CNS 5376-7-2002 Iron oresMethod for determination of silicon content《铁矿石硅定量法》.pdf
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1、1 鐵礦石矽定量法 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 5376-7 M3014-7 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14頁) Iron oresMethods for determination of silicon content 1. 適用範圍:本標準規定鐵礦石中矽之定量方法。 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:矽之定量方法,依下列方法中之一種。 (1) 二氧化矽重量法:本方法適用於矽含量0.2%(m/
2、m)以上,15%(m/m)以下之試樣,其定量方法,依附錄1之規定。 (2) 還原鉬矽酸鹽吸收光度分析法國際一致標準(ISO 2598-2):本方法適用於矽含量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 5376-7 , M 3014-7 附錄 1 二氧化矽重量法 1.方法概要:以氫氯酸、硝酸及過氯酸分解試樣,使發生過氯酸白煙後,溶解可溶性鹽類過濾之。使濾液再發生過氯酸白煙,濾出二氧化矽。以碳酸鈉熔融殘渣。以水及氫氯 酸溶解熔融生成物,而以過氯酸實施白煙處理,濾出二氧化矽。使濾液及洗液再發生過氯酸白煙,濾出二氧化矽。將前後共 3 次所得之含不純
3、物之二氧化矽合併後予以灼熱,秤量之。然後以氫氟酸處理,使二氧化矽揮發,秤其減量。 2. 試藥 (1) 氫氯酸 (2) 氫氯酸 (1+4, 1+10) (3) 硝酸 (4) 過氯酸 (5) 氫氟酸 (6) 硫酸 (1+1, 1+9) (7) 硫氰酸銨溶液(飽和) (8) 碳酸鈉(無水) (9) 硼酸 3. 試樣秤取量:依附錄 1 表 1 之規定。 附錄 1 表 1 試樣秤取量 矽含量 % (m/m) 試樣秤取量 g 0.2 以上,未滿 1 2.0 1 以上,未滿 5 1.0 5 以上, 15 以下 0.50 4. 操作 4.1 試樣之分解及二氧化矽之脫水處理:依下列步驟中之一種。 (1) 不含氟
4、之試樣:秤取試樣移入燒杯 (300mL)內,覆蓋錶玻璃,試樣每 1g 加氫氯酸 30mL,首先將燒杯置於加熱板周邊之低溫部( 60 100),保持約 1小時後,移至高溫部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 5mL 及過氯酸 30mL,再加硫酸 (1+9)1mL。繼續加熱蒸發,直至燒杯內部開始發生白煙,內部變成透明,最後幾乎所有之過氯酸蒸發出來。此時,不得使蒸發至乾涸。 (2) 含氟之試樣:秤取試樣移入四氟乙烯樹脂製燒杯 (300mL)內,覆蓋錶玻璃,試樣每 1g 加硼酸 0.8g 及氫氯酸 30mL。再加過氯酸 30mL 及硫酸 (1+9)1mL,首先將燒杯置於加熱
5、板周邊之低溫部( 60 100),保持約 1 小時後,移 3 CNS 5376-7 , M 3014-7 至高溫部加熱至即將煮沸之狀態並維持約 10 分鐘以分解之。繼續加熱蒸發,直至燒杯內部開始發生白煙,內部變成透明,最後幾乎所有之過氯酸蒸發出來。此時不得使蒸發至乾涸。 4.2 過濾:將第 4.1 節所得之鹽類放冷後,加氫氯酸 (1+4)50mL,將其偶而搖動混合之情形下加熱以溶解可溶性鹽類。立即以濾紙( II 種 G 級)過濾,使用套橡膠管之玻璃棒將附著於燒杯內壁之沈澱物擦落,並洗移至濾紙上。使用加熱至約40 60之溫氫氯酸 (1+10)將濾紙及沈澱物洗滌 2, 3 次,然後以溫水洗滌至濾液
6、檢不出有酸。將濾液及洗液收集於燒杯 (300mL),保存不溶解殘渣。 亦保存分解試樣所使用之燒杯。 4.3 二氧化矽之回收 (1):加過氯酸 10mL 及硫酸 (1+9)1mL 於第 4.2 節所得之濾液及洗液,加熱濃縮並繼續加熱至燒杯內部開始發生白煙,內部變成透明,最後使幾乎所有之過氯酸蒸發出來。此時不得使蒸發至乾涸。以下依第 4.2 節之步驟操作,將二氧化矽作為沈澱物回收保存,捨棄濾液及洗液。 註 (1) 對於如天然鐵礦石等,二氧化矽不會因酸分解而變成可溶性二氧化矽之試樣,可省略第 4.3 節之操作,但燒結礦等,須實施第 4.3 節之操作。 4.4 不溶解殘渣之處理 (1)將第 4.2 節
7、所保存之不溶解殘渣連濾紙(潮濕狀態)移入鉑坩堝( 30 號)內,緩慢加熱乾燥,並將濾紙炭化後,小心灼熱灰化之。放冷後加碳酸鈉(無水)2 3g 混合,並以 900 1000 熔融之。 放冷後,將鉑坩堝直接放入第 4.2 節所保存之燒杯中,加溫水約 60mL,立即逐次少量加氫氯酸共 10mL 溶解之。使用套橡膠管之玻璃棒,將鉑坩堝之附著物擦落,以溫水洗滌後取出之。 加過氯酸 30mL 及硫酸 (1+9)1mL,置於砂浴上加熱使發生濃厚之白煙,繼續加熱至內部變成透明,最後使幾乎所有之過氯酸蒸發出來。此時,不得使蒸發至乾涸。 (2) 將第 4.4(1)節所得之鹽類放冷後,加氫氯酸 (1+4)50mL,
8、偶而搖動混合之情形下,加熱至不致於煮沸之狀態,以溶解可溶性鹽類。立即以濾紙 II 種 G級過濾,使用套橡膠管之玻璃棒,將附著於燒杯內壁之二氧化矽擦落,並洗移至濾紙上。首先,以加熱至約 40 60之溫氫氯酸 (1+10)洗滌至洗液不再有鐵離子之反應 (2),再以溫水洗滌至檢不出洗液有酸。將濾液及洗液收集於燒杯 (500mL),保存沈澱物。 註 (2) 洗滌至取洗液 2 3 滴,加硫氰酸銨溶液,不再呈橙紅色。 (3) 加過氯酸 10mL 及硫酸 (1+9)1mL 於第 4.4(2)節所得之濾液及洗液,置於砂浴上加熱蒸發,再度使發生白煙,繼續加熱至幾乎所有之過氯酸蒸發出來。此時不得使蒸發至乾涸。以下
9、依第 4.4(2)節同樣操作,將二氧化矽作為沈澱物回收保存;捨棄濾液及洗液。 4.5 灰化及秤量:將第 4.3、 4.4(2)及 4.4(3)節所得之 3 個沈澱物 (3)連濾紙(潮濕狀態)移入鉑坩堝( 30 號)內,徐徐加熱乾燥,並將濾紙炭化後,小心灼熱灰化 4 CNS 5376-7 , M 3014-7 之。然後以 1100灼熱使成為恒量。置於乾燥器放冷至室溫,秤內有不純二氧化矽之鉑坩堝質量。 註 (3) 適用 (1)而省略第 4.3 節之操作時,沈澱物為 2 個。 4.6 氫氟酸處理及秤量:以硫酸 (1+1)潤濕第 4.5 節所得之不純二氧化矽,加氫氟酸約 5mL,小心加熱以免內容物飛散
10、,使二氧化矽及硫酸揮發。以 1100將此鉑坩堝灼熱至成為恒量,置於乾燥器內放冷至室溫,秤內有不純物之鉑坩堝質量。 5. 空白試驗:不使用試樣,依第 4.1 4.6 節之步驟,與試樣並行實施相同操作。 6. 計算 (1)矽含量之計算:自第 4.5 節所得之質量減去第 4.6 節所得之質量,求其減量。同樣求第 5 節之減量,依下式算出試樣中之矽含量。 10046740321= .mmmSi 式中, Si:試樣中之矽含量 %(m/m) m1:試樣之操作所得之減量 (g) m2:空白試驗所得之減量 (g) m3:試樣秤取量 (g) (2) 二氧化矽含量之計算:自矽含量,依下式算出試樣中之二氧化矽含量。
11、 Si139.2SiO2= 式中, SiO2:試樣中之二氧化矽含量 %(m/m) Si:與第 6.(1)節相同 7. 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) 0.0013(矽含量 ) 0.0150 D(n) 0.0048(矽含量 ) 0.0209 備考: n=2 時, D(n)=2.8 參考:本許可差,係使用矽含量 0.65%(m/m)以上, 11.0%(m/m)以下之試樣求得者。 5 CNS 5376-7 , M 3014-7 附錄 2 還原鉬矽酸鹽吸收光度分析法 1. 適用範圍:本附錄規定,依
12、還原鉬矽酸鹽吸收光度分析法,定量鐵礦石中矽之方法。 本方法適用於包括天然鐵礦石、鐵精礦及包括燒結礦之結塊礦,尤其是含氟鐵礦石且矽含量為 0.1 5.0%(m/m)之範圍者。 試樣中含有氟,亦不影響定量。 參考:本方法,亦可適用於硫化鐵煅燒礦、銹皮 (Scale)及礦屑 (Dust)或者將此粉狀物加工成團礦等之鐵原料。 2. 引用標準: 下列標準係引用於本附錄之條文中,故構成其規定之一部分。在本標準發行之時點,各標準之發行版標示皆為正確,惟因國際標準總會修訂,同意使用本標準之當事者,宜經常設法參照最新版之標準。 ISO 648 :1977 Laboratory glassware One mar
13、k pipettes ISO 1642 :1983 Laboratory glassware One mark volumetric flasks ISO 3082 :2000 Iron ores Sampling and sample preparation procedure ISO 7764 :1985 Iron ores Preparation of predried test samples for chemical analy-sis 3. 原理 使用四硼酸鈉或混合熔化劑(碳酸鹽及四硼酸鹽)將試樣熔融並分解,以稀硝酸處理。 加鉬酸銨於矽酸鹽,使其轉化為鉬矽酸錯合物,再以抗壞血酸還原
14、為鉬藍。 以波長約 600nm 測定鉬藍錯合物吸光度。 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 無水四硼酸鈉 (Na2B4O7) 4.2 硝酸鉀 (KNO3) 使用於第 7.4.1 節之備考 6。 4.3 混合熔化劑 將無水碳酸鈉 (Na2CO3)無水碳酸鉀 (K2CO3)之混合物 (1+1)100g,無水四硼酸鈉(第 4.1 節) 30g 及硝酸鉀(第 4.2 節) 0.5g 混合。 4.4 硝酸(密度 1.4g/mL)之稀釋液 1+9 4.5 七鉬酸六銨 (NH4)6Mo7O24 4H2O, 120
15、g/L 溶液 4.6 草酸 (C2H2O4 2H2O), 50g/L 溶液。 4.7 硫酸(密度 1.84g/mL)之稀釋液 1+3 4.8 抗壞血酸 (C6H8O6), 20g/L 溶液 本溶液,在使用當天調製之。 6 CNS 5376-7 , M 3014-7 4.9 過氧化氫, 3%(V/V)溶液 自過氫化氫 30%(V/V)調製稀釋液 (1+9)。 使用於第 7.4.1 節之備考 9。 4.10 矽標準溶液, 50 gSi/mL 以 1050將適當量之二氧化矽灼熱,冷卻後,秤取其 53.50.1mg 移入鉑坩堝內。加氧化鐵 (III) 400mg 及四硼酸鈉(第 4.1 節)或混合熔化
16、劑(第 4.3 節)4g,混合之。 將混合物徐徐加熱至 1100(參照第 7.4.1 節),使成為透明之熔融生成物。 冷卻後,溶解於硝酸(第 4.4 節) 200mL,將溶液移至 500mL 之量瓶,加水至標線,混合之。 參考:氧化鐵 (III)應使用矽含量 0.005%(m/m)以下者。 量瓶係使用塑膠製。 4.11 背景溶液 使用四硼酸鈉(第 4.1 節)或混合熔化劑(第 4.3 節) 4g 與氧化鐵 (III)400mg,依第 4.10 節所規定之步驟,與矽標準溶液(第 4.10 節)並行調製。惟不添加二氧化矽。 5. 裝置 使用包括 ISO 648 及 ISO 1042 所規定全量吸量
17、管 (One-mark pipette)與量瓶之通常分析器具及以下規定者。 5.1 鉑坩堝:容量 30mL 5.2 蒙孚爐 (Muffle furnace) :可昇溫至 1100者 5.3 分光光度計:適合於 600nm 附近之吸光度測定者 6.取樣及試樣 6.1 試驗室試樣 (Laboratory sample) 分析時,依 ISO 3082 之規定採取並調製,粒度為小於 100 m 之試驗室試樣,結合水或易氧化合物含量高於基準含量 (Significant contents)之鐵礦石時,使用粒度小於 160 m 之試樣。 備考 1. 關於結合水及易氧化化合物基準含量之準則,依 ISO 77
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