CNS 5376-23-2003 Iron ores－Methods for determination of bismuth content《铁矿石－铋定量法》.pdf

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1、1 鐵礦石鉍定量法 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 5376-23 M3014-23 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 7 頁) Iron ores Methods for determination of bismuth content 1. 適用範圍：本標準規定鐵礦石中鉍之定量方法。 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：鉍定量方法依下列方法中之一種。 (1) 鐵分離碘化物萃取吸

2、收光度分析法：本方法適用於鉍含量 0.002%(m/m)以上，0.10%(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：本方法適用於鉍含量 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 5376-23 , M 3014-23 附錄 1 鐵分離碘化物萃取吸收光度分析法 1. 方法概要：以氫氯酸分解試樣，並以硝酸將鐵等氧化後過濾之。以二硫酸鈉將殘渣熔融，併入濾液。使用 4-甲基 -2-戊酮將鐵萃取去除， 使成硫酸溶液後，加碘化鉀。以 1-戊醇 (1-pentanal)將所生成之碘化鉍萃取，測定其吸光度

3、。 2. 試藥 (1) 氫氯酸 (2) 氫氯酸 10+6(1)， 1+4， 1+10 註 (1) 因使用於溶劑萃取，須正確調製。 (3) 硝酸 (4) 氫氟酸 (5) 硫酸 (1+1， 1+2) (6) 氧化鐵 ( )：係儘可能高純度之氧化鐵 ( )，不含鉍，或鉍含量儘可能低且已知者。 (7) 碘化鉀溶液 (100g/L) (8) 次磷酸鈉溶液：溶解水合次磷酸鈉 25g 於水，加水使液量為 100mL。 (9) 二硫酸鈉 (10) 硫醇基乙酸 (Mercaptoacetic acid)溶液 (30g/L) (11)1-戊醇 (12) 4-甲基 -2-戊酮 (13) 鉍標準溶液 A(100 g

4、Bi/mL)：秤取鉍純度 99.9%(m/m)以上 0.100g，移入燒杯 (200mL)，加硫酸 (1+1)20mL 加熱分解，繼續加熱蒸發至發生硫酸白煙。冷卻至常溫後，使用水將溶液洗移至 1000mL 之量瓶，加水至標線，作為鉍標準溶液 A。 (14) 鉍標準溶液 B(20 g Bi/mL)：以水將必要量之鉍標準溶液 A 正確稀釋成 5 倍，作為鉍標準溶液 B。 3. 試樣秤取量：依附錄 1 表 1 之規定秤取試樣。 附錄 1 表 1 試樣秤取量 鉍含量 %(m/m) 試樣秤取量g 0.002 以上，未滿 0.05 1.0 0.05 以上， 0.10 以下 0.50 3 CNS 5376-

5、23 , M 3014-23 4. 操作 4.1 試樣溶液之調製 (1) 秤取試樣移入燒杯 (300mL)。 (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 )保特約 1 小時後，移至高溫部分加熱至即將煮沸並保持此狀態約 10分鐘，以分解之。然後加硝酸 5mL 而將鐵等氧化，繼續加熱蒸發使液面產生皮膜。加氫氯酸 (1+4)20mL，溶解後使用濾紙 ( 種 F 級 ) 過濾於燒杯(300mL)，以溫氫氯酸 (1+10)洗滌數次，再以溫水洗滌至檢不出有酸。將濾液與洗液收集於燒杯 (300mL)，作為主液保存。 (3) 將不溶解殘渣 (2)連濾紙一起移入鉑

6、坩堝 (30 號 )，經乾燥、灼熱灰化後放冷。以硫酸 (1+1)潤濕此灼熱殘渣，加氫氟酸 5mL，和緩地加熱使二氧化矽與硫酸揮發。放冷後加二硫酸鈉約 3g，加蓋，首先緩慢加熱，逐漸提高溫度而於暗紅熱狀加熱熔融殘渣。於冷後將鉑坩堝放入第 4.1(2)節所得之主液中，而將熔融生成物溶解。以溫水將鉑坩堝洗滌後取出。將此溶液加熱濃縮至液量約為 10 mL 冷卻之。 註 (2) 不溶解殘渣少且已知其中不含鉍時，亦可省略第 4.1(3)節之殘渣處理操作，而捨棄不溶解殘渣。省略第 4.1(3)節之操作時，在第 4.1(2)節之操作後，將主液加熱濃縮至液量為約 10mL，冷卻之。 4.2 鐵之萃取分離：使用氫

7、氯酸 (10+6)40mL 將第 4.1 節所得之試樣溶液洗移至分液漏斗 (200mL)。加 4-甲基 -2-戊酮 40mL，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。捨棄有機層。加硫酸 (1+2)25mL 於燒杯，加熱蒸發使發生硫酸白煙。放冷後加少量水並加熱溶解鹽類，冷卻至常溫。使用水將此溶液洗移至 50mL 之量瓶，加水至標線。 4.3 顯色：自第 4.2 節所得之溶液分取 25mL，移入分液漏斗 (100mL)，加碘化鉀溶液 2mL 及次磷酸鈉溶液第 2(8)節 (3)10mL 搖動混合，靜置約 20 分鐘使游離碘消失後，正確加 1-戊醇 10 20mL 之一定量，劇烈

