CNS 5376-9-2003 Iron ores─Method for determination of phosphorus content《铁矿石－磷定量法》.pdf

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1、1 鐵礦石磷定量法 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 5376-9 M3014-9 經濟部標準檢驗局印行 公布日期 修訂公布日期 92 年 6 月 10 日 年月日(共 7 頁) Iron ores Method for determination of phosphorus content 1. 適用範圍：本標準規定鐵礦石中磷之定量方法。 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：磷之定量方法如下。 鉬磷酸藍吸收光度分析法：本方法適用於磷含

2、量 0.002%(m/m)以上， 1.0%(m/m)以下之試樣，其定量方法依附錄之規定。 2 CNS 5376-9, M 3014-9 附錄 鉬磷酸藍吸收光度分析法 1. 方法概要：以氫氯酸、硝酸及過氯酸分解試樣過濾之。殘渣經氫氟酸處理後，以二硫酸鉀熔融，將熔融生成物溶解於氫氯酸，再使磷成為磷酸鐵而回收，並併入濾液。或者以過氧化鈉熔融試樣，並以溫水溶解熔融生成物，加硫酸後，以過氧化氫溶解之。使用亞硫酸氫鈉將此等溶液中之鐵等還原後，加七鉬酸六胺及硫酸 （+2 ） hydrazinium（+2 ） sulfate, N2H4 H2SO4使磷成為鉬磷酸藍，測定其吸光度。 2. 試藥 (1) 氫氯酸

3、(2) 氫氯酸（ 1+1） (3) 硝酸 (4) 過氯酸 (5) 氫氟酸 (6) 氫溴酸 (7) 硫酸（ 1+1） (8) 氨水 (9) 過氧化氫（ 1+9） (10) 過氧化鈉 (11) 亞硫酸氫鈉溶液（ 100g/L） (12) 二硫酸鉀 (13) 硫酸 （+2 ）硫酸溶液：加硫酸（ 1+1） 15mL 與水 75mL 於硫酸 （+2 ）溶液（ 1.5g/L） 10mL，搖動混合之。 (14) 顯色試藥溶液：每次使用時，將七鉬酸六銨溶液溶解四水合七鉬酸六銨 20g於溫水 100mL，加硫酸（ 1+1） 600mL，冷卻後加水使液量為 1000mL 25mL、硫酸 （+2）溶液（ 1.5g/

4、L） 10mL 及水 65mL 混合。 (15) 氯化鐵（）溶液：秤取高純度鐵 0.300g，移入燒杯（ 300mL）中，覆蓋錶玻璃，加氫氯酸 10mL 和緩地加熱分解之。加硝酸 3mL 以將鐵氧化後，加過氯酸5mL 並加熱蒸發，使充分發生白煙。放冷後，使用正確調製之氫氯酸（ 10+6）20mL 洗移至分液漏斗（ 100mL）。加 4-甲基 -2-戊酮 20mL 並劇烈搖動混合約 1分鐘，靜置後捨棄下層，加水 20mL 於分液漏斗，劇烈搖動混合約 1 分鐘，靜置後將下層移至燒杯（ 300mL）。再加水 5mL 於分液漏斗，同樣操作並將下層收集於同一燒杯。煮沸片刻後，加硝酸 5mL 與過氯酸 1

5、0mL 加熱蒸發，開始發生濃厚白煙後，予以放冷，加氫氯酸 10mL 加熱溶解，加硝酸數滴氧化之。煮沸後冷卻至常溫，使用水洗移至 100mL 之量瓶，加水至標線。 (16) 磷標準溶液 A（ 500gP/mL）：於 105使磷酸二氫鉀成恒量並置於乾燥器內放冷至常溫。秤取 2.1965g，溶解於水後，使用水洗移至 1000mL 之量瓶，加水至標線。 3 CNS 5376-9, M 3014-9 (17) 磷標準溶液 B（ 100gP/mL）：每次使用時以水將磷標準溶液 A 正確稀釋成 5倍。 (18) 磷標準溶液 C（ 10gP/mL）：每次使用時以水將磷標準溶液正確稀釋成 50倍。 3. 試樣秤

6、取量：依附錄表 1 之規定。 附錄表 1 試樣秤取量 試樣秤取量 g 磷含量 %(m/m) 酸分解法 鹼熔融法 0.002 以上，未滿 0.05 1.0 1.0 0.05 以上，未滿 0.2 0.50 1.0 0.2 以上，未滿 0.5 0.50 0.50 0.5 以上， 1.0 以下 0.25 0.25 4. 操作 4.1 試樣溶液之調製：依下列步驟中之一種。 (1) 酸分解法 (a) 秤取試樣移入燒杯（ 300mL），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煮沸並保持此狀態約 10 分鐘以分解之。然後加

