CNS 5376-17-2003 Iron ores─Methods for determination of chromium content《铁矿石－铬定量法》.pdf

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1、1 鐵礦石鉻定量法 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 5376-17 M3014-17 經濟部標準檢驗局印行 公布日期 修訂公布日期 92 年 11 月 27 日 年月日(共 10 頁) Iron ores Methods for determination of chromium content 1. 適用範圍：本標準規定鐵礦石中鉻之定量方法。 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. 定量方法之區分：鉻定量方法，依下列方法中之一種。 (1) 1,5-二苯

2、基代碳醯二 (1,5-Diphenylcarbazide)吸收光度分析法：本方法適用於鉻含量 0.01%(m/m)以上， 0.50%(m/m)以下之試樣，其定量方法依附錄 1 之規定。 (2) 鐵分離原子吸收光譜分析法：本方法適用於鉻含量 0.001%(m/m)以上，0.10%(m/m)以下之試樣，其定量方法，依附錄 2 之規定。 2 CNS 5376-17, M 3014-17 附錄 1 1,5-二苯基代碳醯二 吸收光度分析法 1. 方法概要：以適當之酸分解試樣並實施硫酸白煙處理，以水溶解可溶性鹽類，過濾之。殘渣經灼熱灰化後，實施氫氟酸處理，以二硫酸鉀熔融，併入濾液。使磷酸共存之情形下，以過

3、錳酸鉀將鉻氧化成二鉻酸。或者以過氧化鈉熔融試樣，將熔融生成物溶解於水，以過氧化鈉將鉻氧化成二鉻酸。 使所得之二鉻酸與 1,5-二苯基代碳醯二 反應，測定所生成之錯合物吸光度。 2. 試藥 (1) 氫氯酸 (2) 硝酸 (3) 氫氟酸 (4) 氫氟酸 (1+11) (5) 硫酸 (1+1,1+9,2+100) (6) 磷酸 (7) 磷酸 (1+1) (8) 氫氧化鈉溶液 (5g/L) (9) 氧化鐵 ( )：係儘可能高純度之氧化鐵 ( )，不含鉻或鉻含量儘可能低且已知者。 (10) 碳酸鈉（無水） (11) 過氧化鈉 (12) 二硫酸鉀 (13) 過錳酸鉀溶液 (5g/L) (14) 亞硝酸鈉溶

4、液 (100g/L) (15) 尿素溶液 (200g/L) (16) 8-羥基(8-Quinolinol)喔星 (oxine)：溶解喔星 1.0g 於乙酸 10mL，加水使液量為 100mL。本溶液，每次使用時調製之。 (17) 1,5-二苯基代碳醯二 溶液：加乙醇(95%)於 1.5-二苯基代碳醯二0.2g，予以充分攪拌混合，溶解後加乙醇 (95%)使液量為 100mL。本溶液每次使用時調製之。 (18) 苯 (19) 鉻標準溶液 (100g Cr/mL)：將 CNS12983容量分析用標準試藥所規定之二鉻酸鉀約 1g，於 105 110乾燥 3 4 小時後，置於乾燥器中放冷。秤取其0.28

5、29g，溶解於水並使用水洗移至 1000mL 之量瓶，加水至標線作為鉻標準溶液。 (20) 甲基橙溶液 (1g/L) 3. 試樣秤取量：試樣秤取量，以酸分解時 (1)依附錄 1 表 1 之規定，直接熔融時 (2)為0.2g。 3 CNS 5376-17, M 3014-17 附錄 1 表 1 試樣秤取量 鉻含量 %(m/m) 試樣秤取量 0.01 以上，未滿 0.25 0.20 0.25 以上， 0.50 以下 0.10 註 (1) 係指依第 4.1.1 及 4.1.2 節之試樣溶液調製法。 (2) 係指依第 4.1.3 節之試樣溶液調製法。 4. 操作 4.1 試樣溶液之調製：依下列方法中之

6、一種。 4.1.1 以氫氯酸容易分解之試樣 (1) 秤取試樣移入燒杯 (100mL)。 (2) 覆蓋錶玻璃，加氫氯酸 20mL，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，移至高溫部分加熱至即將沸騰並保持約 10分鐘以分解之。然後加硝酸約 3mL 及硫酸 (1+1)10mL，加熱蒸發使發生硫酸白煙。放冷後，加水 50mL 加熱溶解可溶性鹽類。使用濾紙 (種 F級 )與濾紙漿過濾不溶解殘渣，以溫硫酸 (2+100)洗滌 5 次，再以溫水洗滌3 次，將濾液及洗液收集於燒杯 (300mL)，作為主液保存。 (3) 將不溶解殘渣連濾紙一起移入鉑坩鍋 (30 號 )，經乾

7、燥灼熱灰化後放冷。以硫酸 (1+1)潤濕灼熱殘渣，加氫氟酸約 5mL 和緩地加熱，使二氧化矽及硫酸揮發。放冷後加二硫酸鉀約 3g，首先緩慢加熱逐漸提高溫度，於暗紅熱狀加熱熔解之。放冷後將鉑坩堝放入第 4.1.1(2)節所保存之主液，和緩地加熱使熔融生成物溶解。以水將鉑坩堝洗滌後取出，加磷酸 5mL 並使液量為約 100mL。 4.1.2 以硫酸與磷酸容易分解之試樣 (1) 秤取試樣移入燒杯 (100mL)。 (2) 覆蓋錶玻璃，加磷酸 5mL 及硫酸 (1+1)3mL，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，移至高溫部分加熱至即將沸騰並保持約 10 分鐘以分

8、解之。繼續加熱使發生濃厚之硫酸白煙。放冷後加硫酸 (1+1)3mL 及溫水約 30mL，加熱溶解可溶性鹽類後，使用濾紙 (種 F 級 )與濾紙漿過濾不溶解殘渣，以加熱至約 40 60之溫硫酸 (2+100)洗滌 5 次，再以溫水洗滌 3 次，捨棄殘渣。將濾液及洗液收集於燒杯(300mL)，使液量為約 100mL。 4.1.3 以酸分解有困難而銅含量為 1%(m/m)以上時，或釩含量為 0.5%(m/m)以上且為鉻含量之 10 倍以上時 4 CNS 5376-17, M 3014-17 (1) 秤取試樣，移入預先將碳酸鈉 （無水） 2g 熔融作為裏襯之鎳鉗堝 (3)(30mL)中。 (2) 加過

9、氧化鈉 2g，充分混合後再加少量過氧化鈉覆蓋表面，首先以低溫加熱，內容物熔解後提高溫度，於暗紅熱狀加熱約 3 分鐘以熔融之。放冷後將坩堝放入燒杯 (500mL)，加溫水約 200mL 溶解熔融生成物，以水將坩堝洗滌並取出。 註 (3) 亦可使用氧化鋁坩堝 (30mL)或鋯坩堝 (30mL)，以替代鎳坩堝。 4.2 鉻之氧化：依下列步驟中之一種。 (1) 經酸分解之溶液時：邊將第 4.1.1(3)及 4.1.2(2)節所得之試樣溶液和緩地煮沸，邊加過錳酸鉀溶液 2mL。其紅紫色迅速消失時，逐次追加過錳酸鉀溶液（每次加 1mL）後，繼續煮沸約 3 分鐘，以將鉻氧化成二鉻酸。自熱源取下，加水約 50

10、mL 並冷卻至常溫。加尿素溶液 10mL 攪拌混合。再逐滴添加亞硝酸鈉溶液並充分攪拌混合，反覆實施此操作直至過錳酸之紅紫色消失。紅紫色消失後，充分攪拌混合至尿素與亞硝酸之反應所發生之起泡停止，然後使用水將溶液洗移至 250mL 之量瓶，加水至標線。 (2) 經熔融處理之溶液時：邊將第 4.1.3(2)節所得之試樣溶液攪拌混合，邊逐次少量加過氧化鈉共約 0.5g 並加熱，在偶而攪拌混合之情形下煮沸約 10 分鐘以將鉻完全氧化成二鉻酸，並分解過氧化物。將此溶液冷卻至 20以下後，使用水洗移至 250mL 之量瓶，加水至標線。 4.3 顯色：依下列步驟中之一種。 (1) 經酸分解之溶液時：自第 4.

