GB/T 20975.19-2020 铝及铝合金化学分析方法 第19部分：锆含量的测定

　　ICS 77 . 120 . 10 H 12

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 20975. 19—2020代替 GB/T 20975 . 19—2008

　　铝及铝合金化学分析方法第 19 部分：锆含量的测定

　　Methodsforchemicalanalysisofaluminium andaluminium alloys—

　　part19：Determinationofzirconium content

　　2020-1 1-19 发布 2021-10-01 实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　发

　　布

　　GB/T 20975 . 19—2020

　　前 言

　　GB/T 20975《铝及铝合金化学分析方法》分为 37 部分：

　　— 第 1 部分：汞含量的测定;

　　— 第 2 部分：砷含量的测定;

　　— 第 3 部分：铜含量的测定;

　　— 第 4 部分：铁含量的测定;

　　— 第 5 部分：硅含量的测定;

　　— 第 6 部分：镉含量的测定;

　　— 第 7 部分：锰含量的测定;

　　— 第 8 部分：锌含量的测定;

　　— 第 9 部分：锂含量的测定 火焰原子吸收光谱法;

　　— 第 10 部分：锡含量的测定;

　　— 第 11 部分：铅含量的测定;

　　— 第 12 部分：钛含量的测定;

　　— 第 13 部分：钒含量的测定;

　　— 第 14 部分：镍含量的测定;

　　— 第 15 部分：硼含量的测定;

　　— 第 16 部分：镁含量的测定;

　　— 第 17 部分：锶含量的测定;

　　— 第 18 部分：铬含量的测定;

　　— 第 19 部分：锆含量的测定;

　　— 第 20 部分：镓含量的测定 丁基罗丹明 B分光光度法;

　　— 第 21 部分：钙含量的测定;

　　— 第 22 部分：铍含量的测定;

　　— 第 23 部分：锑含量的测定;

　　— 第 24 部分：稀土总含量的测定;

　　— 第 25 部分：元素含量的测定 电感耦合等离子体原子发射光谱法;

　　— 第 26 部分：碳含量的测定 红外吸收法;

　　— 第 27 部分：铈、镧、航含量的测定 电感耦合等离子体原子发射光谱法;

　　— 第 28 部分：钴含量的测定 火焰原子吸收光谱法;

　　— 第 29 部分：钼含量的测定 硫氰酸盐分光光度法;

　　— 第 30 部分：氢含量的测定 加热提取热导法;

　　— 第 31 部分：磷含量的测定 钼蓝分光光度法;

　　— 第 32 部分：铋含量的测定;

　　— 第 33 部分：钾含量的测定 火焰原子吸收光谱法;

　　— 第 34 部分：钠含量的测定 火焰原子吸收光谱法;

　　— 第 35 部分：钨含量的测定 硫氰酸盐分光光度法;

　　— 第 36 部分：银含量的测定 火焰原子吸收光谱法;

　　— 第 37 部分：铌含量的测定。

　　GB/T 20975 . 19—2020

　　本部分为 GB/T 20975 的第 19 部分。

　　本部分按照 GB/T 1 . 1—2009 给出的规则起草。

　　本部分代替 GB/T 20975 . 19—2008《铝及铝合金化学分析方法 第 19 部分：锆含量的测定》。 与GB/T 20975 . 19—2008 相比，除编辑性修改外，主要技术变化如下：

　　— 增加了标准使用安全警示;

　　— 修改了二甲酚橙分光光度法的测定范围，由 0 . 040%~0 . 50%修改为 0 . 010%~1 . 00%(见第1 章，2008 年版的第 1 章);

　　— 增加了“规范性引用文件”(见第 2 章);

　　— 增加了“术语和定义”(见第 3 章);

　　— 增加了分析使用试剂和水的要求(见 4 . 2 和 5 . 2) ;

　　— 修改了二甲酚橙分光光度法的精密度(见 4 . 7 , 2008 年版的第 8 章);

　　— 删除了“偶氮肿 Ⅲ分光光度法”(见 2008 年版的方法二 偶氮肿 Ⅲ分光光度法);

　　— 增加了“Na2EDTA滴定法”(见第 5 章);

　　— 增加了“试验报告”(见第 6 章)。

　　本部分由中国有色金属工业协会提出。

　　本部分由全国有色金属标准化技术委员会(SAC/TC 243)归口 。

　　本部分起草单位：中铝郑州有色金属研究院有限公司、广东省工业分析测试中心、有色金属技术经济研究院、东北轻合金有限责任公司、长沙矿冶研究院有限责任公司、贵州省分析测试研究院、中铝矿业有限公司、辽宁忠旺集团有限公司、河北四通新型金属材料股份有限公司、山东南山铝业股份有限公司、山东兖矿轻合金有限公司、有研亿金新材料有限公司。

　　本部分主要起草人：彭展、赵淋、张永进、黄葡英、席欢、周兵、喻星、袁霄、艾薬、曲凤娇、匡玉云、刘艳花、刘朝方、曹艳伟、王韧、李伟、贺文秀。

　　本部分所代替标准的历次版本发布情况为：

　　—GB/T 6987 . 19—1986、GB/T 6987 . 19—2001 ;

　　—GB/T 20975 . 19—2008 。

　　GB/T 20975 . 19—2020

　　铝及铝合金化学分析方法

　　第 19 部分：锆含量的测定

　　警示 — 使用本部分的人员应有正规实验室工作的实践经验。 本部分并未指出所有可能的安全问题 。使用者有责任采取适当的安全和健康措施，并保证符合国家有关法规规定的条件。