7、硝酸5mL 及過氯酸 15mL，繼續加熱蒸發。在燒杯內部開始發生白煙，內部成為透明後，以過氯酸蒸氣沿燒杯內壁逆流之狀態加熱約 10 分鐘。放冷後，加溫水約 50mL 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，以溫水充分洗滌之。將濾液及洗液收集於燒杯（ 300mL），作為主液保存。 (b) 將不溶解殘渣連濾紙一起移入鉑坩堝（ 30 號），經乾燥及灼熱灰化後，放冷。以硫酸（ 1+1）潤濕此灼熱殘渣，加氫氟酸 5mL 和緩地加熱，使二氧化矽及硫酸揮發。放冷後，加二硫酸鉀約 3g，加蓋後首先緩慢加熱，逐漸提高溫度而於暗紅熱狀加熱使殘渣熔融。放冷後，將鉑坩堝放入燒杯（ 300mL），

8、加溫水約 30mL 及氫氯酸約 5mL 溶解鹽類。以水將鉑坩堝洗滌後取出。正確加氯化鐵（）溶液第 4.2(15)節 10mL，邊搖動混合邊逐次少量加氨水，至不再生成沈澱物並成為微鹼性時停止添加，煮沸約 2 分鐘後自熱源取下並靜置，使磷酸鐵、氫氧化鐵等之沈澱物生成。使用濾紙（種 E 級）過濾此沈澱物，以溫水洗滌之。捨棄此時之濾液及洗液。自濾紙上注入溫氫氯酸（ 1+1）約 10mL，以溶解沈澱物，將此溶液併入 (a)所保存之主液。將此溶液 (1)加熱濃縮並以濃厚之白煙沿燒杯內壁逆流之狀態加熱約 3 分鐘。放冷後，加溫水約 50mL 溶解鹽類。此時，若看出有不溶解殘渣，則使用濾紙（種 F 級）過濾，

9、以溫水充4 CNS 5376-9, M 3014-9 分洗滌之捨棄此時之不溶解殘渣。將濾液及洗液冷卻至常溫後，使用水洗移至 250mL 之量瓶，加水至標線。 註 (1) 附錄表 2 所分取之試樣溶液中，含有砷 0.10mg 以上時，加氫溴酸 5mL 於此溶液。 (2) 鹼熔融法 (a) 秤取試樣移入鎳坩堝（ 30mL） (2)中，加過氧化鈉 5g 並以鉑線充分混合。 (b) 加坩堝蓋，首先以低溫緩慢加熱，內容物成為燒結狀態後，逐漸提高溫度而於暗紅熱熔融之。熔融後自熱源取下並放冷。將鎳坩堝放入內置溫水 100mL 之燒杯（ 300mL）中，以溶解熔融生成物，加硫酸（ 1+1） 20mL，和緩地加

10、熱後，加過氧化氫（ 1+9） 1mL 溶解氧化物等。以水洗滌鎳坩堝後取出之 (3)。將溶液煮沸 3 5 分鐘以分解過剩之過氧化氫，冷卻至常溫後，使用濾紙（種 E 級）過濾，以水充分洗滌。使用水將濾液及洗液洗移至 250mL 之量瓶，加水至標線。 註 (2) 亦可使用鋯坩堝，以替代鎳坩堝。 (3) 取出坩堝時，若以玻璃棒等擦拭坩堝內壁，黑色鎳氧化物會剝落而混入，故僅以注水洗滌處理之。 4.2 顯色 (1) 依附錄表 2 之規定，分取第 4.1 節所得試樣溶液，移入 100mL 之量瓶 (4)中。 (2) 加亞硫酸氫鈉溶液 10mL，置於沸騰水浴中加熱以將鐵還原，直至溶液之顏色不再變化 (5)。加

11、顯色試藥溶液第 2(14)節 25mL，再置於沸騰水浴中繼續加熱 10 分鐘。取出後，冷卻至常溫，加水至標線。 附錄表 2 試樣溶液分取量 試樣溶液分取量 mL 磷含量 %(m/m) 酸分解法 鹼熔融法 0.002 以上，未滿 0.05 25 25 0.05 以上，未滿 0.2 25 10 0.2 以上，未滿 0.5 10 10 0.5 以上， 1.0 以下 10 10 註 (4) 使用新量瓶時，放入水至標線後，置於沸騰水浴中加熱約 10 分鐘後，冷卻至常溫。反覆實施此操作，直至容積變化極小時方可使用。 (5) 以酸分解法調製試樣溶液時，若為砂鐵其鈦含量高之試樣，有時會水解而產生白濁，但在試樣

12、調製時加硫酸（ 1+1） 1mL，則可抑制之。如此加硫酸於試樣溶液時，檢量線溶液及參比溶液亦須加相同量之硫酸。 4.3 參比溶液：依第 4.2 節之步驟，與試樣實施相同操作。惟使用硫酸 （+2 ）硫酸溶液第 2.(13)節 25mL，以替代顯色試藥溶液。 5 CNS 5376-9, M 3014-9 4.4 吸光度之測定：取第 4.2 節所得顯色溶液及第 4.3 節所得參比溶液之一部分，分別移入附錄表 3 所規定之光度計吸收槽，以參比溶液作為參比液，測定於波長660nm 或 825nm 附近之吸光度。 附錄表 3 吸收槽 磷含量 %(m/m) 吸收槽 mm 0.002 以上，未滿 0.05 2

13、0 0.05 以上， 1.0 以下 10 5. 空白試驗：不使用試樣，依第 4.1 4.4 之步驟，與試樣並行實施相同操作。 6. 檢量線之製作：依下列步驟中之一種。 (1) 以酸分解法調製試樣溶液時：附錄表 4 之每一磷含量範圍，準備 6 個燒杯（ 300mL），分別依附錄表 4 之規定正確加磷標準溶液。加硝酸 5mL 及過氯酸15mL 加熱蒸發之。燒杯內部變成透明後，繼續加熱使過氯酸蒸氣沿燒杯內壁逆流之狀態維持約 10 分鐘。冷卻至常溫後，使用水將溶液洗移至 250mL 之量瓶，加水至標線。以下，依第 4.2 節以後之步驟操作，製作所得吸光度與磷量之關係線，將其平行移動使通過原點後，作為檢

14、量線。 (2) 以鹼熔融法調製試樣溶液時：準備 6 個鎳坩堝（ 30mL），各加過氧化鈉 5g。以下依第 4.1(2)(b)節之步驟操作 (6)。然後附錄表 4 之每一含量範圍準備 2 個一組之 100mL 量瓶六組。依附錄表 4 之規定正確加磷標準溶液於每一組。再依附錄表 2 之規定，將上述之實施第 4.1(2)(b)節之操作所得溶液分取並加入。然後各組之第 1 個量瓶，係依第 4.2(2)節之步驟操作而得顯色溶液。第 2 個量瓶係依第 4.3 節之步驟操作而得參比溶液。以下依第 4.4 節之步驟操作，製作所得吸光度與磷量之關係線，將其平行移動使通過原點後，作為檢量線。 註 (6) 在此操作

15、，因過氧化氫之分解緩慢，須使其煮沸約 10 15 分鐘以完全分解之。 6 CNS 5376-9, M 3014-9 附錄表 4 磷標準溶液添加量 磷含量 %(m/m) 分解方法 所使用之磷標準 溶液 磷標準溶液添加量mL 酸分解 B第 2.(17)節 0,1,2,3,4,5 0.002 以上 未滿 0.05 鹼熔解 C第 2.(18)節 0,1,2,3,4,5 酸分解 B第 2.(17)節 0,2,4,6,8,10 0.05 以上 未滿 0.2 鹼熔解 C第 2.(18)節 0,2,4,6,8,10 酸分解 A第 2.(16)節 0,1,2,3,4,5 0.2 以上 未滿 0.5 鹼熔解 C第

16、 2.(18)節 0,2,4,6,8,10 酸分解 A第 2.(16)節 0,1,2,3,4,5 0.5 以上 1.0 以下 鹼熔解 C第 2.(18)節 0,2,4,6,8,10 7. 計算 (1) 磷含量之計算：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得磷量，依下式算出試樣中之磷含量。 10021=BmAAP 式中， P ：試樣中之磷含量 %(m/m) A1：所分取試樣溶液中之磷檢測量（ g） A2：所分取空白試驗溶液中之磷檢測量（ g） m：試樣秤取量（ g） B：試樣溶液及空白試驗溶液之分取比 (2) 氧化磷含量之計算：試樣中之氧化磷含量，依下式自磷含量算出

17、之。 POP = 2914.252式中，52OP ：試樣中之氧化磷含量 %(m/m) P ：與第 7.(1)節相同 8. 許可差：依附錄表 5 之規定。 附錄表 5 許可差 單位： %(m/m) 分解方法 磷含量 同一試驗室內許可差 不同試驗室間許可差 未滿 0.20 D(n) 0.0104(磷含量 ) 0.0004 D(n) 0.0310(磷含量 ) 0.0005 酸分解 0.20 以上 D(n) 0.0040(磷含量 ) 0.0004 D(n) 0.0041(磷含量 ) 0.0009 未滿 0.20 D(n) 0.0062(磷含量 ) 0.0005 D(n) 0.0253(磷含量 ) 0.0003 鹼熔融 0.20 以上 D(n) 0.0030(磷含量 ) 0.0009 D(n) 0.0042(磷含量 ) 0.0014 7 CNS 5376-9, M 3014-9 n=2 時， D(n)=2.8 參考：本許可差，係使用磷含量 0.014%(m/m)以上， 0.6%(m/m)以下之試樣求得者。 引用標準： CNS 5376 鐵礦石分析法通則 相對應國際標準 ISO 4687-1 ： 1992 Iron oresDetermination of phosphorus contentPart 1 ：Molybdenum blue spectrophotometricmethod