8、搖動混合約 1 分鐘。靜置後捨棄下層之水相。 註 (3) 亦可使用硫醇基乙酸溶液 10 mL，以替代次磷酸鈉溶液第 2.(8)節 4.4 吸光度之測定：使用乾濾紙 (種 E 級 )將第 4.3 節所得之有機相過濾，將其一部分移入光度計之吸收槽 (10mm)，以 1-戊醇為參比液，測定波長 340nm(4)附近之吸光度。 註 (4) 因裝置之緣故， 340nm 附近之測定有困難時，亦可以 465nm 附近測定。 5. 空白試驗：秤取與試樣秤取量相同量之氧化鐵 ( )第 2.(6)節以替代試樣，移入燒杯 (300 mL)。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

9、量線之製作：附錄 1 表 2 之每一種鉍含量範圍準備 7 個燒杯 (300 mL)，分別秤取與附錄 1 表 1 之試樣秤取量相同量之氧化鐵 ( )第 2.(6)節移入其中。然後依附錄 1 表 2 之鉍標準溶液添加量，正確加鉍標準溶液。以下依第 4.1(2) 4.4 節之步4 CNS 5376-23 , M 3014-23 驟與試樣並行操作，製作所得吸光度與鉍量之關係線，將此關係線平行移動使通過原點作為檢量線。 附錄 1 表 2 鉍標準溶液添加量 鉍含量 %(m/m) 所使用之鉍標準溶液 鉍標準溶液添加量 mL 0.002 以上，未滿 0.05 B第 2.(14)節 0,1,3,5,10,15,

10、20 0.05 以上， 0.10 以下 A第 2.(13)節 0,1,2,4,6,8,10 7. 計算 (1) 鉍含量之計算：自第 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鉍量，依下式算出試樣中之鉍含量。 100BmAABi21= 式中， Bi ：試樣中之鉍含量 %(m/m) 1A ：所分取試樣溶液中之鉍檢測量 (g) 2A ：所分取空白試驗溶液中之鉍檢測量 (5)(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 (5) 使用於空白試驗之氧化鐵 ( )中含有鉍時，將分取空白試驗溶液所含氧化鐵 ( )中之鉍量減掉。 (2) 氧化鉍含量之計算：依下式自鉍

11、含量算出試樣中之氧化鉍含量。 Bi2O3=1.115Bi 式中， Bi2O3：試樣中之氧化鉍含量 %(m/m) Bi：與第 7.(1)節相同。 8.許可差：依附錄 1 表 3 之規定。 附錄 1 表 3 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) 0.0139(鉍含量 )+0.0004 D(n) 0.0248(鉍含量 )+0.0007 n=2 時， D(n)=2.8 參考：本許可差係使用鉍含量 0.006%(m/m)以上， 0.06%(m/m)以下之試樣求得者。 5 CNS 5376-23 , M 3014-23 附錄 2 鐵分離原子吸收光譜分析法 1. 方

12、法概要：以氫氯酸、硝酸及過氯酸分解試樣，過氯酸白煙處理後，以氫氯酸與水溶解可溶性鹽類，過濾之。殘渣經氫氟酸處理後併入濾液。使用 4-甲基 -2-戊酮將鐵萃取去除後。實施過氯酸白煙處理。將此溶液噴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 註 (1)因使用於溶劑萃取時，須正確調製。 (3) 硝酸 (4) 過氯酸 (5) 氫氟酸 (6) 氧化鐵 ( )：係儘可能高純度之氧化鐵 ( )，不含鉍，或鉍含量儘可能低且已知者。 (7) 4-甲基 -2-戊酮 (8) 鉍標準溶液 A(100gBi/mL)：秤取鉍純度

13、 99.9%(m/m)以上 0.100g，移入燒杯 (200mL)，加硫酸 (1+1)20mL 加熱分解，繼續加熱蒸發至發生硫酸白煙。冷卻至常溫後，使用水將溶液洗移至 1000mL 之量瓶，加水至標線，作為鉍標準溶液 A。 (9) 鉍標準溶液 B(10gBi/mL)：以水將鉍標準溶液 A 之必要量正確稀釋成 10 倍，作為鉍標準溶液 B。 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)。 (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 )，保持約 1 小時後，移至高溫部分加熱至即將煮準並維持

