ГОСТ 21639.12-87 Флюсы для электрошлакового переплава. Методы определения закиси марганца.

     ГОСТ 21639.12-87

Группа В09

 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

 ФЛЮСЫ ДЛЯ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОГО ПЕРЕПЛАВА

 Методы определения закиси марганца

 Fluxes for electroslag remelting. Methods for determination of manganous oxide

ОКСТУ 0809

Срок действия с 01.01.88

до 01.01.93*

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством черной металлургии СССР

ИСПОЛНИТЕЛИ

И.В.Стеценко, И.К.Майборода, П.М.Геращенко, В.В.Мирошниченко, О.В.Таранец

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 20.02.87 N 302

3. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Настоящий стандарт устанавливает фотометрический и атомно-абсорбционный методы определения закиси марганца в флюсах для электрошлакового переплава (при массовой доле закиси марганца от 0,1 до 2,0%).

 1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методам анализа - по ГОСТ 21639.0-76*.

 2. ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД

2.1. Сущность метода

Метод основан на окислении двухвалентного марганца в серно-фосфорнокислой среде до семивалентного йоднокислым калием с последующим измерением оптической плотности окрашенного раствора на спектрофотометре при длине волны 525 нм или фотоэлектроколориметре в диапазоне длин волн от 500 до 550 нм.

2.2. Аппаратура, реактивы и растворы

Фотоэлектроколориметр или спектрофотометр.

Кислота серная по ГОСТ 4204-77, разбавленная 1:1 и 5:1000.

Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552-80.

Водорода перекись по ГОСТ 10929-76, раствор 300 г/дм

.

Натрий азотистокислый по ГОСТ 4197-74, раствор 0,03 г/cм

.

Калий йоднокислый, раствор 50 г/дм

: 50 г йоднокислого калия добавляют к 1 дм

горячей серной кислоты (5:1000) и кипятят до полного растворения. Горячий раствор фильтруют. Перед применением раствор нагревают до растворения осадка и используют в горячем состоянии.

Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490-75.

Марганец металлический по ГОСТ 6008-82*.

Марганец (II) сернокислый 5-ти водный по ГОСТ 435-77.

Стандартные растворы закиси марганца

Раствор А: 2,2280 г марганцовокислого калия помещают в стакан вместимостью 600 см

и растворяют в 400-450 см

воды, приливают 10 см

серной кислоты (1:1) и восстанавливают семивалентный марганец перекисью водорода, приливая ее по каплям до обесцвечивания раствора. Раствор кипятят 8-10 мин, охлаждают, переливают в мерную колбу вместимостью 1 дм

, доливают водой до метки и перемешивают

или 4,388 г марганца сернокислого растворяют водой, переводят в мерную колбу вместимостью 1 дм

, доливают водой до метки и перемешивают;

или 0,7752 г марганца металлического помещают в стакан вместимостью 200 см

, прибавляют 25 см

воды и 10 см

серной кислоты (1:1). Стакан накрывают часовым стеклом, нагревают до растворения металла и продолжают нагревать в течение 2-3 мин. После охлаждения раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм

, доливают до метки водой и перемешивают.

Массовая концентрация закиси марганца в растворе А равна 0,001 г/см

.

Раствор Б: 10 см

стандартного раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см

, доливают водой до метки и перемешивают.

Массовая концентрация закиси марганца в растворе Б равна 0,

0001 г/см

.

2.3. Проведение анализа

2.3.1. Аликвотную часть основного раствора 50 см

при массовой доле закиси марганца до 0,5% или 20 см

при массовой доле закиси марганца свыше 0,5%, приготовленную по методике ГОСТ 21639.2-76 или по п.3.3.1, помещают в коническую колбу вместимостью 250 см

, приливают 10 см

серной кислоты (1:1), нагревают до паров серной кислоты, охлаждают, добавляют 50 см

воды, 5 см

ортофосфорной кислоты и нагревают до кипения, затем приливают 10 см

раствора йоднокислого калия и кипятят в течение 5 мин. Охлажденный раствор переливают в мерную колбу вместимостью 100 см

, доливают до метки водой и перемешивают.