11、2(1)節所得之試樣溶液分取 50mL，移入 100mL之量瓶，正確加 1,5-二苯基代碳醯二 溶液第2.(17)節 3mL 搖動混合，靜置約 1 分鐘後加氫氟酸 (1+11)5mL，加水至標線。 (2) 經熔融處理之溶液且不含釩時 (4)：將第 4.2(2)節所得之試樣溶液靜置後，使用乾濾紙 (種 F 級 )過濾，捨棄初濾液，自後續之濾液，鉻含量為未滿0.25%(m/m)時分取 50mL，鉻含量為 0.25%(m/m)以上時分取 25mL，移入100mL 之量瓶，以硫酸 (1+9)中和後 (5)，多加 5mL，冷卻至常溫。 在此對於分取 25mL 者加水 25mL。然後正確加 1,5-二苯基

12、代碳醯二 溶液第 2.(17)節 3mL 搖動混合，靜置約 1 分鐘後，加水至標線。 註 (4) 釩含量為未滿 0.5%(m/m)且未達鉻含量之 10 倍時適用之。 (5) 不可加甲基橙等中和指示劑於試樣溶液，應預先另外取與分取量相同之試樣溶液於錐形瓶 (200mL)，以甲基橙溶液第 2.(20)節為指示劑使用硫酸中和，而求出硫酸消耗量。 (3) 釩含量為 0.5%(m/m)以上且達到鉻含量之 10 倍以上時：將第 4.2(2)節所得之試樣溶液靜置後，使用乾濾紙 (種 F 級 )過濾，捨棄初濾液，自後續之濾液，鉻含量為未滿 0.25%(m/m)時分取 50mL，鉻含量為 0.25% (m/m)

13、以上時分取25mL，移入燒杯 (100mL)，以硫酸 (1+9)中和之 (5)。然後滴下氫氧化鈉溶液，使用 pH 計調節為 pH5.3 附近，將溶液移入分液漏斗 (200mL)，正確加喔星5 CNS 5376-17, M 3014-17 溶液第 2.(16)節 1mL 充分搖動混合。再加苯 20mL 劇烈搖動混合約 1 分鐘後靜置之。分離為兩層後，將下層之水相移入另一個分液漏斗 (200mL)，捨棄有機相。另加苯 20mL 於內有水相之分液漏斗，再劇烈搖動混合 1 分鐘，以萃取釩之喔星化合物，將下層之水相移入燒杯 (100mL)，捨棄有機相。將水相加熱使苯揮發並使液量為約 60mL。冷卻至常溫

14、後，使用水洗移至 100mL之量瓶，加硫酸 (1+9)5mL 後，正確加 1,5-二苯基代碳醯二 溶液第2.(17)節 3mL 搖動混合，靜置約 1 分鐘後，加水至標線。 4.4 吸光度之測定：取第 4.3 節所得顯色溶液之一部分於光度計之吸收槽 (10 )，以水為參比液，測定 540nm 附近之吸光度。 5. 空白試驗：秤取與所秤取試樣相同量之氧化鐵 ( )第 2.(9)節，以替代試樣，酸分解法時移入燒杯 (100mL)，熔融法時移入預先將碳酸鈉（無水） 2g 熔融作為裏襯之鎳坩堝 (30mL)。以下依第 4.1 4.4 節之步驟與試樣並行實施相同操作。 6. 檢量線之製作：依下列步驟中之一

15、種。 (1) 酸分解法時 (1)：準 備 7 個燒杯 (300mL)，各秤取與所秤取試樣相同量之氧化鐵 ( )第 2.(9)節移入其中。然後正確加鉻標準溶液第 2.(19)節 0mL、 0.5mL、1mL、 2mL、 3mL、 4mL 及 5mL，以下，依第 4.1.1(2) (3)節、第 4.2(1)節、第4.3(1)節及第 4.4 節之步驟，與試樣並行操作。製作所得吸光度與鉻量之關係線，將此關係線平行移動使通過原點，作為檢量線。 (2) 熔融法時 (2)：將氧化鐵 ( )第 2.(9)節 0.200g 秤取 7 個，各依第 4.1.3 節之步驟操作。但用於溶解熔融生成物之溫水約 200mL

16、 中，應預先分別正確加鉻標準溶液第 2.(19)節 0mL、 1mL、 2mL、 4mL、 6mL、 8mL 及 10mL。以下，依第 4.2(2)節、第 4.3(2)節及第 4.4 節之步驟操作。惟在第 4.3(2)節中之分取量在此僅採用 25mL。製作所得吸光度與鉻量之關係線，將此關係線平行移動使通過原點，作為檢量線。 7. 計算 (1) 鉻含量之計算：由第 4.4 節及第 5 節所得之吸光度與第 6 節所製作之檢量線求鉻量，依下式算出試樣中之鉻含量。 BmAACr21= 100 式中， Cr ：試樣溶液中之鉻含量 %(m/m) A1：所分取試樣溶液中之鉻檢測量 (g) A2：所分取空白試

