CNS 5376-13-2003 Iron ores─Methods for determination of aluminium content《铁矿石-铝定量法》.pdf
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1、1 鐵礦石鋁定量法 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 5376-13 M3014-13 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 21 頁) Iron ores Methods for determination of aluminium content 1. 適用範圍:本標準規定鐵礦石中鋁之定量方法。 2. 定量方法之區分:依下列方法中之一種。 (1) EDTA 滴定法國際一致標準( ISO 6830):本方法適用於鋁含量 0.25%(m/m)以上, 5.0%(
2、m/m)以下之試樣,其定量方法依附錄 1 之規定。 (2) 原子吸收光譜分析法國際一致標準( ISO 4688-1):本方法適用於鋁含量0.1%(m/m)以上, 5.0%(m/m)以下之試樣,其定量方法依附錄 2 之規定。 2 CNS 5376-13, M 3014-13 附錄 1 EDTA 滴定法 1. 適用範圍 本附錄規定,依 EDTA 滴定法,定量鐵礦石中鋁之方法。 本方法,適用於天然鐵礦石,鐵精礦及包括燒結礦之結塊礦,且鋁含量為 0.25%(m/m)以上, 5.0%(m/m)以下之範圍者。 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
3、工成團礦等之鐵原料。 2. 引用標準 ISO 385-1 : 1984 Laboratory glassware Burettes Part1: general requirement ISO 3801 : 1986 Iron ores Increment sampling Manual method ISO 3082 : 1987 Iron ores Increment sampling and sample preparationMechanical method ISO 3083 : 1986 Iron ores Preparation of samples Manual method
4、ISO 7764 : 1985 Iron ores Preparation of predried test samples for chemical analysis 3. 原理 將分析試樣移入玻璃質碳( Vitreous carbon)坩堝或鋯坩堝中,使用碳酸鈉與過氧化鈉之混合熔化劑熔融之。冷卻後,將熔融生成物溶解於氫氯酸,以氨水使 R2O3沈澱,過濾後,將其氫氧化物再溶解於氫氯酸。 施行庫番龍( Cupferron)與氯仿處理,以萃取鐵及鈦等元素,捨棄有機相。以硝酸與過氯酸處理後使其蒸發,再經氫氯酸處理並稀釋,過濾之。 加過剩之伸乙二胺四乙酸二氫二鈉( EDTA 2Na)於濾液,使用二甲
5、酚橙( Xylenol orange)作為指示劑,以鋅標準溶液滴定其過剩部分。加氟化銨使與鋁結合之 EDTA游離,使用鋅標準溶液同樣滴定之。 4. 試藥 分析時,使用分析用保證試藥( Recognized analytical grade),蒸餾水或同等純度之水。 4.1 碳酸鈉( Na2CO3)無水 4.2 過氧化鈉( Na2O2)乾燥品 4.3 硝酸(密度 1.40 g/mL) 4.4 氫氯酸(密度 1.16g/mL 1.19g/mL) 4.5 氫氯酸(密度 1.16 g/mL 1.19 g/mL)之稀釋液 1+5 4.6 氫氯酸(密度 1.16 g/mL 1.19 g/mL)之稀釋液 1
6、+1 4.7 氨水(密度 0.880 g/mL 0.890 g/mL)之稀釋液 1+1 4.8 氯化銨( NH4Cl):為 10g/L 溶液且每 100mL 中含有氨水 2 滴( 0.1mL)者 3 CNS 5376-13, M 3014-13 4.9 庫番龍亞硝基苯胲銨鹽( Nitrosophenyl hydroxylamine ammonium salt) C6H5N( NO) ONH4 60g/L 溶液 本溶液於使用當天以冷水( 20)調製之。使用快速濾紙過濾,冷卻至 10。 參考:例如,可使用濾紙(種 E級)作為快速濾紙。 4.10 氯仿 4.11 過氯酸(密度約 1.67g/mL)