Через час измеряют оптическую плотность анализируемого раствора на спектрофотометре при длине волны 525 нм или фотоэлектроколориметре в диапазоне длин волн от 500 до 550 нм в кювете с толщиной поглощающего слоя 30 мм. В качестве раствора сравнения применяют аликвотную часть раствора, в котором марганцевая кислота разрушена одной-двумя каплями раствора азотистокислого натрия.

Через весь ход анализа проводят контрольный опыт.

После вычитания значения оптической плотности раствора контрольного опыта из значения оптической плотности раствора пробы находят массовую концентрацию закиси марганца по градуировочному график

у.

2.3.2. Для построения градуировочного графика в восемь из девяти конических колб вместимостью по 100 см

отбирают 0,5; 1,0; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0; 5,0 см

раствора Б, что соответствует 0,00005; 0,0001; 0,0002; 0,00025; 0,0003; 0,00035; 0,0004; 0,0005 г закиси марганца. В каждую колбу приливают по 20 см

воды, по 10 см

серной кислоты (1:1), по 5 см

ортофосфорной кислоты, нагревают до кипения, приливают по 10 см

раствора йоднокислого калия и кипятят в течение 5 мин. Охлажденные растворы переливают в мерные колбы вместимостью 100 см

, доливают до метки водой и перемешивают. Оптическую плотность раствора измеряют как указано в п.2.3.1. Раствором сравнения служит раствор девятой колбы, не содержащий стандартного раствора закиси марганца.

По полученным значениям оптических плотностей и соответствующим массовым долям закиси марганца строят градуировочный график

.

2.4. Обработка результатов

2.4.1. Массовую долю закиси марганца (

) в процентах вычисляют по формуле

,

       

- масса закиси марганца в растворе анализируемой пробы, найденная по градуировочному графику, г;

- масса навески, соответствующая аликвотной части раствора, г.

2.4.2. Абсолютные расхождения результатов параллельных определений не должны превышать допускаемых значений, указанных в табл.1.

Таблица 1

3. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД

3.1. Сущность метода

Метод основан на сплавлении навески флюса со смесью для сплавления, растворении солей разбавленной соляной кислотой, распылении раствора в пламя воздух-ацетилен и измерении атомной абсорбции марганца при длине волны 279,5 нм в пересчете на закись марганца.

3.2. Aппapатура, реактивы и растворы

Спектрофотометр атомно-абсорбционный любого типа.

Печь муфельная с температурой нагрева до 1000 °С.

Баллон с растворенным и газообразным ацетиленом по ГОСТ 5457-75.

Компрессор с рессивером, обеспечивающим равномерную подачу воздуха с давлением на входе в спектрометр не менее 20 атм.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77 и разбавленная 1:1, 5:95.

Кислота серная по ГОСТ 4204-77 и разбавленная 1:1.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484-78.

Кислота борная по ГОСТ 9656-75.

Калий углекислый - натрий углекислый по ГОСТ 4332-76.

Смесь для сплавления: две части калия углекислого-натрия углекислого смешивают с одной частью борной кислоты.

Лантан азотнокислый, раствор 50 г/дм

.

Калий пиросернокислый по ГОСТ 7172-76.

Стандартный раствор Б, приготовленный по п.2.2.

3.3. Проведение анализа

3.3.1. Навеску флюса массой 0,5 г смешивают в платиновом тигле с 5 г смеси для сплавления, сверху пробу присыпают 0,5 г смеси. Тигель закрывают крышкой и сплавляют сначала в менее горячей зоне, затем выдерживают при 950-1000 °С в течение 10 мин. Тигель охлаждают.