14、此狀態約10 分鐘以分解之。然後加硝酸 5mL 將鐵等氧化，加過氯酸 15mL，繼續加熱使發生白煙。若鹽類開始析出，停止加熱。放冷後，加氫氯酸 (1+1)5 mL及溫水約 20 mL，加熱溶解可溶性鹽類，使用濾紙 (種 F 級 )與少量濾紙漿過濾不溶解體渣，以套橡膠管之玻璃棒擦拭燒杯內壁，並將附著物移至濾紙上。以溫氫氯酸 (2+100)洗滌濾紙，直至濾紙上看 不出有氯化鐵 ( )之黃色，再以溫水洗滌至洗液中檢不出有酸。將濾液及洗液收集於燒杯 (300mL)，加熱濃縮後，作為主液保存。 (3) 將不溶解殘渣連濾紙一起移入鉑坩堝 (30 號 )，乾燥後儘可能以低溫 (2)灰化後，放冷之。以過氯酸

15、2 mL 潤濕殘渣，加硝酸 3mL 及氫氟酸約 5mL，和緩6 CNS 5376-23 , M 3014-23 地加熱使發生過氯酸白煙，以去除二氧化矽，硝酸及氫氟酸，並蒸發至幾乎乾涸。放冷後，加氫氯酸 (1+1)5mL 將鹽類加熱溶解，併入第 4.1(2)節所保存之主液。以水洗滌鉑坩堝內，將洗液併入主液。再將此溶液加熱蒸發使發生白煙，繼續蒸發至鹽類開始析出。 註 (2) 700以下為宜。 4.2 鐵之萃取分離：將第 4.1 節所處理之鹽類冷卻後，以氫氯酸 (10+6)15mL 溶解之。然後以氫氯酸 (10+6)25mL 將溶液洗移至分液漏斗 (200mL)，保存燒杯。加 4-甲基 -2-戊酮

16、50mL 於分液漏斗，劇烈搖動混合約 1 分鐘。靜置至分離為兩層後，將下層之水相移入另一個分液漏斗 (200mL)。加氫氯酸 (10+6)10mL 於上層之有機相，搖動混合約 1 分鐘。靜置至分離為兩層後，將下層之水相併入先前之分液漏斗中水相。加 4-甲基 -2-戊酮 50mL 於合併後之水相，劇烈搖動混合約 1 分鐘。靜置至分離為兩層後，將水相移入所保存之燒杯。將此溶液和緩地加熱使大部分之 4-甲基 -2-戊酮揮發後，加硝酸 5mL，繼續加熱使發生過氯酸白煙，並濃縮至幾乎乾涸。放冷後加氫氯酸 (1+1)5mL，和緩地加熱溶解鹽類，冷卻至常溫。使用水將此溶液洗移至 50mL 之量瓶，加水至標線

17、。 4.3 吸光度之測定：將第 4.2 節所得溶液之一部分，噴霧於使用水調整零點之原子吸收光譜分析儀空氣乙炔火焰中，測定於波長 223.1nm 之吸光度。 5. 空白試驗：秤取與試樣秤取量相同量之氧化鐵 ( )，以替代試樣，移入燒杯 (300mL)。以下依第 4.1(2) 4.3 節之步驟，與試樣並行實施相同操作。 6. 檢量線之製作：附錄 2 表 1 之每一種鉍含量範圍準備 7 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 2 表 1 之規定正確加鉍標準溶液。以下依第 4.1(2) 4.3 節之步驟與試樣並行操作，製作所得吸光度與鉍量之關係線

18、，將此關係線平行移動使通過原點，作為檢量線。 附錄 2 表 1 鉍標準溶液添加量 鉍含量 %(m/m) 所使用之鉍標準溶液鉍標準溶液添加量 mL 0.001 以 上，未 滿 0.010 B第 2.(9)節 0,1,2,4,6,8,10 0.010 以上， 0.10 以下 A第 2.(8)節 0,1,2,4,6,8,10 7. 計算 (1) 鉍含量之計算：自第 4.3 節及第 5 節所得之吸光度與第 6.節所製作之檢量線求鉍量，依下式算出試樣中之鉍含量。 100mAAB21i= 式中，iB ：試樣中之鉍含量 %(m/m) 7 CNS 5376-23 , M 3014-23 1A ：試樣溶液中之鉍

19、檢測量 (g) 2A ：空白試驗溶液中之鉍檢測量 (3)(g) m：試樣秤取量 (g) 註 (3) 使用於空白試驗之氧化鐵 ( )中含有鉍時，將所秤取氧化鐵 ( )中之鉍量減掉。 (2) 氧化鉍含量之計算：依下式自鉍含量算出試樣中之氧化鉍含量。 Bi2O3=1.115Bi 式中， Bi2O3：試樣中之氧化鉍含量 %(m/m) Bi：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) 0.01415(鉍含量 )+0.00006 D(n) 0.01944(鉍含量 )+0.00025n=2 時， D(n)=2.8 參考：本許可差係使用鉍含量 0.0003%(m/m)以上， 0.04%(m/m)以下之試樣求得者。 引用標準： CNS 5376 鐵礦石分析法通則