ГОСТ 23581.18-81
Группа А39
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
РУДЫ ЖЕЛЕЗНЫЕ, КОНЦЕНТРАТЫ, АГЛОМЕРАТЫ И ОКАТЫШИ
Метод определения железа (общего)
Iron ores, concentrates, agglomerates and pellets.
Method for the determination of total iron
ОКСТУ 0709*
_________________
* Введен дополнительно, Изм. N 1.
Срок действия с 01.01.82
до 01.07.87*
_______________________________
* Ограничение срока действия снято
по протоколу N 7-95 Межгосударственного Совета
по стандартизации, метрологии и сертификации
(ИУС N 11, 1995 год). - Примечание.
РАЗРАБОТАН Министерством черной металлургии СССР
ИСПОЛНИТЕЛИ Л.В.Камаева (руководитель темы), Н.А.Зобнина, Е.А.Стриха
ВНЕСЕН Министерством черной металлургии СССР
Член Коллегии А.А.Кугушин
УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 27 февраля 1981 г. N 1190
ВЗАМЕН ГОСТ 12747-67
ВНЕСЕНО Изменение N 1, утвержденное и введенное в действие постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 09.12.86 N 3720 с 01.05.87
Изменение N 1 внесено юридическим бюро "Кодекс" по тексту ИУС N 2, 1987 год
Настоящий стандарт распространяется на железные руды, концентраты, агломераты и окатыши и устанавливает титриметрический метод определения общего железа при массовой доле от 15 до 72,5%.
Метод основан на восстановлении трехвалентного железа раствором двухлористого олова до двухвалентного и титровании последнего раствором двухромовокислого калия в присутствии индикатора - дифениламиносульфоната натрия.
Стандарт соответствует СТ СЭВ 481-77 в части 3.2.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
1.1. Общие требования к методу анализа - по ГОСТ 23581.0-80.
2. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ
2.1. Для проведения анализа применяют:
печь муфельную с терморегулятором, обеспечивающую температуру нагрева не менее 800 °С;
потенциометрическую установку с электродами: платина-насыщенный каломельный, платина-хлорсеребряный или платина-вольфрамовый;
тигли фарфоровые низкие N 2 или N 3 по ГОСТ 9147-80;
тигли корундовые или стеклоуглеродные;
железо карбонильное (99,99%);
олово по ГОСТ 860-75, не менее 99,9%;
калий азотнокислый по ГОСТ 4217-77;
кислоту щавелевую по ГОСТ 22180-76;
аммоний щавелевокислый по ГОСТ 5712-78;
натрий углекислый безводный по ГОСТ 83-79;
магния окись по ГОСТ 4526-75, предварительно прокаленную и просеянную после растирания в фарфоровой ступке, через сито 0,5 мм;
натрия перекись;
смесь для спекания: десять частей безводного углекислого натрия тщательно смешивают с четырьмя частями аммония щавелевокислого или щавелевой кислоты и одной частью азотнокислого калия;
натрий фтористый по ГОСТ 4463-76;
аммоний фтористый по ГОСТ 4518-75, раствор 400 г/дм
(хранят в полиэтиленовой посуде);
аммиак водный по ГОСТ 3760-79;
кислоту фтористоводородную по ГОСТ 10484-78;
кислоту соляную по ГОСТ 3118-77 и разбавленную 1:1, 1:10;
кислоту серную по ГОСТ 4204-77, разбавленную 1:9;
кислоту ортофосфорную по ГОСТ 6552-80, разбавленную 1:4;
кислоту хлорную, плотностью 1,51 или 1,67 г/см, разбавленную 1:1;
кислоту борную по ГОСТ 9656-75, насыщенный раствор;
водорода перекись по ГОСТ 10929-76;
калий марганцовокислый по ГОСТ 20490-75, раствор 30 г/дм;
ртуть хлорную, раствор 20 г/дм;
ртути окись желтую по ГОСТ 5230-74 или ртути окись красную, суспензию 20 г/дм;
титан треххлористый по ГОСТ 311-78; 2%-ный раствор на соляной кислоте, разбавленной 1:1;
дифениламин-4-сульфокислоты натриевую соль (дифениламино-сульфонат натрия), индикатор, раствор 0,2 г/дм: 0,2 г индикатора растворяют в 1 дм фосфорной кислоты, разбавленной 1:4;