Плав переносят в стакан вместимостью 400 см

. Тигель и крышку обмывают над стаканом 30 см

соляной кислоты (1:1), затем горячей водой. Стакан накрывают часовым стеклом, слегка нагревают до полного растворения сплава.

К раствору через носик стакана приливают 20 см

серной кислоты (1:1), часовое стекло и стенки стакана обмывают горячей водой и выпаривают раствор до появления густых паров серной кислоты. Охлаждают, стенки стакана обмывают холодной водой и повторно выпаривают раствор до появления обильных паров серной кислоты. Содержимое стакана охлаждают, приливают 30 см

соляной кислоты, 100-150 см

воды и нагревают до растворения солей.

Раствор фильтруют через фильтр "синяя лента" с фильтро-бумажной массой, промывают 2-3 раза горячей соляной кислотой (5:95) и 3-4 раза горячей водой. Фильтр помещают в платиновый тигель, подсушивают, прокаливают, осадок смачивают 2-3 каплями воды, добавляют 3-4 капли разбавленной серной кислоты, 3-5 см

фтористоводородной кислоты и выпаривают содержимое тигля до удаления паров серной кислоты, прокаливают и доплавляют с 1-1,5 г пиросернокислого калия. Охлажденный тигель помещают в стакан, вместимостью 250 см

, приливают 50 см

горячей воды, 10 см

соляной кислоты и нагревают до растворения плава. Затем тигель удаляют из стакана, обмывают водой и присоединяют раствор к первому фильтрату. Переводят раствор в мерную колбу вместимостью 500 см

, охлаждают, доводят до метки водой и перемешивают.

Для флюсов с массовой долей закиси марганца от 0,5 до 2,0% проводят дальнейшее разбавление. Аликвотную часть основного раствора выбирают по табл.2, помещают в мерную колбу вместимостью 100 см

, приливают по 4 см

соляной кислоты, доливают до метки водой и перемешивают.

Таблица 2

Массовая доля закиси марганца, %	Разбавление I	Аликвотная часть, см	Разбавление II
0,1-0,5	500	-	-
0,5-1,0	500	25	100
1,0-2,0	500	10	100

Через весь ход анализа проводят контрольный опыт.

Распыляют раствор контрольного опыта и раствор анализируемой пробы в пламя воздух-ацетилен и измеряют абсорбцию каждого раствора в порядке увеличения абсорбции до получения стабильных показателей для каждого раствора.

Перед распылением каждого раствора распыляют воду для промывания системы и проверки нулевой точки. Измеряют атомную абсорбцию марганца при длине волны 279,5 нм в пересчете на закись марганца.

После вычитания значения атомной абсорбции раствора контрольного опыта из значения атомной абсорбции раствора анализируемой пробы находят массовую концентрацию закиси марганца в растворе анализируемой пробы по градуировочному графику.

3.3.2. Построение градуировочного графика

Для построения градуировочного графика в пять из шести мерных колб вместимостью 100 см

приливают 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0 см

стандартного раствора Б, что соответствует 0,0001; 0,0002; 0,0003; 0,0004; 0,0005 г закиси марганца.

Для флюсов с массовой долей закиси марганца от 0,1 до 0,5% в каждую колбу приливают по 10 см

лантана азотнокислого, при массовой доле от 0,5 до 2,0% в каждую колбу приливают по 5 см

лантана азотнокислого, приливают по 4 см

соляной кислоты, доливают до метки водой и перемешивают. Шестая колба, не содержащая стандартный раствор, служит для проведения контрольного опыта.

Измерение абсорбции полученных растворов проводят как указано в п.3.3.1.

3.4. Обработка результатов

3.4.1. Массовую долю закиси марганца (

) в процентах вычисляют по формуле

,

где

-

масса закиси марганца в растворе анализируемой пробы, найденная по градуировочному графику, г;

       

- масса навески, соответствующая аликвотной части раствора, г.

3.4.2. Абсолютные расхождения результатов параллельных определений не должны превышать допускаемых значений, указанных в табл.1.