ГОСТ Р ИСО 10237-2016 Материалы углеводородные для производства алюминия. Прокаленный кокс. Определение содержания остаточного водорода.

     ГОСТ Р ИСО 10237-2016

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 МАТЕРИАЛЫ УГЛЕРОДНЫЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА АЛЮМИНИЯ

 Прокаленный кокс. Определение содержания остаточного водорода

 Carbonaceous materials used in the production of aluminium. Calcined coke. Determination of residual-hydrogen content

ОКС 71.100.10

Дата введения 2017-07-01

 Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом "Уральский электродный институт" (ОАО "Уралэлектродин") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 109 "Электродная продукция"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ

Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 21 июня 2016 г. N 656-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 10237:1997* "Материалы углеродные для производства алюминия. Прокаленный кокс. Определение содержания остаточного водорода" (ISO 10237:1997 "Carbonaceous materials for the production of aluminium - Calcined coke - Determination of residual-hydrogen content", IDT)

Международный стандарт ИСО 10237:1997 разработан Техническим комитетом ISO/TC 47 "Химия", подкомитетом SC 7 "Оксид алюминия, криолит, фторид алюминия, фторид натрия, углеродные продукты для производства алюминия".

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном

приложении ДА

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Апрель 2019 г.

Правила применения настоящего стандарта установлены в

статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации" . Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

      1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на прокаленные коксы, используемые в углеродных материалах для производства алюминия, и устанавливает метод определения содержания остаточного водорода.

Сырой кокс прокаливают до такой степени, чтобы его можно было использовать в производстве для изготовления анодов. Критерием степени прокалки является содержание остаточного водорода.

Метод применим только для материалов, имеющих содержание остаточного водорода менее 1% (m/m).

Примечание - При концентрациях менее 1% (m/m) водород в основном находится в конденсированных ароматических кольцах и в меньшей степени в алифатических звеньях.

      2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты*. Рекомендуется последнее издание указанных стандартов (включая все изменения).     

ISO 4793:1980, Laboratory sintered (fritted) filters - Porosity grading, classification and designation (Фильтры лабораторные спеченные (фриттованные). Класс пористости, классификация и обозначение)

ISO 6375:1980, Carbonaceous materials used in the production of aluminium - Cokes for electrodes - Sampling (Материалы углеродные для производства алюминия. Кокс для электродов. Отбор проб)

      3 Сущность метода

Метод основан на сжигании измельченной и высушенной пробы кокса при температуре 750°С в токе кислорода, окислении продуктов неполного сгорания в присутствии оксида меди (ll) и хромата свинца (ll), весовом определении образующейся при этом воды, поглощенной поглотителем. Содержание водорода в анализируемой пробе рассчитывают исходя из увеличения массы поглотителя.

      4 Реактивы

В ходе анализа используют реактивы аналитической чистоты и дистиллированную воду или воду эквивалентной чистоты.

4.1 Оксид меди (II) CuO, в виде проволоки.

4.2 Хромат свинца (II)

, размер частиц приблизительно от 1 до 3 мм.

4.3 Серная кислота

, с концентрацией по массе от 94% (

m/m

) до 96% (

m/m

), или

4.4 Перхлорат магния

.

4.5 Искусственный графит без примеси водорода, размер зерна

1 мм, содержание воды

0,001% (

m

/

m

).

      5 Аппаратура

Используют стандартную лабораторную аппаратуру, включающую следующее оборудование:

5.1 Шкаф сушильный, обеспечивающий температуру (220±10)°С.

5.2 Весы с точностью до 0,1 мг.

5.3 Эксикатор с соответствующим осушителем.

5.4 Экран, сетка из провода 1 мм.

5.5 Установка для сжигания пробы кокса, приведенная на рисунке 1 и состоящая из элементов, указанных в 5.5.1-5.5.15.

