CNS 5376-18-2003 Iron ores─Methods for determination of vanadium content《铁矿石－钒定量法》.pdf

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1、1 鐵礦石釩定量法 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 5376-18 M3014-18 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 11 頁) Iron ores Methods for determination of vanadium content 1. 適用範圍：本標準規定鐵礦石中釩之定量方法。 2. 一般事項： CNS 5376鐵礦石分析法通則之規定。 3. 定量方法之區分：釩之定量方法，依下列方法中之一種。 (1) N-BPHA 萃取吸收光度分析法：本

2、方法適用於釩含量 0.05%(m/m)以上，1.0%(m/m)以下之試樣，其定量方法依附錄 1 之規定。惟不適用於鈦含量0.5%(m/m)以上之試樣。 (2) 原子吸收光譜分析法：本方法適用於釩含量 0.05%(m/m)以上， 0.5%(m/m)以下之試樣，其定量方法依附錄 2 之規定。 (3) 磷釩鎢酸萃取分離原子吸收光譜分析法：本方法適用於釩含量 0.001%(m/m)以上， 0.05%(m/m)以下之試樣，其定量方法依附錄 3 之規定。 2 CNS 5376-18 , M 3014-18 附錄 1 N-BPHA 萃取吸收光度分析法 1. 方法概要：以氫氯酸分解試樣，以硝酸氧化並過氯酸白煙

3、處理後，過濾之。殘渣經灼熱灰化，氫氟酸處理後，以二硫酸鈉熔融併入濾液。將釩氧化後，加 N-苯甲醯 -N-苯基胲 (N-benzoyl-N-phenylhydroxylamine)(以下簡稱 N-BPHA)，將所生成釩與N-BPHA 之錯合物萃取於氯仿中，測定其吸光度。 2. 試藥 (1) 氫氯酸 (2) 氫氯酸 (2+1) (3) 硝酸 (4) 過氯酸 (5) 氫氟酸 (6) 硫酸 (1+1) (7) 氧化鐵 ( )：係儘可能高純度之氧化鐵 ( )，不含釩或釩含量儘可能低且已知者。 (8) 過氧化氫 (1+9) (9) 銅溶液 (10mgCu/mL)：將銅 99.9%(m/m)以上 1.000

4、g 溶解於硝酸，加過氯酸20mL 並加熱，使發生白煙約 10 分鐘，冷卻後以水溶解並使液量為 100mL。 (10) 過錳酸鉀溶液 (3g/L) (11) 二硫酸鈉 (12) N-BPHA 氯仿溶液：將 N-BPHA0.2g 溶解於氯仿 300mL，儲存於褐色瓶。 (13) 釩標準溶液 (0.1mgV/mL)：秤取偏釩酸銨 1.1482g 移入燒杯 (500mL)，溶解於硫酸 (1+1)10mL 及溫水約 200mL。冷卻至常溫後使用水將溶液洗移至 500mL 之量瓶，加水至標線作為原液 (1mgV/mL)。每次使用時以水將此原液正確稀釋成 10倍，作為釩標準溶液。 3. 試樣秤取量：依附錄

5、1 表 1 之規定。 附錄 1 表 1 試樣秤取量 釩含量 %(m/m) 試樣秤取量 g 0.05 以上，未滿 0.1 1.0 0.1 以上， 1.0 以下 0.20 4.操作 4.1 試樣溶液之調製 (1) 秤取試樣移入燒杯 (200mL)。 3 CNS 5376-18 , M 3014-18 (2) 覆蓋錶玻璃，對應試樣秤取量依附錄 1 表 2 之規定加氫氯酸，首先置於加熱板周邊之低溫部分 (60 100 )保持約 1 小時後，移至高溫部分加熱至即將煮沸並維持此狀態約 10 分鐘以分解之。然後加硝酸 5mL，再依附錄 1 表 2之規定加過氯酸，繼續加熱蒸發，燒杯內部開始發生白煙，內部變成透

