ГОСТ 23862.10-79 Редкоземельные металлы и их окиси. Химико-спектральные методы определения примесей ванадия, вольфрама, железа, кобальта, марганца, меди, молибдена, никеля, ниобия, свинца, тантала, титана и хрома.
ГОСТ 23862.10-79
Группа В59
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫЕ МЕТАЛЛЫ И ИХ ОКИСИ
Химико-спектральные методы определения примесей ванадия, вольфрама, железа, кобальта, марганца, меди, молибдена, никеля, ниобия, свинца, тантала, титана и хрома
Rare-earth metals and their oxides. Chemical-spectral methods of determination of impurities of vanadium, tungsten, iron, cobalt, manganese, copper, molybdeum, nickel, niobium, lead, tantalium, titanium and chromium
MКC 77.120.99
ОКСТУ 1709
Дата введения 1981-01-01
Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 19 октября 1979 г. N 3988 дата введения установлена 01.01.81
Ограничение срока действия снято по протоколу N 7-95 Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 11-95)
ИЗДАНИЕ с Изменениями N 1, 2, утвержденными в апреле 1985 г., мае 1990 г. (ИУС 7-85, 8-90).
Настоящий стандарт устанавливает химико-спектральный метод определения ванадия, вольфрама, железа, кобальта, марганца, меди, молибдена, никеля, ниобия, свинца, тантала, титана и хрома в иттрии, лантане, иттербии, лютеции и их окисях (метод I) и химико-спектральный метод определения ванадия, марганца, железа, кобальта, никеля, меди в редкоземельных металлах и их окисях (кроме церия и двуокиси церия) (метод II).
(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).
1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
1.1. Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 23862.0-79.
Метод I
Химико-спектральный метод определения ванадия, вольфрама, железа, кобальта, марганца, меди, молибдена, никеля, ниобия, свинца, тантала, титана и хрома в иттрии, лантане, иттербии, лютеции и их окисях основан на групповом концентрировании примесей флокуляцией коллоидных растворов диэтилдитиокарбаматов, тиоксинатов или гидроокисей примесных элементов с помощью полиакриламида в присутствии порошкового графита и последующем спектральном анализе полученного концентрата.
Интервалы определяемых массовых долей примесей:
|
|
ванадия | от 5·10 % до 1·10 % |
вольфрама | от 5·10 % до 1·10 % |
железа | от 5·10 % до 2·10 % |
кобальта | от 2·10 % до 1·10 % |
марганца | от 5·10 % до 5·10 % |
меди | от 5·10 % до 5·10 % |
молибдена | от 2·10 % до 5·10 % |
никеля | от 2·10 % до 1·10 % |
ниобия | от 1·10 % до 3·10 % |
свинца | от 2·10 % до 1·10 % |
тантала | от 1·10 % до 3·10 % |
титана | от 1·10 % до 5·10 % |
хрома | от 5·10 % до 2·10 %. |
Разд.1. (Измененная редакция, Изм. N 1, 2).
2. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ
Спектрограф дифракционный ДФС-8 с решеткой 600 штр/мм, работающий в первом порядке отражения, и трехлинзовой системой освещения или аналогичный.
Генератор дуговой ДГ-2 с дополнительным реостатом или аналогичный, приспособленный для поджига дуги постоянного тока высокочастотным разрядом.
Лампа инфракрасная ИКЗ-500 с регулятором напряжения типа РНО-250-0,5 или аналогичным.
Бокс из органического стекла.
Выпрямитель 250-300 В, 30-50 А.
Спектропроектор ПС-18 или аналогичный.
Микрофотометр нерегистрирующий типа МФ-2 или аналогичный.
Весы аналитические типа АДВ-200.
Весы торсионные типа ВТ-500.
Плитка электрическая.
Станок для заточки электродов.
Ступки из фторопласта-4 или органического стекла.
Баночки из полиэтилена.
Фотопластинки типа ЭС.
Графит порошковый особой чистоты по ГОСТ 23463-79.
Угли спектральные ОСЧ-7-3.
Электроды, выточенные из углей спектральных ОСЧ-7-3, диаметром 6 мм, с кратером диаметром 4 мм и глубиной 6 мм.
Электроды графитовые фасонные для спектрального анализа ОСЧ-7-4 диаметром 6 мм, заточенные на конус, или электроды той же формы, выточенные из углей спектральных ОСЧ-7-3.
Каждую пару электродов подвергают очистке обжигом в дуге постоянного тока 15 А в течение 15 с непосредственно перед анализом.
Тигли Гуча, диаметр 15 мм.
