Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13596-4:2022 Đất đá quặng chì kẽm - Phần 4: Xác định hàm lượng lưu huỳnh

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 13596-4:2022

ĐẤT ĐÁ QUẶNG CHÌ KẼM - PHẦN 4: XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG LƯU HUỲNH BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRỌNG LƯỢNG

Soils, rocks, ore containing lead-zinc - Part 4: Determination of sulfur content by gravimetric method

Lời nói đầu

TCVN 13596-4:2022 do Trung tâm Phân tích thí nghiệm địa chất - Tổng Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam biên soạn, Bộ Tài nguyên và Môi trường đề nghị Tổng Cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Lời giới thiệu

Bộ TCVN 13596 Đất đá quặng chì kẽm gồm các phần sau:

ĐẤT ĐÁ QUẶNG CHÌ KẼM - PHẦN 4: XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG LƯU HUỲNH BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRỌNG LƯỢNG

Soils, rocks, ore containing lead-zinc - Part 4: Determination of sulfur content by gravimetric method

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp trọng lượng để xác định hàm lượng lưu huỳnh trong đất, đá quặng chì kẽm có hàm lượng từ 0,10 % (theo khối lượng) đến 30 % (theo khối lượng).

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau là cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu 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 4851:1989 (ISO 3696:1987), Nước dùng để phân tích trong phòng thí nghiệm - Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử

TCVN 7151:2010 (ISO 648:2008), Dụng cụ thí nghiệm bằng thủy tinh - Pipet một mức

TCVN 7153:2002 (ISO 1042:1998), Dụng cụ thí nghiệm bằng thủy tinh - Bình định 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

Phương pháp dựa trên phản ứng giữa ion sunfat SO₄^-2 với ion bari Ba⁺² tạo thành kết tủa bari sunfat (BaSO₄) mịn, ít tan (tích số tan của bari sunfat ở 25 °C bằng 1.08.10^-10). Tiến hành lọc, rửa, nung và cân kết tủa bari sunfat BaSO₄, từ đó tính ra 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 4851:1989 (ISO 3696:1987).

4.1  Hỗn hợp nung (ESKA): Trộn đều theo khối lượng một phần natri cacbonat Na₂CO₃ khan với hai phần magie oxit MgO (không chứa lưu huỳnh), có thể thay magie oxit MgO bằng kẽm oxit ZnO.

4.2  Rượu etylic 96° C₂H₅OH.

4.3  Natri cacbonat Na₂CO₃; dung dịch 2 %. (Hòa tan 20 g natri cacbonat tinh thể vào cốc 1 L, định mức đến vạch bằng nước cất, khuấy đều).

4.4  Metyl da cam dung dịch 0,1 %. (Hòa tan 0,1 g metyl da cam tinh thể trong bình 100ml, định mức bằng nước cất đến vạch mức, khuấy đều, bảo quản trong bình thủy tinh tối màu, có nút kín).

4.5  Axit clohydric HCl (d=1,19); dung dịch (1+1) (v/v).

4.6  Axit tatric C₄H₆O₆ tinh thể.

4.7  Axit xitric C₆H₈O₇ tinh thể.

4.8  Bari clorua BaCl₂ dung dịch 10 %. (Hòa tan 100 g bari clorua BaCl₂ tinh thể trong cốc 1 L, định mức đến vạch mức bằng nước cất, khuấy đều).

4.9  Bạc nitrat AgNO₃ dung dịch 1 %. (Hòa tan 1 g bạc nitrat AgNO₃ tinh thể trong côc thủy tinh dung tích 100 ml, định mức bằng nước cất đến vạch mức, khuấy đều cho tan hết, bảo quản trong bình thủy tinh tối màu, có nút kín).

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  Cán phân tích, có độ chính xác 1.10^-4 g.

5.2  Chén sứ, có dung tích 5 ml, 30 ml.

5.3  Lò nung, có điều chỉnh nhiệt độ tự động đến 1000 °C ± 50 °C.

5.4  Cốc thủy tinh chịu nhiệt, có dung tích 250 ml, 500 ml.

5.5  Bình hút ẩm.

5.6  Giấy lọc chảy chậm, phễu lọc, nắp kính thủy tinh, đũa thủy tinh, bếp điện.

5.7  Pipet một mức theo TCVN 7151.

5.8  Bình định mức theo TCVN 7153.

5.9  Cân kỹ thuật.

6  Chuẩn bị mẫu thử

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

7  Cách tiến hành

Dùng cân phân tích (5.1) cân 0,5 g (m) mẫu chính xác đến 0,0001 g, (mẫu đã được sấy đến khối lượng không đổi ở 105 °C trong 2 h và làm nguội trong bình hút ẩm (5.7) đến nhiệt độ phòng), cho vào chén sứ dung tích 30 ml (5.2) đã có lót 3-4 g hỗn hợp nung eska (4.1). Dùng đũa thủy tinh trộn đều mẫu và hỗn hợp ở phần giữa chén, sao cho mẫu không dính vào thành chén. Phủ lên mặt một lớp khoảng 1-2 g hỗn hợp nung nữa. Để kết hợp làm sạch đũa thủy tinh, lấy 1-2 g hỗn hợp nung trên mảnh giấy lọc, lau đầu đũa lên hỗn hợp, sau đó mới phủ lớp hỗn hợp lên mặt chén.

