CNS 5376-3-2002 Iron oresMethod for determination cobalt content《铁矿石钴定量法》.pdf

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1、1 鐵礦石鈷定量法 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 5376-3 M3014-3 經濟部標準檢驗局印行 公布日期 修訂公布日期 91年8月7日 年月日 (共11頁) Iron oresMethods for determination of cobalt content 1. 適用範圍：本標準規定鐵礦石中鈷之定量方法。 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：鈷之定量方法，依下列方法中之一種。 (1) 2-亞硝基-1-萘酚萃取吸收光度分析法：本方

2、法適用於鈷含量0.001%(m/m)以上0.10%(m/m)以下之試樣，其定量方法，依附錄1之規定。 (2) 原子吸收光譜分析法：本方法適用於鈷含量0.01%(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。 (3) 鐵分離原子吸收光譜分析法：本方法適用於鈷含量0.001%(m/m)以上0.010%(m/m)下之試樣，其定量方法，依附錄3之規定。 2 CNS 5376-3 , M 3014-3 附錄 1 2-亞硝基 -1-萘酚萃取吸收光度分析法 1. 方法概要：以氫氯酸，硝酸及過氯酸分解試樣，加熱蒸發使發生過氯酸白煙。溶解可溶性鹽類後過濾之。以氫氟酸處理殘渣後，以二硫酸

3、鈉熔融，併入於濾液。使此溶液為氨鹼性，加 2-亞硝基 -1-萘酚 (2-Nitroso-1-naphthol)使生成與鈷之錯合物，以二甲苯 (Xylene)萃取後，測定其吸光度。 2. 試藥 (1) 氫氯酸 (2) 氫氯酸 (5+1， 1+2， 1+10， 2+100) (3) 硝酸 (4) 氫氟酸 (5) 硫酸 (1+1) (6) 過氯酸 (7) 過氧化氫 (1+9) (8) 氫氧化鈉溶液 (40g/L) (9) 氨水 (1+2) (10) 氧化鐵 (III)：儘可能為高純度之氧化鐵 (III)，不含鈷或鈷含量儘可能低且已知者。 (11) 二硫酸鈉 (12) 檸檬酸溶液：溶解一水合檸檬酸 5

4、0g 於水，加水使液量為 100mL。 (13) 2-亞硝基 -1-萘酚溶液：加氫氧化鈉溶液 (40g/L)8 滴及水 1 mL 於 2-亞硝基 -1-萘酚 0.05g，溶解後加水使液量為 100 mL。 (14) 二甲苯 (15) 鈷標準溶液 (10 g Co/mL)：秤取鈷 99.9%(m/m)以上 0.100g，移入燒杯 (200 mL)中，覆蓋錶玻璃，以硝酸 (1+1)10 mL 及過氯酸 5 mL 分解後，加熱蒸發之。使發生濃厚之白煙後，冷卻至常溫，使用水將溶液洗移至 1000 mL 之量瓶，加水至標線，作為原液 (100 g Co/mL)。每次使用時，用水將此原液之必要量正確稀釋成

5、 10 倍，作為鈷標準溶液。 3. 試樣稱取量：依附錄 1 表 1 之規定。 附錄 1 表 1 試樣秤取量 鈷含量 % (m/m) 試樣秤取量 g 0.001 以上，未滿 0.025 1.0 0.025 以上， 0.10 以下 0.25 4. 操作 4.1 試樣溶液之調製 3 CNS 5376-3 , M 3014-3 (1) 秤取試樣，移入燒杯 (300mL)中。 (2) 覆蓋錶玻璃加氫氯酸 20 mL，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，再移到高溫部分加熱至即將煮沸之狀態並維持約 10分鐘以分解之。然後加硝酸 5 mL 及過氯酸 15 mL，繼續加熱

6、蒸發。在燒杯內部開始發生白煙，內部變成透明，最後以過氯酸蒸氣沿燒杯內壁逆流之狀態加熱約 5 分鐘放冷之。加溫水 50 mL，加熱溶解可溶性鹽類 (1)後，使用濾紙（ II種 F 級）及少量濾紙漿過濾不溶解殘渣，以套橡膠管之玻璃棒將燒杯內部附著物擦落並全部洗移至濾紙上，以加熱至約 40 60之溫氫氯酸 (2+100)洗滌至看不出有氯化鐵 (III)之黃色，再以溫水洗滌至檢不出有酸。將濾液及洗液收集於燒杯 (300 mL)，作為主液保存。 註 (1)試樣含鉻時，溶解後滴加過氧化氫 (1+9)將鉻還原，煮沸片刻，以分解過剩之過氧化氫。 (3) 將不溶解殘渣 (2)連濾紙一起移入鉑坩堝 (30 號 )

7、中，乾燥後灼熱灰化並放冷之。以硫酸 (1+1)2 3 滴潤濕灼熱殘渣，加氫氟酸約 5 mL，和緩加熱使二氧化矽及硫酸揮發。放冷後，加二硫酸鈉 2.0g(3)，加蓋後首先徐徐加熱，逐漸提高溫度，加熱至暗紅熱狀以熔融殘渣。放冷後將鉑坩堝直接放入第 4.1(2)節所保存之主液中，和緩加熱溶解熔融生成物後，以溫水洗滌鉑坩堝並取出之，將此溶液加熱蒸發使液量為約 70 mL，冷卻至常溫後，使用水將溶液洗移至 100 mL 之量瓶，加水至標線。 註 (2)預先知道不溶解殘渣少，且其中不含鈷時，可省略殘渣處理。 (3) 二硫酸鈉 2.0g 為不夠時，可使用 3.0g，此時檢量線溶液亦須調製成含有相同量之二硫酸

8、鈉。 4.2 顯色 (1) 依附錄 1 表 2 之規定量，自第 4.1(3)節所得之試樣溶液分取 (4)後，移入燒杯(200 mL)內，加水使液量為約 25 mL。 (2) 加檸檬酸溶液第 2.(12)節 4 mL，使用 pH 計，以氨水 (1+2)與氫氯酸 (1+2)調節 pH 在 6.5 7.0 之範圍。使用水將此溶液洗移至分液漏斗 (100 mL)，加水使液量為 50 mL，冷卻至常溫。正確加 2-亞硝基 -1-萘酚溶液第 2.(13)節5 mL 並搖動混合，放置 5 分鐘以上後，正確加二甲苯 20 mL，加栓塞劇烈搖動混合約 30 秒鐘。靜置片刻使分離為兩層後，捨棄下層之水相，加氫氯酸

9、(5+1)10 mL，再劇烈搖動混合約 30 秒鐘。 (3) 靜置後捨棄下層之水相，加水 5 mL，輕輕搖動混合，捨棄下層之水相。然後加氫氧化鈉溶液 5 mL，劇烈搖動混合約 10 秒鐘，靜置後捨棄下層之水相。反覆實施此洗滌操作至氫氧化鈉溶液所造成水相之黃色著色消失為止。水相不再有黃色著色後，再以氫氯酸 (1+10)5 mL 洗滌 1 次，捨棄下層之水相。 註 (4)所分取之溶液中最多有錳 5mg，銅 0.2mg，鎳 5mg，鉻 (III)10mg，鉬 5mg，釩 3mg 之共存，亦不致於有干擾。 4 CNS 5376-3 , M 3014-3 附錄 1 表 2 試樣分取量 鈷含量 % (m/

10、m) 試樣溶液分取量 mL 0.001 以上，未滿 0.01 25 0.01 以上， 0.1 以下 10 4.3 吸光度之測定：使用乾濾紙（ II 種 E 級），將第 4.2(3)節所得之有機相過濾於已乾燥之燒杯 (50 mL)，捨棄少量初濾液，取後續之濾液一部分於光度計之吸收槽 (10mm)，以二甲苯為參比液，測定於波長 370nm 附近之吸光度。 5. 空白試驗：秤取與試樣相同量之氧化鐵 (III)第 2.(10)節，以替代試樣，移入燒杯 (300 mL)內。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 1 表 3 所規定之每一種鈷含量範圍，

11、各準備 6 個燒杯 (200 mL)，依附錄 1 表 1 之規定，分別秤取氧化鐵 (III) 第 2.(10)節移入其中，依第 4.1(2)及 (3)節之步驟操作。依附錄 1 表 2 之規定量自此溶液分取並移入燒杯 (200 mL)內，再依附錄 1 表 3 之規定量正確加鈷標準溶液 第 2.(15)節 後，加水使液量為 25 mL。以下，依第 4.2(2) 4.3 節之步驟操作並測定吸光度，製作所得吸光度與鈷量之關係線，將其平行移動使通過原點後作為檢量線。 附錄 1 表 3 鈷標準溶液添加量 鈷含量 % (m/m) 鈷標準溶液第 2(15)節添加量 mL 0.001 以上，未滿 0.01 0,