Ванадия (V) окись, ч.д.а.
Вольфрама (VI) окись для спектрального анализа, ч.д.а.
Железа окись, ч.д.а.
Кобальта закись-окись по ГОСТ 4467-79, ч.д.а.
Марганца (IV) окись безводная ос.ч. 9-2.
Меди окись по ГОСТ 16539-79, порошкообразная.
Молибдена (VI) окись, ч.д.а.
Никеля окись по ГОСТ 4331-78, ч.
Ниобия (V) окись ос.ч. 7-3.
Свинца окись, ч.д.а.
Тантала (V) окись ос.ч. 7-3.
Титана (IV) окись ос.ч. 6-2.
Хрома окись по ГОСТ 2912-79.
Вода бидистиллят или деионизованная с удельным электросопротивлением 20-24 МОм·см.
Кислота соляная особой чистоты по ГОСТ 14261-77, разбавленная 1:1 и 1:10.
Аммиак водный по ГОСТ 24147-80, ос.ч., разбавленный 1:10.
Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300-87, дважды перегнанный в кварцевом приборе.
Лантана окись, чистая по определяемым примесям.
Иттербия окись, чистая по определяемым примесям.
Лютеция окись, чистая по определяемым примесям.
Иттрия окись, чистая по определяемым примесям.
Бумага универсальная индикаторная.
Натрий хлористый ос.ч. 6-2.
Разд.2. (Измененная редакция, Изм. N 1, 2).
3. ПОДГОТОВКА К АНАЛИЗУ
3.1. Приготовление образцов сравнения
3.1.1. Головной образец на основе графита порошкового (ГОГП), содержащий по 1% каждой из определяемых примесей, готовят следующим образом.
Навески массой 0,0178 г ванадия окиси (V), 0,0126 г окиси вольфрама (VI), 0,0143 г окиси железа, 0,0137 г закись-окиси кобальта, 0,0158 г окиси марганца (IV) безводной, 0,0125 г окиси меди порошкообразной, 0,0150 г окиси молибдена (VI), 0,0141 г черной окиси никеля, 0,0143 г окиси ниобия (V), 0,0108 г окиси свинца, 0,0122 г окиси тантала (V), 0,0167 г окиси титана (IV), 0,0146 г окиси хрома помещают в ступку из органического стекла или фторопласта-4 и добавляют 0,8156 г порошкового графита. Смесь тщательно перетирают с этиловым спиртом в течение 50 мин и высушивают под инфракрасной лампой. Во избежание внесения загрязнений перетирание в ступке и высушивание под инфракрасной лампой проводят в боксе из органического стекла.
3.1.2. Образцы сравнения ОС 1-ОС 3 готовят последовательным разбавлением ГОГП, а затем каждого последующего образца порошковым графитом.
Содержание каждой из определяемых примесей в образцах ОС 1-ОС 3 и вводимые в смесь навески порошковым графитом предыдущего образца приведены в табл.1.
Таблица 1
|
|
|
|
Обозначение образца | Массовая доля каждого из определяемых элементов, % | Масса навески, г | |
|
| порошкового графита | предыдущего образца (в скобках указано его обозначение) |
ОС 1 | 1·10 | 1,800 | 0,200 (ГОГП) |
ОС 2 | 3·10 | 1,400 | 0,600 (ОС 1) |
ОС 3 | 1·10 | 1,333 | 0,667 (ОС 2) |
ОС 4 | 3·10 | 1,400 | 0,600 (ОС 3) |
ОС 5 | 1·10 | 1,333 | 0,667 (ОС 4) |
ОС 6 | 3·10 | 1,400 | 0,600 (ОС 5) |
ОС 7 | 1·10 | 1,333 | 0,667 (ОС 6) |
ОС 8 | 3·10 | 1,400 | 0,600 (ОС 7) |
Указанные в табл.1 навески порошкового графита и предыдущего образца помещают в ступку, тщательно перетирают с этиловым спиртом в течение 30 мин и высушивают под инфракрасной лампой. Перетирание в ступке и высушивание под инфракрасной лампой проводят в боксе из органического стекла.
4. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА
4.1. Концентрирование примесей
Концентрирование проводят в боксе из органического стекла, нагревательные элементы электроплитки должны быть закрыты графитовой или кварцевой кюветой.
После охлаждения весь сухой остаток переносят из чашки на кальку, добавляют 2 мг хлористого натрия, перемешивают и полученной смесью заполняют электроды для спектрального анализа.
Анализ каждой пробы проводят из трех параллельных навесок. Одновременно с каждой партией анализов проводят через все стадии анализа три контрольных опыта на все реактивы, получая три сухих остатка-концент
рата.
4.2. Спектральный анализ концентратов
К каждому концентрату, полученному из контрольных опытов, и к 50 мг каждого из образцов сравнения ОС 1-ОС 8 добавляют по 2 мг хлористого натрия и спектрально чистой по определяемым примесям окиси анализируемого РЗЭ и перемешивают. Каждую смесь помещают в кратер электрода (анода) диаметром 4 мм и глубиной 6 мм. Верхний электрод, заточенный на конус, служит катодом; между электродами зажигают дугу постоянного тока. Ток 15 А. Расстояние между электродами - 3 мм. Спектры фотографируют на спектрографе ДФС-8, используя фотопластинки ЭС. Ширина щели спектрографа - 15 мкм, время экспозиции - 45 с. Промежуточную диафрагму в трехлинзовом конденсоре подбирают так, чтобы почернения фона вблизи аналитических линий находились в области нормальных почернений.
В одинаковых условиях фотографируют по три раза спектры концентратов анализируемых проб, по три раза спектры концентратов, полученных из контрольных опытов, и по два раза спектры каждого образца сравнения.
Экспонированные фотопластинки проявляют, промывают водой, фиксируют, промывают в проточной воде (15 мин) и сушат.
5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
Таблица 2
|
|
Определяемый элемент | Длина волны аналитической линии, нм |
Ванадий | 318,54 |
Вольфрам | 294,44* |
Железо | 248,33 |
Кобальт | 242,49
304,4 |
Марганец | 280,11 |
Медь | 324,75 |
Молибден | 317,03 |
Никель | 300,25** |
Ниобий | 295,09 |
Свинец | 283,31 |
Тантал | 271,47*** |
Титан | 307,86 302,16 |
Хром | 284,33 |
________________
* При анализе иттербия и его окиси - 294,70 нм.
** При анализе иттербия и его окиси - 301,20 нм; иттрия и лантана - 305,0 нм.
*** Анализ лантана и его окиси на примесь тантала не проводится.
5.3. Расхождения результатов трех параллельных определений (отношение наибольшего из них к меньшему), а также расхождение результатов двух анализов (отношение большего из них к меньшему) не должно превышать значений допускаемых расхождений, указанных в табл.3.
Таблица 3
|
|
|
Определяемый элемент | Массовая доля, % | Допускаемое расхождение |
Ванадий | 5·10 | 3,1 |
| 3·10 | 2,9 |
| 1·10 | 2,7 |
Вольфрам | 5·10 | 2,8 |
| 3·10 | 2,5 |
| 1·10 | 2,4 |
Железо | 3·10 | 3,5 |
| 6·10 | 3,1 |
| 2·10 | 3,0 |
Кобальт | 2·10 | 2,7 |
| 3·10 | 2,3 |
| 1·10 | 2,2 |
Марганец | 5·10 | 2,5 |
| 1·10 | 2,4 |
| 5·10 | 2,0 |
Медь | 5·10 | 3,5 |
| 1·10 | 3,2 |
| 5·10 | 3,2 |
Молибден | 2·10 | 2,0 |
| 8·10 | 2,7 |
| 5·10 | 2,5 |
Никель | 2·10 | 3,3 |
| 1·10 | 2,8 |
| 1·10 | 2,6 |
Ниобий | 1·10 | 2,6 |
| 1·10 | 2,3 |
| 3·10 | 2,0 |
Свинец | 2·10 | 2,7 |
| 1·10 | 2,3 |
| 1·10 | 2,2 |
Тантал | 1·10 | 2,5 |
| 1·10 | 2,3 |
| 3·10 | 2,3 |
Титан | 1·10 | 2,7 |
| 8·10 | 2,5 |
| 5·10 | 2,4 |
Хром | 5·10 | 2,5 |
| 2·10 | 2,3 |
| 2·10 | 2,3 |
Метод II
Химико-спектральный метод определения ванадия, марганца, железа, кобальта, никеля, меди в редкоземельных металлах и их окисях (кроме церия и двуокиси церия) основан на одновременном спектральном определении примесных элементов в концентрате примесей на основе порошкового графита.
Концентрат примесей получают путем адсорбции их диэтилдитиокарбаматных и тиоксинатных комплексов на колонке из фторопласта с последующей десорбцией примесных элементов ацетоном и упариванием органического раствора на порошковом графите.
Интервалы определяемых массовых долей примесей:
|
|
ванадия | от 3·10 % до 3·10 % |
марганца | от 1·10 % до 1·10 % |
железа | от 3·10 % до 3·10 % |
кобальта | от 3·10 % до 3·10 % |
никеля | от 1·10 % до 3·10 % |
меди | от 2·10 % до 1·10 %. |
(Измененная редакция, Изм. N 2).
6. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ
Спектрограф дифракционный ДФС-8 с решеткой 600 штр/мм с трехлинзовой системой освещения или аналогичный.
Генератор дуговой ДГ-2 с дополнительным реостатом или аналогичный, приспособленный для поджига дуги постоянного тока высокочастотным разрядом.
Выпрямитель 250-300 В, 30-50 А.
Спектропроектор ПС-18 или аналогичный.
Микрофотометр нерегистрирующий типа МФ-2 или аналогичный.
Бокс из органического стекла.
Весы аналитические типа АДВ-200.
Весы торсионные типа ВТ-500.
Лампа инфракрасная ИКЗ-500 с регулятором напряжения тока типа РНО-250-0,5, или аналогичным.
Плитка электрическая.
Станок для заточки электродов.
Ступки из фторопласта-4 или органического стекла.
Фотопластинки типа ЭС.
Графит порошковый особой чистоты по ГОСТ 23463-79.
Угли спектральные ОСЧ-7-3.
Электроды, выточенные из углей спектральных ОСЧ-7-3, диаметром 6 мм, с кратером диаметром 4 мм и глубиной 6 мм.
Электроды графитовые фасонные для спектрального анализа ОСЧ-7-4 диаметром 6 мм, заточенные на конус.
Колба Бунзена.
Колонки из порошкового фторопласта: 3,5 г порошкового фторопласта (фракция менее 0,1 мм) помещают в фильтрующие воронки с фильтрами из спекшегося стеклянного порошка класса ПОР 160 или ПОР 40 диаметром фильтра 20 мм и уплотняют до высоты фторопластового слоя 15 мм.
Вода бидистиллят или деионизованная с удельным электрическим сопротивлением 20-24 МОм·см.
Кислота соляная особой чистоты по ГОСТ 14261-77, разбавленная 1:1 и 1:10.
Аммиак водный по ГОСТ 24147-80, ос.ч., разбавленный 1:10.
Ацетон особой чистоты.
Натрия хлорид ос.ч. 6-2.
Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300-87, дважды перегнанный в кварцевом приборе.
Ванадия (V) окись, ч.д.а.
Железа окись, ч.д.а.
Кобальта закись-окись по ГОСТ 4467-79, ч.д.а.
Марганца (IV) окись безводная ос.ч. 9-2.
Меди окись по ГОСТ 16539-79, порошкообразная.
Никеля окись по ГОСТ 4331-78, ч.
Разд.6. (Измененная редакция, Изм. N 2).
7. ПОДГОТОВКА К АНАЛИЗУ
7.1. Приготовление образцов сравнения
Головной образец на основе графита порошкового (ГОГП), содержащий по 1% каждой из определяемых примесей, готовят следующим образом: навески массой 0,0178 г окиси ванадия (V), 0,0143 г окиси железа, 0,0137 г закись-окиси кобальта, 0,0158 г марганца (IV) окиси безводной, 0,0125 г порошкообразной окиси меди, 0,0141 г окиси никеля помещают в ступку из фторпласта-4 или органического стекла и добавляют 0,9118 г порошкового графита. Смесь тщательно перетирают при добавлении этилового спирта в течение 50 мин и высушивают под инфракрасной лампой. Во избежание внесения загрязнений перетирание в ступке и высушивание под инфракрасной лампой проводят в боксе из органического стекла.
Образцы сравнения ОС 1-ОС 8 готовят последовательным разбавлением ГОГП, а затем каждого последующего образца порошковым графитом.
Массовая доля каждой из определяемых примесей в образцах ОС 1-ОС 8 и вводимые в смесь навески порошкового графита и предыдущего образца приведены в табл.4.
Таблица 4
|
|
|
|
Обозначение образца | Массовая доля каждой из определяемых примесей, % | Масса навески, г | |
|
| порошкового графита | предыдущего образца |
ОС 1 | 1·10 | 1,800 | 0,200 (ГОГП) |
ОС 2 | 3·10 | 1,400 | 0,600 (ОС 1) |
ОС 3 | 1·10 | 1,333 | 0,667 (ОС 2) |
ОС 4 | 3·10 | 1,400 | 0,600 (ОС 3) |
ОС 5 | 1·10 | 1,333 | 0,667 (ОС 4) |
ОС 6 | 3·10 | 1,400 | 0,600 (ОС 5) |
ОС 7 | 1·10 | 1,330 | 0,667 (ОС 6) |
ОС 8 | 3·10 | 1,403 | 0,600 (ОС 7) |
Указанные в табл.4 навески порошкового графита предыдущего образца помещают в ступку, тщательно перетирают при добавлении этилового спирта в течение 30 мин и высушивают под инфракрасной лампой.