Cho chén vào lò nung nguội, tăng dần nhiệt độ đến 800 °C, giữ ở nhiệt độ này khoảng 1,5-2 h. Thỉnh thoảng đổi vị trí các chén trong lò để nhiệt được đều ở các chén. Khi mở lò, thấy khối hỗn hợp nung nứt ra là được.

Lấy chén ra, để nguội, chuyển khối nung vào cốc thủy tinh dung tích 250 ml (5.4). Dùng đũa thủy tinh dằm nát khối nung. Rửa chén bằng nước cất và thêm nước cất vào cốc đến khoảng 50ml, thêm vài giọt rượu etylic C₂H₅OH 96° (4.2), đun sôi mẫu khoảng 10-15 min, nếu mẫu có mangan thì đun đến khi mất màu xanh của mangan (VI).

Lọc nóng dung dịch qua giấy lọc chảy nhanh, hứng dung dịch vào cốc thủy tinh dung tích 500 ml (5.4). Rửa phần không tan bằng dung dịch natri cacbonat Na₂CO₃ 2 % nóng (4.3) cho đến sạch ion sunfat (thử bằng dung dịch bari clorua BaCl₂ (4.8)).

Pha loãng dung dịch bằng nước cất đến khoảng 200 ml. Thêm vào đó 1 g axit xitric C₆H₈O₇ (4.6) và 3 g axit tatric C₄H₆O₆ (4.7), 2 giọt chỉ thị metyl da cam (4.4), trung hoà bằng axit clohydric HCl (1+1) (4.5) đến đổi màu chỉ thị, cho dư 2 ml HCl (1+1) (4.5) nữa. Đun sôi dung dịch đến hết bọt khí cacbonic. Thêm vào cốc 10 ml dung dịch bari clorua BaCl2 10 % (4.8), vừa thêm vừa khuấy mạnh. Tiếp tục đun sôi 5 min nữa, láy xuống, để yên cách đêm để kết tủa BaSO₄ xảy ra hoàn toàn..

Lọc kết tủa Bari sunfat BaSO₄ qua giấy lọc chảy chậm. Rửa kết tủa bằng nước cất nóng cho đến hết ion Cl^- (thử bằng dung dịch bạc nitrat AgNO₃ 1 % (4.9)).

Cho kết tủa và giấy lọc vào chén sứ 5 ml (5.2), (chén đã được nung ở 750 °C - 800 °C đến khối lượng không đổi (m₀)). Nung kết tủa từ nhiệt độ thấp đến 750 °C - 800 °C, giữ ở nhiệt độ này trong 1 h. Lấy chén ra, để nguội đến nhiệt độ phòng trong bình hút ẩm (5.5). Cân khối lượng của chén có kết tủa. Lặp lại quá trình nung, cân đến khi thu được khối lượng không đổi (m1).

Tiến hành làm đồng thời mẫu trắng với loạt mẫu phân tích (sử dụng cùng một lượng tất cả các hóa chất, thuốc thử nhưng không có mẫu thử)

8  Tính kết quả

8.1  Tính hàm lượng của lưu huỳnh

Hàm lượng S biểu thị theo phần trăm (%) khối lượng, được tính bằng công thức sau:

trong đó:

m₁: là khối lượng chén và kết tủa của mẫu thử, g;

m₀’: là khối lượng chén không của mẫu thử, g;

m₁’: là khối lượng chén và kết tủa của mẫu trắng, g;

m₀’: là khối lượng chén không của mẫu trắng, g;

m: là lượng mẫu lấy để phân tích, g.

0,1373: là hệ số chuyển BaSO₄ thành S (Ms/ M_BaSO4)

8.2  Độ chệch phép thử song song

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

Bảng 1 - Độ chệch cho phép của phương pháp đối với S

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;

d) Ngày tiến hành thử nghiệm;

e) Kết quả thử nghiệm;

f) 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] Tập III, Quy trình phân tích quặng, mẫu kim loại, Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam, 2006.

[2] Tiêu chuẩn ngành: Quặng đồng chì kẽm, phương pháp xác định hàm lượng lưu huỳnh (ký hiệu: T.C.N. 06- IV PTH/94).

[3] Quy trình 1986, Phân tích quặng chì kẽm, Phương pháp khối lượng xác định lưu huỳnh (ký hiệu: Quy trình PZ-4).

[4] Hoàng Minh Châu, Cơ sở phân tích hóa học. Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật.