ĐẤT, ĐÁ QUẶNG APATIT VÀ PHOTPHORIT - PHẦN 9: XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG LƯU HUỲNH BẰNG PHƯƠNG PHÁP KHỐI LƯỢNG

Apatite and phosphorite ores - Part 9: Determination of sulfur content - Gravimetric method

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp khối lượng xác định hàm lượng lưu huỳnh tổng số (T_s) từ 0,1 % đến 10,0 % trong mẫu đất, đá quặng apatit, photphorit.

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).

TCVN 4851 (ISO 3696), Nước dùng để phân tích trong phòng thí nghiệm - Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử

TCVN 7151 (ISO 648), Dụng cụ thí nghiệm bằng thủy tinh - Pipet một mức

...

...

...

TCVN 9924:2013, Đất, đá quặng - Quy trình gia công mẫu sử dụng cho các phương pháp phân tích hóa học, hóa lý, rơnghen, nhiệt.

3  Nguyên tắc

Lưu huỳnh tồn tại các dạng trong mẫu được chuyển về dạng SO₄^-2 thành dạng muối sunfat dễ tan trong nước bằng nung khan mẫu với hỗn hợp Na₂CO₃+ ZnO tỷ lệ (1+2), sau đó kết tủa ion sunfat bằng bari clorua. Nung tủa ở 800 °C và cân xác định khối lượng bari sunfat, từ đó tính được hàm lượng lưu huỳnh.

4  Hóa chất, thuốc thử

Trong quá trình phân tích, chỉ sử dụng thuốc thử loại tinh khiết phân tích và nước phù hợp với loại 2 của TCVN 4851 (ISO 3696).

4.1  Hỗn hợp nung khan: trộn và nghiền mịn 1 phần khối lượng natri cacbonat Na₂CO₃ với 2 phần khối lượng kẽm oxit ZnO.

4.2  Axit clohidric HCl (d=1,19), dung dịch (1+1).

4.3  Bari clorua BaCl₂ dung dịch 10 %.

4.4  Natri cacbonat Na₂CO₃ dung dịch 1 %.

...

...

...

4.6  Bạc nitrat AgNO₃ dung dịch 1 %.

4.7  Metyl da cam 0,1 %

Hòa tan 0,1 g metyl da cam trong 100 ml nước.

5  Thiết bị, dụng cụ

Trong tiêu chuẩn này sử dụng các thiết bị, dụng cụ thông thường trong phòng thử nghiệm và các thiết bị, dụng cụ sau:

5.1  Pipet một mức theo TCVN 7151

5.2  Bình định mức theo TCVN 7153

5.3  Lò nung có rơ le điều khiển nhiệt độ đến 1000 °C ± 50 °C.

5.4  Chén sứ dung tích 30 ml.

...

...

...

5.6  Cân phân tích độ chính xác 0,0002 g.

5.7  Bình hút ẩm.

6  Chuẩn bị mẫu thử

Chuẩn bị và gia công mẫu thử theo TCVN 9924:2013

7  Cách tiến hành

Cân khoảng 1,0 g mẫu chính xác đến 0,0001 g (m) (mẫu đã được làm khô trong bình hút ẩm qua đêm), cho vào chén sứ dung tích 30 ml (5.2), đã có trước khoảng 5 g hỗn hợp nung khan (đầu tiên, thêm 2 g hỗn hợp nung vào chén sứ, dùng đũa thủy tinh ép hỗn hợp nung vào đáy và thành chén, sau đó thêm 3 g hỗn hợp nung còn lại). Trộn đều mẫu với hỗn hợp nung (tránh chạm vào đáy và thành chén), phủ lớp mỏng khoảng 0,5 g hỗn hợp nung lên bề mặt mẫu đã trộn.

Cho chén vào lò nung (5.1), nâng dần nhiệt độ từ thấp lên 800 °C đến 850 °C, giữ nhiệt độ này trong khoảng từ 1,5 h đến 2 h. Để nguội, chuyển khối nung vào cốc 250 ml, rửa sạch chén bằng nước gần sôi. Dùng đũa thủy tinh (5.3) dầm nát khối nung. Thêm vào khoảng 70 ml nước nóng. Nếu dung dịch có màu xanh của ion MnO₄^2- thì thêm vào từng giọt H₂O₂ 3 % (4.5) tới khi mất màu. Đun sôi từ 5 min đến 10 min, khuấy liên tục. Để lắng hỗn hợp, lọc gạn phần nước qua giấy lọc chảy nhanh Φ=11 cm, hứng nước lọc vào cốc 400 ml. Phần bã còn lại trong cốc, thêm vào 20 ml đến 30 ml Na₂CO₃ 1 % nóng (4.4), đun sôi, lọc gạn qua giấy lọc trên. Rửa bã 4 lần đến 5 lần bằng natri cacbonat 1 % nóng (4.4). Chuyển bã vào phễu lọc, rửa nhiều lần bằng Na₂CO₃ 1 % nóng, sao cho thể tích nước lọc đến khoảng 150 ml. Thêm 2 giọt đến 3 giọt metyl da cam 0,1 % (4.7). Thêm HCl (1 + 1) (4.2) đến khi dung dịch chuyển màu vàng thành hồng, thêm tiếp khoảng 2,5 ml HCl (1+1) (4.2), thêm nước cất đến thể tích từ 200 ml đến 250 ml.

Đun sôi và khuấy đều dung dịch cho đến hết bọt khí CO₂ rồi vừa khuấy vừa thêm từ từ 10 ml BaCl₂ 10 % (4.3) gần sôi. Đun sôi nhẹ trong 10 min, để yên trên bếp điện yếu từ 45 min đến 60 min. Để hỗn hợp cách đêm. Lọc tủa qua giấy lọc chảy chậm. Rửa cốc và tủa trên giấy lọc bằng nước nóng (60 °C đến 70 °C) đến khi nước rửa không còn ion clorua (kiểm tra bằng AgNO₃ 1 % (4.6)). Chuyển giấy lọc và kết tủa vào chén sứ 5 ml đã biết trước khối lượng (chén sứ được nung ở 800 °C đến khối lượng không đổi). Tro hóa giấy lọc và nung ở 800 °C trong 1 h. Để nguội chén trong bình hút ẩm và cân trên cân phân tích (m_o)

8  Tính kết quả

...

...

...

Hàm lượng lưu huỳnh quy về lưu huỳnh tổng số, biểu thị theo phần trăm (%) khối lượng, được tính bằng công thức sau:

trong đó:

m_o  Khối lượng bari sunfat sau khi nung, đã trừ khối lượng của mẫu trắng, g;

m  Khối lượng mẫu phân tích, g;

0,1373 Hệ số chuyển bari sunfat thành lưu huỳnh.

8.2  Sai số phân tích

Sai lệch lớn nhất giữa hai kết quả xác định song song hoặc đối song không vượt quá giá trị trong Bảng 1:

...

...

...

Cấp hàm lượng T_s

(%)

Sai lệch tương đối

(%)

Từ 0,10 đến nhỏ hơn 0,20

39

Từ 0,20 đến nhỏ hơn 0,50

33

Từ 0,50 đến nhỏ hơn 1,00

...

...

...

Từ 1,00 đến nhỏ hơn 2,00

21

Từ 2,00 đến nhỏ hơn 5,00

15

9  Báo cáo thử nghiệm

Báo cáo thử nghiệm bao gồm các thông tin sau:

a) viện dẫn tiêu chuẩn này;

b) nhận dạng mẫu thử;

c) tên và địa chỉ phòng thử nghiệm;

...

...

...

e) kết quả thử nghiệm;

f) ngày báo cáo kết quả thử;

h) bất kỳ các đặc điểm đã ghi nhận trong quá trình xác định, các thao tác không quy định trong tiêu chuẩn này có thể ảnh hưởng đến kết quả của mẫu thử.

Thư mục tài liệu tham khảo

[1] Tiêu chuẩn ngành - Phương pháp khối lượng xác định hàm lượng lưu huỳnh trong quặng Apatit, Photphoric (ký hiệu QT AP.10-HH/05).