олово двухлористое, 2-водное, по ГОСТ 36-78, раствор А, 1000 г/дм: 1000 г двухлористого олова растворяют при нагревании и перемешивании в 500 см соляной кислоты, разбавляют этой же кислотой до 1 дм и перемешивают. Раствор Б, 100 г/дм: к 100 см раствора А приливают 150 см соляной кислоты, разбавляют водой до 1 дм, прибавляют 2-3 гранулы металлического олова и перемешивают. Раствор хранят в закрытой склянке;
калий двухромовокислый по ГОСТ 4220-75. Если двухромовокислый калий имеет квалификацию "ч.д.а.", его необходимо перекристаллизовать следующим образом: 100 г двухромовокислого калия растворяют в 150 см воды, нагревая до кипения. Энергично размешивая, раствор выливают тонкой струей в фарфоровую чашку для получения мелких кристаллов. Охлаждают чашку с раствором холодной водой и выпавшие кристаллы отфильтровывают с отсасыванием на воронке с пористой пластинкой, сушат 2-3 ч при температуре 100-150 °С, растирают в порошок и окончательно высушивают при температуре 180-200 °С в течение 10-12 час;
титрованные растворы двухромовокислого калия: 4,3900 г (для раствора А) и 7,0239 г (для раствора Б) двухромовокислого калия, высушенного при температуре 180-200 °С до постоянной массы, помещают в стакан вместимостью 500 см и растворяют в 300 см воды. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм, доливают до метки водой и перемешивают.
1 см раствора А соответствует 0,005 г железа;
1 см раствора Б соответствует 0,008 г железа.
Допускается применять титрованные растворы двухромовокислого калия (4,4 или 7,0 г/дм), массовую концентрацию которых по железу в г/см устанавливают либо по карбонильному железу, либо по стандартному образцу, проведенному через стадии анализа.
Массовую концентрацию (
) раствора двухромовокислого калия по карбонильному железу устанавливают следующим образом: навеску железа (карбонильного) массой 0,1 г (для раствора А) или 0,2-0,3 г (для раствора Б) помещают в коническую колбу вместимостью 250-500 см, смачивают водой, прибавляют 15-20 см соляной кислоты, 0,3-0,5 см раствора двухлористого олова А и нагревают до растворения навески, не допуская кипения. Затем проводят восстановление и титрование, как указано в п.3.1.3.
Для внесения поправки на массу железа в реактивах через все стадии анализа проводят контрольный опыт.
Массовую концентрацию титрованного раствора двухромовокислого калия () в граммах железа на кубический сантиметр (по железу карбонильному) вычисляют по формуле
,
где 
- масса навески карбонильного железа, г;
- объем раствора двухромовокислого калия, израсходованный на титрование раствора железа, см;
- объем раствора двухромовокислого калия, израсходованный на титрование раствора контрольного опыта, см.
Для определения массовой концентрации раствора двухромовокислого калия по стандартному образцу берут навеску соответствующего стандартного образца и проводят определение, как указано в пп.3.1 или 3.2.
Массовую концентрацию () титрованного раствора двухромовокислого калия в граммах железа на кубический сантиметр (по стандартному образцу) вычисляют по формуле
,
где 
- массовая доля железа в стандартном образце, %;
- масса навески стандартного образца, г;
- объем раствора двухромовокислого калия, израсходованный на титрование стандартного образца, см; - объем раствора двухромовокислого калия, израсходованный на титрование раствора контрольного опыта, см.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
3. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА
3.1. Для материалов, содержащих до 0,1% меди и мышьяка
3.1.1. Навеску руды, концентрата, агломерата или окатыша массой 0,5 г помещают в коническую колбу вместимостью 250-500 см, смачивают водой, приливают 1 см раствора фтористого аммония или 0,3-0,5 г фтористого натрия, 15-20 см соляной кислоты и растворяют при слабом нагревании в присутствии раствора двухлористого олова А, прибавляемого по каплям до обесцвечивания раствора (0,3-0,7 см).