12、 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5 0.01 以上，未滿 0.025 0, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5 0.025 以上， 0.10 以下 0, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5 7. 計算 (1) 鈷含量之計算：自第 4.3 及 5 節所得之吸光度與第 6 節所製作之檢量線求鈷量，依下式算出試樣中之鈷含量。 100BmAACo21= 式中， Co：試樣中之鈷含量 %(m/m) A1：所分取試樣溶液中之鈷檢測量 (g) A2：所分取空白試驗溶液中之鈷檢測量 (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

13、空白試驗之氧化鐵 (III)中含有鈷時，應減去所秤取氧化鐵 (III)中之鈷量。 (2) 氧化鈷含量之計算：試樣中之氧化鈷含量，依下式自鈷含量算出之。 CoO=1.271 Co 5 CNS 5376-3 , M 3014-3 式中， CoO：試樣中之氧化鈷含量 %(m/m) Co：與第 7.(1)節相同 8. 許可差：依附錄 1 表 4 之規定。 附錄 1 表 4 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)0.0098(鈷含量 ) 0.0001 D(n)0.0160(鈷含量 ) 0.0002 備考： n=2 時， D(n)=2.8 參考：本許可差，係使用鈷

14、含量 0.002%(m/m)以上 0.023%(m/m)以下之試樣求得者。 6 CNS 5376-3 , M 3014-3 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，蒸發至乾涸後，溶解於氫氯酸，過濾之。以氫氟酸處理殘渣後，加二硫酸鉀熔融並併入濾液。使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 (1+1， 2+100) (3) 硝酸 (4) 氫氟酸 (5) 硫酸 (1+1) (6) 氧化鐵 (III)：儘可能為高純度之氧化鐵 (III)，不含鈷或鈷含量為儘可能低且已知者。 (7) 二硫酸鉀 (8) 鈷標準

15、溶液 (100 gCo/mL)：秤取鈷 99.9%(m/m)以上 1.000g，移入燒杯 (200 mL)內，覆蓋錶玻璃，以硝酸 (1+1)30 mL 和緩加熱分解，繼續加熱 驅出氮化合物等。冷卻至常溫，使用水將溶液洗移至 1000 mL 之量瓶，加水至標線作為原液(1mgCo/mL)。每次使用時，以水將此原液正確稀釋成 10 倍，作為鈷標準溶液。 3. 試樣稱取量： 1.0g 4. 操作 4.1 試樣溶液之調製 (1) 秤取試樣，移入燒杯 (300mL)內。 (2) 覆蓋錶玻璃，加氫氯酸 30 mL，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

16、至即將煮沸之狀態並維持約10 分鐘，以分解之。然後加硝酸 5 mL 將鐵等氧化，繼續加熱蒸發至即將乾涸。放冷後，加氫氯酸 10mL，再加熱至乾涸。放冷後加氫氯酸 (1+1)20 mL加熱溶解可溶性鹽類後，加溫水約 50 mL 搖動混合之。使用濾紙（ II 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將燒杯內部附著物擦落並全部洗移至濾紙上，以加熱至約 40 60之溫氫氯酸 (2+100)將濾紙洗滌至看不出有氯化鐵 (III)之黃色，再以溫水洗滌至檢不出有酸。將濾液及洗液收集於燒杯 (300 mL)，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

17、)中，乾燥後灼熱灰化並放冷之。以硫酸 (1+1)2 3 滴潤濕灼熱殘渣，加氫氟酸約 5 mL，和緩加熱使二氧化矽及硫酸揮發。放冷後，加二硫酸鉀 2.0g(1)，加蓋後首先徐徐加熱，逐漸提高溫度，加熱至坩鍋呈暗紅熱狀以熔融殘渣。放冷後將鉑坩堝直接放入第 4.1(2)節所保存之主液中，加氫氯酸 5 mL，和緩加熱溶解熔融生成物後，以溫水洗滌鉑坩堝並取出。 7 CNS 5376-3 , M 3014-3 註 (1)二硫酸鉀 2.0g 為不夠時，可使用 3.0g，此時檢量線溶液亦須調製成含有相同量之二硫酸鉀。 4.2 吸光度之測定：將第 4.1(4)節所得試樣溶液 (2)之一部分，噴霧於已使用水調整零