7、4.12 氫氧化鈉 100g/L 溶液 4.13 氫氧化鈉 10g/L 溶液 4.14 乙酸鹽緩衝溶液 溶解三水合乙酸鈉( CH3COONa 3H2O) 136g 於水約 600mL。加冰乙酸 7mL,加水使成 1L。此溶液應儲存於聚乙烯瓶。 4.15 氟化銨 100g/L 溶液 使用聚乙烯燒杯,將氟化銨( NH4F) 10g 溶解於水 100mL。 本溶液,於使用當天調製之。 4.16 二甲酚橙指示劑 取二甲酚橙( Xylenol orange) 0.1g,加少量水並搗碎使成糊狀。加水稀釋成100mL。過濾後儲存於具栓塞之褐色玻璃瓶。 本溶液可安定一星期。 4.17 鋅標準溶液 c( Zn2
8、+) 0.01mol/L 鋅取高純度 99.99%(m/m)Zn金屬鋅(切粉或小片) 0.6538g,移入錐形瓶( 125mL)內。加水 5mL 後,加硝酸(第 4.3 節) 2.5mL。加蓋後和緩加熱之。反應停止後尚有未分解之金屬殘存時,加水 2mL 後再加熱,反覆實施此操作至完全分解。加水 50mL,加熱並和緩煮沸 2 分鐘。冷卻後,使用 pH 計,滴加氫氧化鈉溶液(第 4.13 節)調節 pH 為 4。使用量瓶, 以水稀釋成 1000mL。 4.18 二水合伸乙二胺四乙酸二氫二鈉( EDTA 2Na)溶液 c( C10H14N2O8Na2 2H2O) 0.01mol/L 溶解二水合伸乙二
9、胺四乙酸二氫二鈉 3.72g 於水,加水稀釋成 1L。 本溶液,儲存於聚乙烯瓶 5. 裝置 使用通常之分析用器具及下列者。 5.1 玻璃質碳坩堝:容量 20mL,或鋯坩堝,容量 50mL。 5.2 電磁攪拌器:四氟化乙烯樹脂被覆旋轉棒 5.3 刮勺:非磁性材料或消磁不銹鋼(例如:沃斯田系不銹鋼)製 5.4 滴定管:符合 ISO 385-1 之規定者 6. 取樣及試樣 6.1 試驗室試樣( Laboratory sample) 結合水或易氧化化合物高於基準含量( Significant contents)之鐵礦石時,使用粒度小於 160 m 之試樣。 備考:關於結合水及易氧化化合物基準含量之準則
10、,依 ISO 7764 之規定。 4 CNS 5376-13, M 3014-13 參考:結合水及易氧化化合物含量,規定於 CNS 5376鐵礦石分析法通則。 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. 操作 7.1 分析次數 對於 1 個預乾分析用試樣,依附錄 1 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 2 次或繼續實施之分析結果不受以前之結果影響。尤其是
11、在本分析方法,意謂該條件為操作之重複,須由同一個人在不同時間,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 空白試驗及核對試驗 在每一次定量,須以同一條件,與分析試樣並行實施 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似以致分析操作不需作重大改變者。 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。 7.3 分析試樣( Test portio
12、n) 自預乾分析用試樣採取數個單位試樣,使其總量等於附錄 1 表 1 所規定之對應鋁含量之分析試樣量,並精秤至 0.0002g。 備考:為了避免再吸收水分,須快速秤取分析試樣。 附錄 1 表 1 試樣秤取量及萃取液量 第 2 次萃取 第 3 次萃取 鋁含量%(m/m) 分析試樣質量 g 庫番龍 mL 氯仿 mL 庫番龍 mL 氯仿 mL 0.25 1.0 1.0 2.5 2.5 5.0 0.3 0.2 0.1 20 15 10 20 20 20 15 20 7.4 定量 7.4.1 試樣之分解 將碳酸鈉(第 4.1 節) 0.50g 移入乾燥坩堝(第 5.1 節)內。加分析試樣(第7.3 節)