6、明後，以過氯酸蒸氣沿內壁逆流之狀態加熱約 5 分鐘。放冷後加溫水約 30mL，加熱溶解可溶性鹽類。滴加過氧化氫 (1+9)將鉻還原後予以加熱，煮沸約 2 分鐘以分解過剩之過氧化氫。使用濾紙 (種級 )與濾紙漿過濾不溶解殘渣，以溫水洗滌 5 7 次，以燒杯 (300mL)承接濾液及洗液，作為主液保存。 附錄 1 表 2 氫氯酸及過氯酸添加量 添加量 mL 試樣秤取量g 氫氯酸 過氯酸 1.0 30 20 0.20 20 15 (3) 將不溶解殘渣 (1)連濾紙一起移入鉑坩堝 (30 號 )，乾燥後灼熱灰化之。放冷後以硫酸 (1+1)潤濕灼熱殘渣，加氫氟酸約 5mL 並和緩地加熱，使二氧化矽及硫酸

7、揮發。放冷後加二硫酸鈉約 3g，加蓋後首先緩慢加熱， 逐漸提高溫度，最後於暗紅熱狀加熱以熔融殘渣。放冷後將鉑坩堝直接放入第 4.1(2)節所保存之主液中，和緩地加熱溶解熔融生成物。以溫水將鉑坩堝洗滌後取出。將此溶液加熱蒸發使液量為約 70mL，冷卻至常溫後，使用水洗移至 100mL 之量瓶，加水至標線。 註 (1) 不溶解殘渣少且預先得知其中不含釩時，則省略第 4.1(3)節之不溶解殘渣處理操作，使用水將第 4.1(2)節所得之主液洗移至 100mL 之量瓶，加水至標線。捨棄不溶解殘渣。 4.2 釩之氧化：依附錄 1 表 3 之規定，自第 4.1(3)節所得之試樣溶液分取一定量 (2)，移入分

8、液漏斗 (200mL)，加銅溶液第 2(9)節 1mL，邊搖動混合邊小心滴加過錳酸鉀溶液，溶液呈微紅色後多加 1 滴，靜置約 1 分鐘以將釩完全氧化。 附錄 1 表 3 試樣溶液分取量 釩含量 %(m/m) 分取量 mL 0.05 以 上，未 滿 0.1 10 0.1 以上，未滿 0.5 10 0.5 以上， 1.0 以下 5 4 CNS 5376-18 , M 3014-18 註 (2) 即使所分取之溶液中有鎳、鈷、鉻 ( )及鉬各 10mg，鋯 5mg，鈮 2mg，錫、砷、鉛、銻及鉍各 1mg 之共存，仍不影響分析結果。 4.3 顯色：正確加 N-BPHA 氯仿溶液第 2.(12)節 15

9、mL 於第 4.2 節所得之試樣溶液後，加與溶液量等量之氫氯酸 (2+1)，立即搖動混合以將過剩之過錳酸還原，搖動混合約 30 秒鐘後，靜置之。 4.4 吸光度之測定：使用乾濾紙 (種 E 級 )將第 4.3 節所得下層之有機相過濾，捨棄初濾液將後續之濾液一部分取於光度計之吸收槽 (10mm)，以氯仿為參比液，於波長 530nm 附近測定吸光度。 5. 空白試驗：秤取與試樣秤取量相同量之氧化鐵 ( )第 2.(7)節，以替代試樣，移入燒杯 (200mL)。以下依第 4.1(2) 4.4 節之步驟與試樣並行實施相同操作。 6. 檢量線之製作：附錄 1 表 4 之每一種含量範圍準備 4 個燒杯 (

10、200mL)，各秤取與試樣秤取量相同量之氧化鐵 ( )第 2.(7)節移入其中。然後依附錄 1 表 4 所規定之釩標準溶液添加量，正確加釩標準溶液第 2.(13)節。以下依第 4.1(2) 4.4 節之步驟，與試樣並行操作，製作所得吸光度與釩量之關係線，將此關係線平行移動使通過原點，作為檢量線。 附錄 1 表 4 釩標準溶液添加量 釩含量 %(m/m) 釩標準溶液添加量mL 0.05 以 上，未 滿 0.1 0,1,3,5 0.1 以上，未滿 0.5 0,2,5,10 0.5 以上， 1.0 以下 0,10,15,20 7. 計算 (1) 釩含量之計算：自第 4.4 節及第 5 節所得之吸光度

11、與第 6 節所製作之檢量線求釩量，依下式算出試樣中之釩含量。 100BmAAV21= 式中，：試樣中之釩含量 %(m/m) A1：所分取試樣溶液中之釩檢測量 (g) A2：所分取空白試驗溶液中之釩檢測量 (3)(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 (3) 使用於空白試驗之氧化鐵 ( )中含有釩時，將所秤取氧化鐵 ( )中之釩量減掉。 (2) 氧化釩含量之計算：依下式自釩含量算出試樣中之氧化釩含量。 V2O5=1.7851 V 5 CNS 5376-18 , M 3014-18 式中， V2O5：試樣中之氧化釩含量 %(m/m) V：與第 7.(1)節相同 8.

12、 許可差：依附錄 1 表 5 之規定。 附錄 1 表 5 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) 0.0058 (釩含量 )+0.0010 2.8 0.0167(釩含量 )+0.0037 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，係使用釩含量 0.05%(m/m)以上， 0.69%(m/m)以下之試樣求得者。 6 CNS 5376-18 , M 3014-18 附錄 2 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，加氫氟酸並蒸發至乾涸。然後加氫氯酸及硼酸，再蒸發至乾涸。

13、以氫氯酸溶解後過濾之。殘渣以碳酸鈉熔融後併入濾液。加氯化鋁於此溶液後，噴霧於原子吸收光譜分析儀之一氧化二氮乙炔火焰中，測定其吸光度。 2. 試藥 (1) 氫氯酸 (2) 氫氯酸 (1+1) (3) 氫氟酸 (4) 硝酸 (5) 氧化鐵 ( )：係儘可能高純度之氧化鐵 ( )，不含釩或釩含量儘可能少且已知者。 (6) 碳酸鈉（無水） (7) 硼酸 (8) 氯化鋁溶液：溶解六水合氯化鋁 220g 於水，加氫氯酸 50mL，加水使液量為1000mL。 (9) 釩標準溶液 (1mgV/mL)：秤取偏釩酸銨 1.1482g 移入燒杯 (500mL)，溶解於硫酸(1+1)10mL 及溫水約 200mL。冷

14、卻至常溫後使用水將溶液洗移至 500mL 之量瓶，加水至標線。 3. 試樣秤取量： 1.0g 4. 操作 4.1 試樣溶液之調製 (1) 秤取試樣移入聚四氟乙烯 (PTFE)製燒杯 (100mL)。 (2) 覆蓋 PTFE 製錶玻璃，加氫氯酸 25mL 溶解並加熱 1 小時分解之。然後加硝酸 0.25mL 再加熱 10 分鐘以上繼續分解。加氫氟酸 10mL，蒸發至乾涸。加氫氯酸 10mL 與硼酸 0.5g，再度蒸發至乾涸。放冷後，加氫氯酸 (1+1)10mL溶解鹽類。必要時加水 20mL 加熱數分鐘。使用濾紙 (種 F 級 )與少量濾紙漿，過濾於 100mL 之量瓶，以水洗滌殘渣。將濾液作為主

15、液保存。 (3) 將殘渣連濾紙一起移入鉑坩堝 (30 號 )，乾燥後灰化之。放冷後，加碳酸鈉（無水） 0.3g，置於 1000之蒙孚爐中熔融 30 分鐘。 (4) 放冷後加水 5mL 於鉑坩堝與氫氯酸 (1+1)5mL，加溫溶解熔融生成物。放冷後使用水將溶液洗移至保存主液之量瓶中。冷卻至常溫後加氯化鋁溶液第2.(8)節 4mL，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一氧化二氮乙炔火焰中，測定於波長 318.5nm 之吸光度。 7 CNS 5376-18 , M 3014-18 5. 空白試驗：秤取氧化鐵 ( )第

16、2.(5)節 1.0g，以替代試樣移入， PTFE 製燒杯(100mL)。以下依第 4.1(2) 4.2 節之步驟與試樣並行實施相同操作。 6. 檢量線之製作：準備 5 個 PTFE 製燒杯，各秤取氧化鐵 ( )第 2.(5)節 1.0g 移入其中。然後正確加釩標準溶液第 2.(9)節 0mL、 1mL、 2mL、 4mL 及 6mL。以下依第 4.1(2) 4.2 節之步驟與試樣並行操作。製作所得吸光度與釩量之關係線，將此關係線平行移動使通過原點，作為檢量線。 7. 計算 (1) 釩含量之計算：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釩量，依下式算出試樣中之釩含量

17、。 100mAAV21= 式中， V：試樣中之釩含量 %(m/m) A1：試樣溶液中之釩檢測量 (g) A2：空白試驗溶液中之釩檢測量 (1)(g) m：試樣秤取量 (g) 註 (1) 使用於空白試驗之氧化鐵 ( )中含有釩時，將所秤取氧化鐵 ( )中之釩量減掉。 (2) 氧化釩含量之計算：依下式，自釩含量算出試樣中之氧化釩含量 V2O5=1.7851V 式中， V2O5：試樣中之氧化釩含量 %(m/m) V：與第 7.(1)節相同 8. 許可差：依附錄 2 表 1 之規定。 附錄 2 表 1 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) 0.0036(釩含量