Допускается вместо фторида аммония (натрия) прибавлять в горячий раствор 0,5-1 см фтористоводородной кислоты.
При разложении руд, железо которых полностью переходит в раствор при нагревании в соляной кислоте, прибавление фторида аммония (натрия) или фтористоводородной кислоты не обязательно.
Навеску пробы, содержащей сульфиды и органические примеси, перед растворением предварительно прокаливают в фарфоровом тигле при температуре 550-700 °С в течение 10-15 мин.
3.1.2. В случае труднорастворимых руд разложение навески проводят следующим образом: навеску руды, концентрата, агломерата или окатыша массой 0,5 г помещают в фарфоровый тигель с неповрежденной глазурью и перемешивают с 1,5 г смеси для спекания до получения однородной по цвету массы.
Полученную смесь заворачивают в конденсаторную или папиросную бумагу, одновременно уплотняя ее, и очищают тигель от остатков 0,1-0,2 г смеси для спекания. Ампулообразный кулечек помещают в другой фарфоровый тигель на уплотненную подкладку из 0,3-0,5 г окиси магния и прокаливают в муфельной печи при 750-800 °С в течение 15-20 мин. Спекание легкоплавких рудных материалов и пиритных руд проводят при температуре 650-680 °С.
Спекшуюся массу вместе с минимальным количеством окиси магния переносят в коническую колбу вместимостью 250-500 см, приливают 10 см горячей воды и осторожно нагревают до кипения, периодически перемешивая. Затем приливают 1 см раствора фтористого аммония или прибавляют 0,3-0,5 г фтористого натрия и, наклонив колбу, осторожно, по стенкам приливают 20 см соляной кислоты. Накрывают колбу часовым стеклом и после прекращения бурной реакции прибавляют по каплям раствор двухлористого олова А до обесцвечивания раствора (0,3-0,7 см) и нагревают до исчезновения темноокрашенных частиц.
Примечание. Если при растворении навески любым способом добавлен избыток двухлористого олова (окраска хлорного железа отсутствует), прибавляют по каплям раствор марганцовокислого калия до устойчивой желтой окраски и проводят восстановление трехвалентного железа, как описано ниже.
3.1.3. Содержание ванадия до 0,2%.
Восстановление проводят по одному из способов.
Способ 1. К горячему раствору, полученному по пп.3.1.1 или 3.1.2, осторожно по каплям приливают при перемешивании раствор двухлористого олова Б до обесцвечивания раствора и 1-2 капли в избыток.
После восстановления железа стенки колбы обмывают водой, приливают 20 см серной кислоты, разбавленной 1:9, 100-120 см воды и перемешивают. После охлаждения приливают 3-5 см раствора хлорной ртути или 5 см суспензии окиси ртути и снова перемешивают.
При этом должен образоваться небольшой белый осадок хлористой ртути. Если осадок не образуется или его образуется слишком много и если он окрашен в темный цвет металлической ртутью, анализ следует повторить.
Через 5 мин после прибавления хлорной ртути приливают 10 см раствора дифениламинсульфоната натрия и сразу титруют раствором двухромовокислого калия Б (при массовой доле железа менее 25% можно использовать раствор А) до перехода зеленой окраски раствора в темно-фиолетовую.
Способ 2. К горячему раствору, полученному по пп.3.1.1 или 3.1.2, осторожно по каплям при перемешивании прибавляют раствор двухлористого олова Б до соломенно-желтой окраски, затем по каплям раствор треххлористого титана до обесцвечивания и 1-2 капли в избыток. Раствор перемешивают, приливают 5 см хлорной кислоты, разбавленной 1:1, снова перемешивают, обмывают стенки колбы водой, приливают 20 см серной кислоты, разбавленной 1:9, и 100-120 см воды. После охлаждения приливают 10 см раствора дифениламинсульфоната натрия, перемешивают и титруют раствором двухромовокислого калия А или Б до перехода зеленой окраски в темно-фиолетовую.
3.1.4. При содержании ванадия более 0,2% раствор, полученный по пп.3.1.1 или 3.1.2, доливают до 100-120 см горячей водой, затем проводят восстановление железа по одному из способов, указанных в п.3.1.3.
Для внесения поправки на массу железа в реактивах через все стадии анализа проводят контрольный опыт.