Перетирание в ступке и высушивание под инфракрасной лампой проводят в боксе из органического стекла.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
8. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА
8.1. Концентрирование примесей
Анализ каждой пробы проводят из трех параллельных навесок. Одновременно с каждой партией анализов проводят через все стадии анализа три контрольных опыта на реактивы, получая три сухих остатка - концентрата.
(Измененная редакция, Изм.
N 2).
8.2. Спектральный анализ концентратов
К каждому концентрату, полученному из проб, контрольных опытов и к 50 мг каждого из образцов сравнения ОС 1-ОС 8 добавляют по 2 мг хлористого натрия и перемешивают. Каждую смесь помещают в кратер электрода (анод) диаметром 4 мм и глубиной 6 мм. Верхний электрод, заточенный на конус, служит катодом, между электродами зажигают дугу постоянного тока силой 15 А. Расстояние между электродами - 3 мм. Спектры фотографируют на спектрографе ДФС-8 с решеткой 600 штр/мм (в первом порядке), используя фотопластинки ЭС. Ширина щели спектрографа - 15 мкм, время экспозиции - 45 с. Промежуточную диафрагму в трехлинзовом конденсоре подбирают так, чтобы почернения фона вблизи аналитических линий находились в области нормальных почернений.
В одинаковых условиях фотографируют по три раза спектры концентратов анализируемых проб, по три раза спектры концентратов, полученных из контрольных опытов, и по два раза спектры каждого образца сравнения.
Экспонированные пластинки проявляют, промывают водой, фиксируют, промывают в проточной воде в течение 15 мин и сушат.
8.3. Регенерирование колонки
9. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
Таблица 5
|
|
|
Основа
| Определяемый элемент | Длина волны аналитической линии, нм |
Окиси лантана, иттрия, самария, европия, тербия, гольмия, тулия, иттербия и лютеция | Ванадий | 318,4 |
| Железо | 248,3 |
| Кобальт | 252,1
282,1 |
| Марганец | 257,6 |
| Медь | 327,4 |
| Никель | 300,3
305,1 |
Окиси празеодима и неодима | Ванадий | 318,4 |
| Железо | 259,8 |
| Кобальт | 252,1
304,4 |
| Марганец | 257,6
280,1 |
| Медь | 327,4 |
| Никель | 300,3
305,1 |
Окись гадолиния | Ванадий | 318,4 |
| Железо | 248,3 |
| Кобальт | 252,1
304,4 |
| Марганец | 257,6
280,1 |
| Медь | 327,4
282,4 |
| Никель | 305,1
303,7 |
Окись диспрозия | Ванадий | 318,4 |
| Железо | 272,1 |
| Кобальт | 252,1
304,4 |
| Марганец | 257,6
279,5 |
| Медь | 327,4 |
| Никель | 305,1
303,7
301,2 |
Окись эрбия | Ванадий | 318,4 |
| Железо | 248,3 |
| Кобальт | 252,1 304,4 |
| Марганец | 280,1 |
| Медь | 324,7 |
| Никель | 301,2 |
(Измененная редакция, Изм. N 2).
9.3. Расхождения результатов трех параллельных определений (отношение наибольшего из них к наименьшему), а также расхождение результатов двух анализов (отношение большего из них к меньшему) не должны превышать значений допускаемых расхождений, приведенных в табл.6.
Таблица 6
|
|
|
Определяемый элемент | Массовая доля, % | Допускаемое расхождение |
Ванадий | 3·10 | 3,3 |
| 5·10 | 3,1 |
| 5·10 | 2,9 |
Железо | 3·10 | 3,5 |
| 6·10 | 3,1 |
| 2·10 | 3,0 |
Кобальт | 3·10 | 3,0 |
| 2·10 | 2,7 |
| 1·10 | 2,2 |
Марганец | 1·10 | 2,9 |
| 1·10 | 2,4 |
| 1·10 | 2,0 |
Медь | 2·10 | 3,5 |
| 1·10 | 3,2 |
| 1·10 | 3,0 |
Никель | 1·10 | 3,3 |
| 1·10 | 2,8 |
| 1·10 | 2,6 |
(Измененная редакция, Изм. N 2).