18、 )+0.00162 2.8 0.0254(釩含量 )+0.00127 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，係使用釩含量 0.05%(m/m)以上， 0.46%(m/m)以下之試樣求得者。 8 CNS 5376-18 , M 3014-18 附錄 3 磷釩鎢酸萃取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，加氫氟酸並蒸發至乾涸。然後加氫氯酸及硼酸再蒸發至乾涸。以氫氯酸及硝酸溶解後，過濾之。殘渣以碳酸鈉熔融後併入濾液。加磷酸與鎢酸於此溶液，將所生成之磷釩鎢酸萃取於 n-戊醇 (n-amyl alcoh

19、ol)與 4-甲基 -2-戊酮 (4-methyl-2-pentanone)後，將其逆萃取於 L(+)-抗壞血酸。加氯化鋁於此溶液，然後噴霧於原子吸收光譜分析儀之一氧化二氮乙炔火焰中，測定其吸光度。 2. 試藥 (1) 氫氯酸 (2) 氫氯酸 (1+1) (3) 氫氟酸 (4) 硝酸 (5) 硝酸 (1+1) (6) 磷酸 (1+2) (7) 氧化鐵 ( )：係儘可能高純度之氧化鐵 ( )，不含釩或釩含量儘可能低且已知者。 (8) 碳酸鈉（無水） (9) 硼酸 (10) 硝酸鈰 ( )二銨溶液：以硝酸 (15+85)100mL 溶解硝酸鈰 ( )二銨 2.0g。 (11) 鎢酸鈉溶液：溶解二水

20、合鎢酸鈉 16.5g 於水 70mL，加水使液量為 100mL。 (12) L(+)-抗壞血酸溶液：溶解 L(+)-抗壞血酸 1.0g 於水，加水使液量為 100mL。本溶液，每次使用時調製之。 (13) 混合溶劑：以體積比將等量之 n-戊醇與 4-甲基 -2-戊酮混合。 (14) 氯化鋁溶液：溶解六水合氯化鋁 220g 於水，加氫氯酸 50mL 後，加水使液量為 1000mL。 (15) 釩標準溶液 A(0.2mgV/mL)：秤取釩酸銨 1.1482g 移入燒杯 (500mL)，加硫酸(1+1)10mL 及溫水約 200mL 溶解之。冷卻至常溫後，使用水將溶液洗移至500mL 之量瓶，加水至

21、標線，作為原液 (1mgV/mL)。以水將此原液正確稀釋成5 倍，作為釩標準溶液 A。 (16) 釩標準溶液 B(20 g V/mL)：秤取釩酸銨 1.1482g 移入燒杯 (500mL)，加硫酸(1+1)10mL 及溫水約 200mL 溶解之。冷卻至常溫後，使用水將溶液洗移至500mL 之量瓶，加水至標線，作為原液 (1mgV/mL)。以水將此原液正確稀釋成50 倍，作為釩標準溶液 B。 3. 試樣秤取量： 2.0g 4. 操作 4.1 試樣溶液之調製 (1) 秤取試樣移入聚四氟乙烯 (PTFE)製燒杯 (100mL)。 9 CNS 5376-18 , M 3014-18 (2) 覆蓋 PT

22、FE 製錶玻璃，加氫氯酸 25mL 溶解並加熱 1 小時分解之。然後加硝酸 0.25mL 再加熱 10 分鐘以上繼續分解。加氫氟酸 10mL，蒸發至乾涸。加氫氯酸 10mL 與硼酸 0.5g，再度蒸發至乾涸。加氫氯酸 (1+1)2mL、硝酸(1+1)4mL 及水 10mL，加熱溶解鹽類，使用濾紙 (種 F 級 )與少量濾紙漿過濾之。加水 25mL 與硝酸 (1+1)10mL 於原來之燒杯，邊加溫邊將燒杯內之殘渣移至濾紙上。以水洗滌濾紙；以燒杯 (100mL)承接濾液及洗液，作為主液保存。 (3) 將殘渣連濾紙一起移入鉑坩堝 (30 號 )，乾燥後，於 600 700灰化之。加碳酸鈉（無水） 0