17、驗溶液中之鉻檢測量 (6)(g) m：試樣秤取量 (g) B ：試樣溶液及空白試驗溶液之分取比 註 (6) 使用於空白試驗之氧化鐵 ( )中含有鉻時，應減去所秤取氧化鐵 ( )中之鉻量。 (2) 氧化鉻含量之計算：依下式自鉻含量算出試樣中之氧化鉻含量。 Cr2O3=1.4615Cr 6 CNS 5376-17, M 3014-17 式中， Cr2O3：試樣中之氧化鉻含量 %(m/m) Cr：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) 0.0016 2.8 0.0042 n=2

18、 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，係以鉻含量 0.026%(m/m)之試樣 1 個求得者。 7 CNS 5376-17, M 3014-17 附錄 2 鐵分離原子吸收光譜分析法 1. 方法概要：以氫氯酸及硝酸分解試樣，過濾之。使用 4- 甲基 -2- 戊酮(4-methyl-2-pentanone)將濾液中之鐵萃取去除。殘渣經氫氟酸處理後，以碳酸鈉與四硼酸鈉熔融，併入濾液。將此溶液噴霧於原子吸收光譜分析儀之一氧化二氮乙炔火焰中，測定其測光度。 2. 試藥 (1) 氫氯酸 (2) 氫氯酸 10+6(1),1+1,2+100

19、(3) 硝酸 (4) 氫氟酸 (5) 硫酸 (6) 硫酸 (1+1) (7) 氧化鐵 ( )：係儘可能高純度之氧化鐵 ( )，不含鉻或鉻含量儘可能低且已知者。 (8) 混合熔化劑：碳酸鈉（無水） 2，四硼酸鈉（無水） 1 (9) 4-甲基 -2-戊酮 (10) 鉻標準溶液 A(100gCr/mL)：以氫氯酸 (1+1)20mL，將鉻純度 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，作為鉻標準溶液 A。 (11) 鉻標準溶液 B(10gCr/mL)：以水將鉻標準溶液 A 之必要量正確稀釋成 10 倍，作為鉻標準液 B。

20、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：依下列步驟中之一種。 4.1.1 鉻含量 0.001%(m/m)以上，未滿 0.01%(m/m)之試樣 (1) 秤取試樣移入燒杯 (300mL)。 (2) 覆蓋錶玻璃，以水 2 3mL 潤濕試樣後，加氫氯酸 25mL，置於加熱板上加熱約 1 小時 (2)。惟將此加熱板溫度調節為可使放入燒杯中之與試樣溶液同量之硫酸保持 100之溫度。然後加硝酸 5mL 與硫酸 (1+1)0.2mL(3)並繼續加熱約 15 分鐘後，將錶玻璃稍移開使蒸發至即將乾涸。 註 (2) 不溶解殘渣多時移至加熱板之高

21、溫部分繼續加熱。惟不得使溶液沸騰。 (3) 含有多量鋇之試樣時，不加硫酸 (1+1)。 (3) 加氫氯酸 (1+1)20mL 加熱溶解鹽類。冷卻後，使用濾紙 (種 F 級 )與少量濾紙漿過濾不溶解殘渣。使用套橡膠管之玻璃棒擦拭燒杯內壁，將附著物移至濾紙上。以溫氫氯酸 (2+100)將濾紙洗滌至濾紙上看不出有氯化鐵8 CNS 5376-17, M 3014-17 ( )之黃色，再以溫水洗滌 3 4 次。將濾紙與洗液收集於燒杯 (200mL)，而將不溶解殘渣與濾紙一起移入鉑坩堝 (30 號 )。 (4) 將濾液與洗液加熱蒸發至即將乾涸。加氫氯酸 (10+6)15mL 溶解鹽類後，移入分液漏斗 (2

22、00mL)。以氫氯酸 (10+6)20mL 洗滌燒杯內壁而將洗液加入分液漏斗。加 4-甲基 -2-戊酮 50mL 於分液漏斗並劇烈搖動混合 1 分鐘。分離為兩層後，將下層之水相移入原來之燒杯 (200mL)。加氫氯酸(10+6)10mL 於分液漏斗並劇烈搖動混合 30 秒鐘，分離為兩層後，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以去除大部分之4-甲基 -2-戊酮後，加硝酸 5mL 加熱蒸發至乾涸。放冷後以氫氯酸(1+1)20mL 溶解鹽類，作為主液保存。 (5) 將第 4.1.1(3)節所得之鉑坩堝中濾紙乾燥並於 500 800燃燒後，將殘渣灼熱灰化。放冷後以硫酸 3 滴將灼熱殘渣