13、於坩堝,再加過氧化鈉(第 4.2 節) 2g,以乾燥刮勺(第 5.3 節)混合之。 以米克燃燒器( Meker burner)之弱火,邊將坩堝搖動混合邊加熱,直至熔融生成物成櫻桃紅色( cherry red)並呈透明狀。自熱源取下坩堝,邊搖動邊使熔融生成物凝固於坩堝內壁。 5 CNS 5376-13, M 3014-13 將坩堝放入乾燒杯( 250mL)內,冷卻之。覆蓋錶玻璃,加水約 10mL 於坩堝。待反應停止後,將坩堝內容物移至燒杯,以水約 10mL 洗滌坩堝。加氫氯酸(第 4.6 節) 20mL 於燒杯中之坩堝。以水洗滌坩堝,將洗液加入燒杯內。加水稀釋成約 70mL。 7.4.2 干擾元
14、素之去除 加熱使燒杯內容物沸騰。滴加氨水(第 4.7 節)至氫氧化物完全沈澱。煮沸1 分鐘,立即以快速濾紙過濾,保存此燒杯。以熱氯化銨溶液(第 4.8 節)將濾紙與沈澱物洗滌 5 次。然後以熱水洗滌 5 次,捨棄濾液。將含有氫氧化物沈澱物之濾紙展開於所保存之燒杯內壁,以熱水細流沖洗,洗落沈澱物,再以熱氫氯酸(第 4.6 節) 25mL 洗滌濾紙。最後以熱水沖洗,捨棄濾紙,以錶玻璃覆蓋燒杯,加熱使內容物沸騰。將錶玻璃與燒杯內壁洗滌,冷卻至 20以下,加水使液量為 50mL。 備考:在萃取前及萃取中,確認包括水之所有試藥被冷卻至 20以下。 將此溶液移至 250mL 之分液漏斗內。使用水 25mL
15、 洗滌燒杯,並將洗液加入分液漏斗。 加庫番龍溶液(第 4.9 節) 20mL 和緩混合之。加氯仿(第 4.10 節) 20mL,劇烈搖動混合 1 分鐘。分離為兩層後,排出下層之有機相。加氯仿(第 4.10節) 5mL 於分液漏斗,使存在於水相表面之庫番龍鹽沈降。對應試樣秤取量,依附錄 1 表 1 之規定添加庫番龍(第 4.9 節)與氯仿(第 4.10 節),並實施追加處理。 最後,將加氯仿 20mL 於水相並劇烈搖動混合之操作,反覆實施 2 次,每次將靜置至分離後之有機層排出捨棄,以捲成燈芯狀之濾紙擦拭分液漏斗腳部。 將水相移入燒杯( 250mL)內,以氫氯酸(第 4.5 節) 5mL 洗滌分
16、液漏斗並移入燒杯內,煮沸數分鐘。自熱源取下加硝酸(第 4.3 節) 5mL 及過氯酸(第4.11 節) 10mL。以具溝之玻璃蓋覆蓋之,蒸發至接近乾涸之狀態。自熱源取下加氫氯酸(第 4.6 節) 10mL。加熱溶解鹽類後,加水 50mL,加熱使沸騰。使用快速濾紙過濾,以熱水洗滌數次冷卻濾液。 7.4.3 滴定 使用滴定管加過剩之 EDTA 溶液(第 4.18 節)於濾液(加 25mL 即充分)。使用 pH 計,滴加氫氧化鈉溶液(第 4.12 節)調節 pH 為 2.5 後,滴加氫氧化鈉溶液(第 4.13 節)調節 pH 為 4。以水將此內容物稀釋成 100mL。加蓋於燒杯,使其沸騰並繼續和緩煮
17、沸 10 分鐘,冷卻之。 加乙酸鹽緩衝溶液(第 4.14 節) 15mL 與二甲酚橙指示劑(第 4.16 節) 7滴( 約 0.3mL)。使用電磁攪拌器(第 5.2 節)攪拌溶液。以鋅標準溶液(第4.17 節)滴定,此時為溶液之顏色變成 30 秒鐘不消失之粉紅色為終點。 加氟化銨溶液(第 4.15 節) 10mL,加熱並加緩煮沸 10 分鐘。冷卻後,加二甲酚橙指示劑(第 4.16 節) 2 3 滴。將溶液攪拌並以鋅標準溶液(第 4.17節)滴定所游離之 EDTA。 此時為溶液之顏色變成 30 秒鐘不消失之粉紅色為終點,記錄滴定量, VmL。 6 CNS 5376-13, M 3014-13 8
18、. 結果之表示 8.1 鋁含量之表示 使用下式計算鋁含量(質量)至小數點以下第 4 位 mVmmWAl=02698.0)/%( ( 1) 式中, V :在第 7.4.3 節所使用之鋅標準溶液(第 4.17 節)量( mL) m :分析試樣質量( g) 0.02698 :鋁之相對原子量之 1000 分之 1 8.2 結果之一般處理 8.2.1 重現精密度( Repeatability)及許可差 本分析方法之重現精密度,依下列廻歸式表示 (1) r=0.0289X+0.0167 .( 2) P=0.0422X+0.0323 ( 3) r =0.0104X+0.0060.( 4) L =0.0134