23、.3g 於鉑坩堝，置於 1000之蒙孚爐內熔融 30 分鐘。放冷後將鉑坩堝直接移入第 4.1(2)節所保存之主液中，加熱溶解熔融生成物。將鉑坩堝洗滌後取出，加熱蒸發至液量為 50mL。 (4) 加硝酸鈰 ( )二銨溶液第 2.(10)節 1mL 於此溶液，加熱沸騰後加磷酸(1+2)5mL 與鎢酸鈉溶液第 2.(11)節 2.5mL，再和緩地加熱 10 分鐘後，冷卻之。 (5) 使用最少量之水將第 4.1(4)節所得之溶液洗移至分液漏斗 (100mL)，加混合溶劑第 2.(13)節 20mL，劇烈搖動混合 40 秒鐘，靜置 1 分鐘後，捨棄下層之水相。然後，加水 20mL 於分液漏斗，劇烈搖動混

24、合 30 秒鐘，靜置 1分鐘後，將下層移入燒杯 (200mL)。再加水 20mL 於分液漏斗，同樣劇烈搖動混合 30 秒鐘後，加 L(+)-抗壞血酸溶液第 2.(12)節 10mL，再度劇烈搖動混合 30 秒鐘，靜置至分離為兩層。將下層之水相移入先前之燒杯中。加L(+)-抗壞血酸溶液第 2.(12)節 10mL 於內有溶劑之分液漏斗中，經搖動混合、靜置後，將水相移入先前之燒杯中。反覆實施此操作至水相 L(+)-抗壞血酸相不再呈釩之紫色。 (6) 加氯化鋁溶液第 2.(14)節 1mL 於所得之溶液中，加熱蒸發至約 20mL。冷卻至常溫後使用水洗移至 25mL 之量瓶，加水至標線。 4.2 吸光

25、度之測定：將第 4.1(6)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，測定於波長 318.5nm 之吸光度。 5. 空白試驗：秤取氧化鐵 ( )第 2.(7)節 2.0g，以替代試樣，移入 PTFE 製燒杯(100mL)。以下，依第 4.1(2) 4.2 節之步驟，與試樣並行實施相同操作。 6. 檢量線之製作：附錄 3 表 1 之每一種釩含量範圍準備 6 個 PTFE 製燒杯 (100mL)，各秤取氧化鐵 ( )第 2.(7)節 2.0g，移入其中。然後依附錄 3 表 1 所規定之釩標準溶液添加量，添加釩標準溶液。以下依第 4.1(2) 4.2 節之

26、步驟與試樣並行操作，製作所得吸光度與釩量之關係線，將此關係線平行移動使通過原點，作為檢量線。 10 CNS 5376-18 , M 3014-18 附錄 3 表 1 釩標準溶液添加量 釩含量 %(m/m) 釩標準溶液 釩標準溶液添加量 mL 0.001 以上，未滿 0.01 B第 2.(16)節 0,1,3,5,7,10 0.01 以上， 0.05 以下 A第 2.(15)節 0,1,2,3,4,5 7. 計算 (1) 釩含量之計算：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釩量，依下式算出試樣中之釩含量。 100mAAV21= 式中， V：試樣中之釩含量 %(m/m

27、) A1：試樣溶液中之釩檢測量 (g) A2：空白試驗溶液中之釩檢測量 (1)(g) m：試樣秤取量 (g) 註 (1) 使用於空白試驗之氧化鐵 ( )中含有釩時，將所秤取氧化鐵 ( )中之釩量減掉。 (2)氧化釩含量之計算：依下式自釩含量算出試樣中之氧化釩含量。 V2O5=1.7851V 式中， V2O5：試樣中之氧化釩含量 %(m/m) V：與第 7(1)節相同 8. 許可差：依附錄 3 表 2 之規定。 附錄 3 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) 0.0178 (釩含量 )+0.00012 2.8 0.0229 (釩含量 )+0.00

28、022 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，係使用釩含量 0.002%(m/m)以上， 0.045%(m/m)以下之試樣求得者。 11 CNS 5376-18 , M 3014-18 引用標準： CNS 5376 鐵礦石分析法通則 相對應國際標準 ISO 9683:1991 Iron ores-Determination of vanadium content-BPHA spectrophotomet-ric method. ISO 9684:1991 Iron ores-Determination of vanadium content-Flame atomic absorption spectrometric methods