18、點之原子吸收光譜分析儀空氣乙炔火焰中，測定於波長 240.7nm 之吸光度。 註 (2) 試樣溶液中生成沈澱物時，使用試樣溶液之上澄液，或以乾濾紙過濾所得之濾液。 5. 空白試驗：秤取與試樣相同量之氧化鐵 (III)第 2.(6)節 ，以替代試樣移入燒杯 (300 mL)內。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 6 個燒杯 (300 mL)，分別秤取氧化鐵 (III)第 2.(6)節 1.000g移入其中。然後，依附錄 2 表 1 之規定正確加鈷標準溶液第 2.(8)節。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

19、與鈷量之關係線，將其平行移動使通過原點後作為檢量線。 附錄 2 表 1 鈷標準溶液添加量 鈷含量 % (m/m) 鈷標準溶液第 2(8)節添加量 mL 0.01 以上 0.10 以下 0, 2, 4, 6, 8, 10 7. 計算 (1) 鈷含量之計算：自第 4.2 及 5 節所得之吸光度與第 6 節所製作之檢量線求鈷量，依下式算出試樣中之鈷含量 100mAACo21= 式中， Co：試樣中之鈷含量 %(m/m) A1：試樣溶液中之鈷檢測量 (g) A2：空白試驗溶液中之鈷檢測量 (3)(g) m：試樣秤取量 (g) 註 (3)使用於空白試驗之氧化鐵 (III)中含有鈷時，應減去所秤取氧化鐵

20、(III)中之鈷量。 (2) 氧化鈷含量之計算：試樣中之氧化鈷含量，依下式自鈷含量算出之。 CoO=1.271 CO 式中， CoO：試樣中之氧化鈷含量 %(m/m) Co：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)0.0061(鈷含量 ) 0.0001 D(n)0.0193(鈷含量 ) 0.0013 8 CNS 5376-3 , M 3014-3 備考： n=2 時， D(n)=2.8 參考：本許可差，係使用鈷含量 0.003%(m/m)以上 0.024%(m/m)以下

21、之試樣求得 者。 9 CNS 5376-3 , M 3014-3 附錄 3 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，蒸發至乾涸後，以氫氯酸溶解，過濾之。以氫氟酸處理殘渣後，使用二硫酸鉀熔融並併入濾液。以 4- 甲基 -2- 戊酮(4-methyl-2-pentanone)將此溶液中之鐵萃取去除後，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 (III)：儘可能為高純度之氧化鐵 (III)，不含鈷，或

22、鈷含量為儘可能低且已知者。 (7) 二硫酸鉀 (8) 4-甲基 -2-戊酮 (9) 鈷標準溶液 (10 gCo/mL)：秤取鈷 99.9%(m/m)以上 1.000g，移入燒杯 (200 mL)內，覆蓋錶玻璃，加硝酸 (1+1)30 mL 和緩加熱分解，繼續加熱，以驅出氮氧化物等。冷卻至常溫後，使用水將溶液洗移至 1000 mL 之量瓶內，加水至標線作為原液 (1mgCo/mL)。每次使用時，以水將此原液之必要量正確稀釋成 100 倍，作為鈷標準溶液。 3. 試樣稱取量： 1.0g 4. 操作 4.1 試樣溶液之調製 (1) 秤取試樣，移入燒杯 (300mL)內。 (2) 覆蓋錶玻璃，加氫氯酸

23、 30 mL，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沸之狀態並維持約10 分鐘，以分解之。然後，加硝酸 5 mL 將鐵等氧化，繼續加熱蒸發至即將乾涸。 放冷後，加氫氯酸 10mL，再加熱至乾涸。放冷後，加氫氯酸 (1+1)20 mL 加熱溶解可溶性鹽類後，加溫水約 50 mL 搖動混合之。使用濾紙（ II 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將燒杯內部附著物擦落並全部洗移至濾紙上，以加熱至約 40 60之溫氫氯酸 (2+100)將濾紙洗滌至看不出有氯化鐵 (III)之黃色，再以溫水洗滌至檢不出有酸。 將濾液及