23、潤濕，加氫氟酸 5mL，和緩地加熱使二氧化矽及硫酸揮發。然後於 800加熱數分鐘。放冷後，加混合熔化劑第 2.(8)節 1.2g 於鉑坩堝，充分混合之。開始之數分鐘和緩地加熱後，於 1000之蒙孚爐中加熱 15 分鐘 (4)，將殘渣熔融。放冷後，將鉑坩堝放入第 4.1.1(4)節所保存之主液中，加氫氯酸 (1+1)10mL 並和緩地加熱溶解熔融生成物。以溫水將鉑坩堝洗滌後取出。 註 (4) 可採用以加壓空氣燃燒器充分加熱至成為透明之方式，以替代蒙孚爐。 (6) 將此溶液加熱以去除二氧化碳並濃縮至約 30mL。冷卻至常溫後，使用水將溶液洗移至 50mL 之量瓶，加水至標線。 4.1.2 鉻含量

24、0.01%(m/m)以上， 0.10%(m/m)以下之試樣 (1) 實施第 4.1.1(1)節之操作。 (2) 實施第 4.1.1(2) (5)節之操作。 (3) 將此溶液加熱以去除二氧化碳。冷卻至常溫後，使用水將溶液洗移至100mL 之量瓶，加水至標線。 4.2 吸光度之測定：將第 4.1.1(6)或 4.1.2(3)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一氧化二氮乙炔火焰中，測定於 357.9nm之吸光度。 5. 空白試驗：秤取氧化鐵 ( )第 2.(7)節 1.0g，以替代試樣，移入燒杯 (300mL)。以下，依第 4.1.1(2)節 4.2 節之步驟，與試樣並

25、行實施相同操作。 6. 檢量線之製作：附錄 2 表 1 之每一種鉻含量範圍準備 7 個燒杯 (300mL)，各秤取氧化鐵 ( )第 2(7)節 1.0g 移入其中。然後依附錄 2 表 1 所規定之鉻標準溶液添加量，正確加鉻標準溶液。以下依 4.1.1(2) (6)節或 4.1.2(2) (3)節及第 4.2 節之步驟，與試樣並行操作，製作所得吸光度與鉻量之關係線，將此關係線平行移動使通過原點，作為檢量線。 9 CNS 5376-17, M 3014-17 附錄 2 表 1 鉻標準溶液添加量 鉻含量 %(m/m) 所使用之鉻標準溶液鉻標準溶液添加量 mL 0.001 以 上，未 滿 0.01 B

26、第 2(11)節 0,1,2,4,6,8,10 0.01 以上， 0.10 以下 A第 2(10)節 0,1,2,4,6,8,10 7. 計算 (1) 鉻含量之計算：自第 4.2 節及第 5 節所得之吸光度與第 6 節所得之檢量線求鉻量，依下式算出試樣中之鉻含量。 Cr = 100mAA21式中， Cr：試樣中之鉻含量 %(m/m) A1：試樣溶液中之鉻檢測量 (g) A2：空白試驗溶液中之鉻檢測量 (5)(g) m ：試樣秤取量 (g) 註 (5) 使用於空白試驗之氧化鐵 ( )中含有鉻時，應減去所秤取氧化鐵 ( )中之鉻量。 (2) 氧化鉻含量之計算：依下式，自鉻含量算出試樣中之氧化鉻含量

27、。 Cr2O3=1.4615 Cr 式中， Cr2O3：試樣中之氧化鉻含量 %(m/m) Cr：與第 7(1)節相同 8. 許可差：依附錄 2 表 2 之規定。 附錄 2 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) 0.0081 (鉻含量 )+0.00010 2.8 0.0221 (鉻含量 )+0.00009n=2 時， D(n) 2.8 n=3 時， D(n) 3.3 n=4 時， D(n) 3.6 參考：此許可差，係使用鉻含量 0.0011%(m/m)以上， 0.056%(m/m)以下之試樣求得者。 10 CNS 5376-17, M 3014-17 引用標準： CNS 5376 鐵礦石分析法通則 CNS 12983 容量分析用標準試藥 相對應國際標準 ISO 9685:1991 Iron ores-Determination of nickel and /or chromium content-Flame atomic absorption spectrometric method