1 - кислородный баллон; 2 - редуктор давления; 3а, Зb - расходомеры (например с переменным сечением); 4, 5, 6 - склянки объемом по 500 мл для очистки газа; 7 - кварцевая трубка; 8 - печь газоочистки; 9 - промывная склянка объемом 350 мл с фильтром и шаром; 10 - промывная склянка объемом 250 мл с фильтром; 11 - трубчатый фильтр; 12 - предохранительная склянка с ртутью; 13 - кран; 14 - кварцевая трубка сжигания; 15 - печь сжигания; 16 - фарфоровая лодочка; 17 - сетка из медной проволоки; 18 - термопара; 19 - блок абсорбции

Рисунок 1 - Общий вид установки для сжигания пробы кокса

5.5.1 Баллон кислородный (1).

5.5.2 Редуктор давления (2).

5.5.3 Расходомер (За), например с переменным сечением, обеспечивающим измерение газовой производительности 40 л/ч.

5.5.4 Три склянки объемом 500 мл для предварительной очистки кислорода (4, 5, 6): первая пустая для удаления инородных тел; вторая заполнена примерно на треть серной кислотой (4.3) для осушения кислорода; третья, пустая, для сбора захваченной серной кислоты.

5.5.5 Кварцевая трубка (7), диаметр 20 мм, длина 900 мм, содержащая два мотка медной проволоки с содержанием меди более 95% (m/m) и сетки размером от 0,3 до 0,7 мм, наполненной в ячейках оксидом меди (ll) (4.1).

5.5.6 Печь газоочистки (8), поддерживающая температуру (425±25)°С.

5.5.7 Склянка промывная объемом 350 мл для очистки газа (9), с разъемом и фильтром (пористость P160 в соответствии с ИСО 4793, максимальный внутренний размер пор от 100 до 160 мкм, диаметр 60 мм), и с шаром (минимальный диаметр 60 мм), заполненным серной кислотой (4.3) до уровня от 20 до 30 мм над поверхностью фильтра.

5.5.8 Склянка промывная объемом 250 мл для улавливания серной кислоты (10), с разъемом, с фильтром (пористость P160 в соответствии с ИСО 4793).

5.5.9 Фильтр трубчатый (11) (пористость P160 в соответствии с ИСО 4793), диаметр 60 мм.

5.5.10 Склянка предохранительная с ртутью (12) с просверленной пробкой, объем 250 мл.

Рисунок 2 - Блок абсорбции

5.5.11 Кран (13) и расходомер (3b), например с переменным сечением, обеспечивающие измерение газовой производительности 14 л/ч.

5.5.12 Печь сжигания (15), поддерживающая температуру (750±10)°С.

5.5.13 Трубка сжигания кварцевая (14), диаметр 32 мм, длина 500 мм, содержащая с одной стороны оксид меди (ll) (4.1) и хромат свинца (ll) (4.2), которые удерживаются на месте с помощью сетки размером от 0,3 до 0,7 мм из медного провода с содержанием меди более 95% (m/m).

При заполнении кварцевой трубки сжигания промежуток между хроматом свинца (ll) и сеткой из медного провода должен быть не менее 20 мм для обеспечения расширения хромата свинца (ll).

Примечание - При замене одинарного крана (13) на коллекторную разводку к одному баллону кислорода может быть подключено несколько печей сжигания.

5.5.14 Блок абсорбции (19) (приведен на рисунке 2), содержит серную кислоту (4.3) или перхлорат магния (4.4).

5.5.15 Пробки и гибкие шланги для соединения, изготовленные из силиконовой резины.

5.6 Лодочка фарфоровая (16) размером 160 х 14 х 20 мм.

      6 Отбор и подготовка пробы

6.1 Отбор пробы

Отбор пробы кокса осуществляют в соответствии с ИСО 6375.

6.2 Подготовка пробы

Измельчают пробу кокса до размера зерна <1 мм и сушат в шкафу (5.1) в течение 2 ч при температуре (220±10)°С. Высушенные пробы хранят в эксикаторе (5.3). Для каждого анализа обычно требуется 10 г анализируемой пробы. Если концентрация водорода превышает 0,3% (m/m), пробу кокса 5 г разбавляют примерно с таким же количеством искусственного графита без примеси водорода (4.5).