24、洗液收集於燒杯 (300 mL)，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 )中，乾燥後，灼熱灰化並放冷之。以硫酸 (1+1)2 3 滴潤濕灼熱殘渣，加氫氟酸約 5 mL，和緩加熱使二氧 10 CNS 5376-3 , M 3014-3 化矽及硫酸揮發。放冷後，加二硫酸鉀 2.0g(2)，加蓋後首先徐徐加熱，逐漸提高溫度，加熱至暗紅熱狀以熔融殘渣。放冷後，將鉑坩堝直接放入第 4.1(2)節所保存之主液中，加氫氯酸 5 mL，和緩加熱溶解熔融生成物後，以溫水洗滌鉑坩堝並取出。 (4) 將第 4.1(3)節所得之溶液再加熱蒸發至即將乾涸。加氫氯酸 (10+6

25、)15mL 溶解鹽類後，移入分液漏斗 (200 mL)中。以氫氯酸 (10+6)15mL 洗滌燒杯內壁並將洗液加入分液漏斗。加 4-甲基 -2-戊酮 50 mL 於分液漏斗，劇烈搖動混合 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 (200 mL)中。加氫氯酸 (10+6)10 mL 於上層之 4-甲基 -2-戊酮相，劇烈搖動混合 1 分鐘後靜置之。分離為兩層後將下層之水相併入先前之分液漏斗。然後加 4-甲基-2-戊酮 50 mL，劇烈搖動混合 1 分鐘後靜置之。分離為兩層後，將下層之水相移入原來之燒杯。加氫氯酸 (10+6)10 mL 於上層之 4-甲基 -2-戊酮相，劇烈

26、搖動混合 1 分鐘靜置之。分離為兩層後將下層之水相併入原來之燒杯中。 (5) 加硫酸 (1+1)5 mL 於第 4.1(4)節所得之溶液，覆蓋錶玻璃，加熱使大部分之4-甲基 -2-戊酮揮發後，加硝酸 5 mL 繼續加熱，使發生硫酸白煙約 2 分鐘 (3)。放冷後，加少量水並和緩加熱溶解鹽類。冷卻至常溫後，使用水洗移至 50 mL之量瓶，加水至標線。 註 (2)二硫酸鉀 2.0g 為不夠時，可使用 3.0g，此時檢量線溶液亦須調製成含有相同量之二硫酸鉀。 (3)溶液因有機物而著色時，稍放冷後，加硝酸 1 mL 後再加熱，使發生白煙持續加熱約 2 分鐘。 4.2 吸光度之測定：將第 4.1(5)節

27、所得試樣溶液 (4)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 240.7nm 之吸光度。 註 (4)試樣溶液生成沈澱時，使用試樣溶液之上澄液，或以乾濾紙過濾所得之濾液。 5. 空白試驗：秤取與試樣相同量之氧化鐵 (III)第 2.(6)節，以替代試樣，移入燒杯(300 mL)內。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 6 個燒杯 (300 mL)，分別秤取氧化鐵 (III) 第 2.(6)節 1.000g移入其中。然後依附錄 3 表 1 之規定，正確加鈷標準液第 2.(9)節。以下依第4.1(2) 4.

28、2 節之步驟，與試樣並行操作，製作所得吸光度與鈷量之關係線，將其平行移動使通過原點後，作為檢量線。 附錄 3 表 1 鈷標準溶液添加量 鈷含量 % (m/m) 鈷標準溶液第 2(9)節添加量 mL 0.001 以上 0.010 以下 0, 2, 4, 6, 8, 10 7. 計算 (1) 鈷含量之計算：自第 4.2 及 5 節所得之吸光度與第 6 節所製作之檢量線求鈷量， 11 CNS 5376-3 , M 3014-3 依下式算出試樣中之鈷含量 100mAACo21= 式中， Co：試樣中之鈷含量 %(m/m) A1：試樣溶液中之鈷檢測量 (g) A2：空白試驗溶液中之鈷檢測量 (5)(g)

29、 m：試樣秤取量 (g) 註 (5)使用於空白試驗之氧化鐵 (III)中含有鈷時，應減去所秤取氧化鐵 (III)中之鈷量。 (2) 氧化鈷含量之計算：試樣中之氧化鈷含量，依下式自鈷含量算出之。 CoO=1.271 Co式中， CoO：試樣中之氧化鈷含量 %(m/m) Co：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)0.0166(鈷含量 ) 0.00009 D(n)0.0495(鈷含量 ) 0.00015備考： n=2 時， D(n)=2.8 參考：本許可差，係使用鈷含量 0.0004%(m/m)以上 0.0061%(m/m)以下之試樣求得 者。 引用標準： CNS 5376 鐵礦石分析法通則