19、X+0.0102 ( 5) 式中, X:分析試樣中之鋁含量以質量百分率表示者,計算如下。同一試驗室內計算式式( 2)及( 4)時,為兩次分析值之算數平均 不同試驗室間計算式式( 3)及( 5)時,為兩分析試驗室最終結果(第 8.2.3 節)之算術平均 r : (同一試驗室內許可差)同一試驗室內獨立兩次分析許可差 P :不同試驗室間許可差 r : (同一試驗室內標準差)同一試驗室內獨立兩次分析標準差 L :不同試驗室內標準差 註 (1) 追加之資訊,參照附錄 1 附件及附件 C 8.2.2 分析值之確定 於驗證標準物質所求得之結果,此分析結果與標準物質驗證值之間,不得有統計上之顯著( signi
20、ficant)差異。與真度( trueness)及精密度( precision)同樣,使用相當於本方法之分析方法,對於至少在 10 所分析試驗室所分析之標準物質,使用下式實施顯著差異之檢定。 nNnSSAArLCWCWCLCC22222+ .( 6) 式中, AC:驗證值 A :分析驗證標準物質所得之結果或平均值 SLC:決定驗證值之分析試驗室之不同試驗室間標準差 SWC:決定驗證值之分析試驗室之同一試驗室內標準差 nWC:決定驗證值之分析試驗室之分析次數平均 NC:決定驗證值之分析試驗室數 7 CNS 5376-13, M 3014-13 n :驗證標準物質之分析次數(大部分之場合, n=1
21、) r 及L :如第 8.2.1 節所定義者 若式( 6)之左邊小於或等於右邊,則差異 AC-A在統計上為非顯著,反之,在統計上為顯著。 差異為顯著時,與試樣之分析同時反覆實施驗證標準物質之分析。若差異再度為顯著,則須使用相同種類之另一種驗證標準物質反覆實施相同操作。 分析試樣兩個分析值之全距超過第 8.2.1 節之式( 2)所算出 r 之限度時,須依附錄 1 附件 A 之流程圖,再度與相同種類驗證標準物質一起實施分析試樣之分析。 是否可採用分析試樣之分析結果,無論為任何場合,須遵循驗證標準物質分析結果採用之可否。 備考:驗證標準物質之資訊不充分時,使用下列步驟。 a) 若有推定不同試驗室 間
22、標準差所需之充分數據,則刪除 SWC2/nWC,將 SLC視為試驗室平均值之標準差。 b) 若驗證標準物質之驗證,僅在 1 所分析試驗室實施時或無試驗室間分析結果時,則不適用此驗證標準物質於本標準為宜。若無法避免使用時,使用下式。 nAArLC2222+ .( 7) 8.2.3 最後結果之計算 最終結果為可採用之分析試樣分析值之算術平均,或依附錄 1 附件 A 所規定之步驟求得之。計算至小數點以下第 4 位之可採用分析值算術平均,須依下列規定修整為小數點以下第 2 位。 a) 小數點以下第 3 位之數值為小於 5 時,將其捨棄,將小數點以下第 2 位之數值留下不動。 b) 小數點以下第 3 位
23、之數值為 5,且小數點以下第 4 位為 0 以外之數值時,或小數點以下第 3 位之數值為大於 5 時,使小數點以下第 2 位之數值增加 1。 c) 小數點以下第 3 位之數值為 5,且小數點以下第 4 位為 0 時,將小數點以下第 3 位數值捨棄,小數點以下第 2 位之數值為 0, 2, 4, 6 或 8 時,將小數點以下第 2 位之數值不動而留下,小數點以下第 2 位之數值為 1,3, 5, 7 或 9 時,將小數點以下第 2 位之數值增加 1。 8.3 氧化物換算 (%)W.(%)WAlOAl= 88951329. 試驗結果之報告 試驗結果之報告,須記載下列資訊。 a) 試驗室名稱及地址
24、b) 最後結果之報告日期 c) 引用本附錄 d) 識別試樣所需之細節 8 CNS 5376-13, M 3014-13 e) 分析結果 f) 分析結果之參照號碼 g) 定量時注意到之特定事項及雖為本附錄未規定之操作,但對分析試樣或驗證標準物質之分析結果可能有影響之操作 9 CNS 5376-13, M 3014-13 附錄 1 附件 A(規定) 分析值採用步驟流程圖 r:依附錄 1 第 8,2,1 節之規定。 參考 1. 對於偶數個之中位數,為將數值依大小順序排列時之中央 2 個數值之平均值。 2. 亦可在 1.2r 不實施檢定,立即實施43, XX (虛線部分 )。 實施21, XX 實施4
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