3.1, 3.1.1-3.1.4. (Измененная редакция, Изм. N 1).
3.1.5. Для внесения поправки на массу железа в реактивах через все стадии анализа проводят контрольный опыт.
3.1.6. Допускается потенциометрический способ титрования на потенциометрической установке с парой электродов: платина-насыщенный каломельный, платина-хлорсеребряный, платина-вольфрамовый до остановки стрелки вольтметра. При потенциометрическом способе титрования берут навеску пробы масcoй 0,3 г.
3.1.5, 3.1.6. (Введены дополнительно, Изм. N 1).
3.2. Для материалов, содержащих более 0,1% мышьяка и меди
(Измененная редакция, Изм. N 1).
3.2.1. Навеску железной руды, концентрата, агломерата или окатыша массой 0,2-0,4 г помещают в корундовый или стеклоуглеродный тигель, в который предварительно помещают 1,5 г углекислого натрия, прибавляют 2,5 г перекиси натрия, тщательно перемешивают до получения однородной по цвету массы и сплавляют при 600-750 °С в корундовом тигле или в стеклоуглеродном тигле при 600-650 °С. После охлаждения тигля плав выщелачивают в стакане вместимостью 400 см, приливая 100 см горячей воды. Тигель удаляют, обмывают его водой. Осадок отфильтровывают на фильтр средней плотности с добавлением фильтробумажной массы. Осадок на фильтре промывают 6-8 раз горячей водой, фильтрат отбрасывают.
Тигель обмывают соляной кислотой, разбавленной 1:10, собирая жидкость в стакан вместимостью 400 см.
Осадок на фильтре растворяют в горячей соляной кислоте, разбавленной 1:1, собирая раствор в тот же стакан вместимостью 400 см. Фильтр промывают соляной кислотой, разбавленной 1:10, а затем несколько раз водой и отбрасывают. К раствору в стакане приливают 5 см перекиси водорода, доводят почти до кипения и осаждают гидроокись железа (III), прибавляя по каплям водный раствор аммиака до появления сильного запаха. Раствор кипятят и оставляют в теплом месте на 20 мин для коагуляции осадка, а затем фильтруют через быстрофильтрующий бумажный фильтр, перенося количественно осадок из стакана на фильтр.
Осадок гидроокиси железа (III) промывают несколько раз горячей водой, фильтрат отбрасывают. Затем осадок с фильтра смывают водой в стакан, где производилось осаждение гидроокиси железа (III), фильтр промывают 20-30 см соляной кислоты, разбавленной 1:1, затем соляной кислотой, разбавленной 1:10, затем горячей водой и отбрасывают.
Осаждение гидроокиси железа (III) при массовой доле меди свыше 0,5% повторяют, как описано выше.
Раствор выпаривают до объема 25-30 см.
К раствору, нагретому до 80-90 °С приливают 1 см раствора фтористого аммония, затем проводят восстановление и титрование железа, как указано в п.3.1.3. Перед прибавлением дифениламинсульфоната натрия приливают 10 см раствора борной кислоты.
Для внесения поправки на массу железа в реактивах через все стадии анализа проводят контрольный опыт.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
4.1. Массовую долю железа (общего) (
) в процентах вычисляют по формуле
,
где - массовая концентрация раствора двухромовокислого калия по железу, г/см;
- объем раствора двухромовокислого калия, израсходованный на титрование анализируемого раствора, см; - объем раствора двухромовокислого калия, израсходованный на титрование раствора контрольного опыта, см; - масса навески, г;
- коэффициент пересчета массовой доли железа (общего) на массовую долю его в сухом материале, вычисленный по формуле
,
где 
- массовая доля гигроскопической влаги в анализируемой пробе, определяемая по ГОСТ 23581.1-79, %.
4.2. Расхождение между результатами двух определений при доверительной вероятности 
=0,95 не должно превышать величины, указанной в таблице.
Массовая доля железа (общего), % | Допускаемое расхождение, % | |||
От | 15 | до | 30 | 0,25 |
Св. | 30 | " | 50 | 0,3 |
" | 50 | " | 72,5 | 0,4 |
4.1, 4.2. (Измененная редакция, Изм. N 1).