,可使用 1 個驗證標準物質分析值。 7.4 定量 7.4.1 試樣之分解 將分析試樣(第 7.2 節)移入高型燒杯( 250mL),以水 5mL 潤濕之。加氫氯酸(第 4.3 節) 20mL,覆蓋錶玻璃,和緩地加熱至試樣完全分解,惟不得使其沸騰。加硝酸(第 4.6 節) 5mL,再加過氯酸(第 4.8 節) 10mL 與硫酸(第 4.9 節) 0.2mL,覆蓋錶玻璃,加熱至發生過氯酸白煙。繼續加熱 3 5 分鐘以維持白煙之發生。 將燒杯放冷
21、,加氫氯酸(第 4.4 節) 20mL。煮沸 1 分鐘以驅出氯氣後,以水 10mL 稀釋。 以中等程度之緻密濾紙將此溶液過濾於燒杯( 300mL)。以儘可能少量之氫氯酸(第 4.5 節)洗滌至附著於濾紙之鐵 ( )的黃色消失。最後以熱水洗滌至酸消失。將濾液與洗液作為主液並保存。將殘渣連濾紙移入鉑坩堝(第5.1 節)。 8 CNS 5376-11, M 3014-11 參考:濾紙(種級)相當於“中等程度之緻密濾紙”。 7.4.2 殘渣之處理 將濾紙烘乾並低溫燃燒後,置於約 800之蒙孚爐(第 5.2 節)中灰化。將坩堝放冷後,於氣流室中 (或排氣櫃中 draft chamber)以,水數滴潤濕殘
22、渣,加硫酸(第 4.9 節) 5 滴及氫氟酸 (第 4.10 節 )5mL。 然後,置於氣流室中和緩地加熱,使矽酸成為四氟化物而揮發,再加熱使硫酸蒸發並乾涸。最後將坩堝高溫加熱數秒鐘,以完全驅出硫酸。放冷後加碳酸鈉(第 4.1 節) 1g。和緩地加熱數分鐘後,於 9001000 使殘渣完全熔融。 備考:殘渣之量多時,須追加碳酸鈉。此時在第 7.5 節所秤取之碳酸鈉量,亦須相對增加。 將坩堝放冷後,移至內有第 7.4.1 節之主液的燒杯中,和緩地加熱以完全溶解熔融生成物。取出坩堝並以水洗滌。必要時將此溶液蒸 發後冷卻至室溫。然後依附錄 2 表 1 之規定移入 50mL 或 100mL 之量瓶,加
23、水至標線並混合之(以此溶液作為試樣溶液)。 7.4.3 試樣溶液之處理 自第 7.4.2 節之試樣溶液分取兩個 10.0mL,分別移入不同之 50mL 量瓶,邊將溶液搖動混合邊加下述試藥。 試樣溶液:加抗壞血酸溶液(第 4.11 節) 5mL 與 2, 2-聯吡啶溶液(第 4.13節) 25mL 參比溶液:加抗壞血酸溶液(第 4.11 節) 5mL 與 N, N-二甲基甲醯胺溶液(第 4.12 節) 25mL 同樣自空白試驗溶液分取兩個 10.0mL,分別移入不同之 50mL 量瓶,邊將溶液搖動混合邊加下述試藥。 空白試驗溶液:加抗壞血酸溶液(第 4.11 節) 5mL 與 2, 2-聯吡啶溶
24、液(第4.13 節) 25mL 空白試驗參比溶液:加抗壞血酸溶液(第 4.11 節) 5mL 與 N, N-二甲基甲醯胺溶液(第 4.12 節) 25mL 以水將各溶液稀釋至標線,混合後置於約 20之水浴中 5 分鐘。必要時,調整容積並混合,靜置 10 分鐘後實施測定。 7.4.4 吸光度之測定 使用適當光徑之吸收槽(參照附錄 2 表 1),測定對參比溶液之試樣溶液吸光度。顯示最大吸光度之波長為約 545nm。 同樣依同一條件測定對空白試驗參比溶液之空白試驗溶液吸光度。 以空白試驗溶液吸光度修正試樣溶液吸光度。 7.5 檢量線之製作 依附錄 2 表 2 之規定,秤取氧化鐵()(第 4.2 節)
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