В случае обмасленного кокса проводят экстракцию масла дихлорметаном

.

      7 Проведение анализа

Устанавливают подачу кислорода через установки для сжигания при помощи расходомеров (За, 3b) в (8±1) л/ч. Нагревают печь газоочистки (8) до (425±25)°С и печь сжигания (15) до (750±10)°С.

Подключают блок абсорбции (19) на 20 мин, затем его отключают, перекрывают, охлаждают до комнатной температуры (от 18°С до 28°С) и взвешивают, округляя до 0,1 мг.

Взвешивают с точностью до 0,1 мг 10 г пробы (или 5 г, см. 6.2) и помещают в фарфоровую лодочку (5.6). Лодочку помещают в кварцевую трубку сжигания (14) в центральную зону печи сжигания (15). Подключают к трубке сжигания расходомер 3b и проверяют скорость подачи кислорода, которая должна быть (8±1) л/ч.

Через 5 мин соединяют взвешенный блок абсорбции с трубкой сжигания. Через 3,5 ч отсоединяют и закрывают блок абсорбции, охлаждают до комнатной температуры (от 18°С до 28°С) и взвешивают, округляя до 0,1 мг.

Для проверки установки проводят ее тестирование без анализируемой пробы. Тест должен длиться не менее 1 ч, и увеличение массы блока абсорбции должно быть

1 мг.

      8 Обработка результатов

8.1 Вычисление

Рассчитывают содержание водорода

w

(

) в процентах по массе по формуле

,                                                 (1)

где

- масса анализируемой пробы, г;

- масса блока абсорбции до анализа, г;

- масса блока абсорбции после анализа, г;

f - отношение относительной молекулярной массы водорода к воде (т.е. 2/18).

8.2 Прецизионность

Прецизионность данных для этого метода была получена в соответствии с ИСО 5725:1986

Прецизионность методов испытаний. Определение повторяемости и воспроизводимости результатов стандартного метода с помощью межлабораторных испытаний (ISO 5725:1986 Precision of test methods - Determination of repeatability and reproducibility for a standard test method by interlaboratory tests).

_________________

Для получения данных по прецизионности была использована датированная ссылка на ИСО 5725-1986, который был технически пересмотрен и заменен серией стандартов ИСО 5725 (части 1-6) под общим заголовком "Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений". Для целей настоящего метода использован ИСО 5725-2 "Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 2. Основной метод определения повторяемости и воспроизводимости стандартного метода измерений" (ISO 5725-2 "Accuracy (trueness and precision) of measurement methods and results. Part 2. Basic method for the determination of repeatability and reproducibility of a standard measurement method"). Для однозначного соблюдения требований настоящего стандарта, выраженных в недатированных ссылках, рекомендуется использовать данный ссылочный стандарт.

8.2.1 Повторяемость r

Разность между величинами двух определений, выполненных в одинаковых условиях одним и тем же оператором с использованием одного и того же оборудования на пробах, взятых из одного и того же испытуемого материала, не должна превышать 0,005% абсолютных.

8.2.2 Воспроизводимость R

Разность между величинами средних значений двух определений, полученных двумя лабораториями, использующими этот метод для анализа одного и того же испытуемого материала, не должна превышать 0,01% абсолютных.

      9 Протокол испытания

В протокол испытаний должна быть включена следующая информация:

a) ссылка на настоящий стандарт;

b) полная идентификация пробы;

c) количество проанализированных проб;

d) содержание водорода в каждой анализируемой пробе, выраженное в процентах по массе с точностью до 0,001% (m/m);

e) среднее значение отдельных определений;

f) любые действия, не включенные в настоящий стандарт или считающиеся необязательными, а также любые необычные особенности, отмеченные в ходе определения;

g) дата испытания.

Приложение ДА

(справочное)

 Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов национальным стандартам

Таблица ДА.1