　　1 范围

　　GB/T 20975 的本部分规定了二甲酚橙分光光度法和 Na2 EDTA 滴定法测定铝及铝合金中锆含量。

　　本部分适用于 铝 及 铝 合 金 中 锆 含 量 的 仲 裁 测 定。 二 甲 酚 橙 分 光 光 度 法 测 定 范 围：0 . 010% ~

　　1.00%;Na2 EDTA滴定法测定范围：2.50%~18.00%。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注 日期的引用文件，仅注 日期的版本适用于本文件 。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　GB/T 8005 . 2 铝及铝合金术语 第 2 部分：化学分析

　　GB/T 8170—2008 数值修约规则与极限数值的表示和判定

　　3 术语和定义

　　GB/T 8005 . 2 界定的术语和定义适用于本文件。

　　4 二甲酚橙分光光度法

　　4 . 1 方法提要

　　试料用盐酸和过氧化氢溶解，在高氯酸介质中，加入二甲酚橙显色后，于分光光度计波长 535 . 0 nm处，测量其吸光度，以此测定锆含量。

　　4 . 2 试剂

　　除非另有说明，在分析中仅使用确认为分析纯的试剂和实验室二级水。

　　4.2. 1 纯铝 (∞Al≥99.99% ,∞Zr≤0.001 0%)。

　　4.2.2 盐酸 (ρ= 1.19 g/mL)。

　　4.2.3 过氧化氢(ρ= 1.10 g/mL)。

　　4.2.4 盐酸 (1+1)。

　　4.2.5 高氯酸[c(HClO4) = 6.5 mol/L]：移取 275 mL 高氯酸 (70.0%~72.0%), 以水稀释至 500 mL,混匀(必要时标定)。

　　4 . 2 . 6 二甲酚橙溶液(1 g/L),贮于棕色瓶中，必要时过滤。

　　4 . 2 . 7 苦杏仁酸溶液(150 g/L),过滤后使用。

　　GB/T 20975 . 19—2020

　　4 . 2 . 8 洗涤液：1 000 mL水溶液中含有 20 mL盐酸(4 . 2 . 2)及 50 g苦杏仁酸，过滤后使用。

　　4.2.9 锆标准贮存溶液(ρ1 ≈1 mg/mL) :

　　— 配制：称取 1.77 g 氧氯化锆(ZrOCl2 ·8H2 O)置于 400 mL烧杯中，加入 100 mL水及 166 mL盐酸(4 . 2 . 4)溶解，移入 500 mL容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀。 此溶液 1 mL 约含1 mg锆。

　　— 标定：移取 50 . 00 mL锆标准贮存溶液(犞1)于 300 mL烧杯中，加入 30 mL 盐酸(4 . 2 . 2),加热至近沸，加入 50 mL苦杏仁酸溶液(4 . 2 . 7),充分搅拌，置于 80 ℃的电热恒温水浴锅中，保温30 min后，取出冷却。 用中速滤纸过滤，用洗涤液洗净烧杯，将沉淀全部转移到滤纸上，用洗涤液洗涤沉淀 6 次 ~8 次，将滤纸及沉淀置于已恒重的铂坩埚中，烘干，灰化，再放入 1 000 ℃高温炉中灼烧 2 h~3 h,取出，放入干燥器中冷却 30 min后称量(犿1) 。

　　— 计算：按照式(1)计算锆标准贮存溶液的质量浓度 ρ1 :

　　…………………………( 1 )

　　式中：

　　0 . 740 3 — 二氧化锆换算为锆的系数;

　　犿1 —灼烧后的二氧化锆量，单位为毫克(mg) ;

　　犞1 —移取的锆标准贮存溶液的体积，单位为毫升(mL) 。

　　计算结果保留三位有效数字。 数值修约执行 GB/T 8170—2008 中 3 . 2、3 . 3 。

　　4 . 2 . 10 锆标准溶液 A：移取适量已标定好的锆标准贮存溶液(4 . 2 . 9) (25 . 00 mL 左右)于 250 mL 容量瓶中，加入 75 mL盐酸(4 . 2 . 4),用水稀释至刻度，混匀。 此溶液 1 mL含 0 . 1 mg锆。

　　4.2. 1 1 锆标准溶液 B：移取 50.00 mL 锆标准溶液 A(4. 2. 10) 于 250 mL 容量瓶中，加入 8 mL 盐酸(4 . 2 . 4),用水稀释至刻度，混匀。 此溶液 1 mL含 0 . 02 mg锆。

　　4 . 3 设备和仪器

　　4.3. 1 高温炉(1 000 ℃ ±20 ℃ )。

　　4 . 3 . 2 电热恒温水浴锅。

　　4 . 3 . 3 分光光度计。

　　4 . 4 试样

　　将样品加工成厚度不大于 1 mm 的碎屑。

　　4 . 5 分析步骤

　　4 . 5 . 1 试料

　　按表 1 称取质量(犿2) 的试样(4 . 4),精确至 0 . 000 1 g。

　　表 1

　　GB/T 20975 . 19—2020

　　4 . 5 . 2 平行试验

　　平行做两份试验，取其平均值。

　　4 . 5 . 3 空白试验

　　按表 1 称取纯铝(4 . 2 . 1)代替试料(4 . 5 . 1),随同试料做空白试验。

　　4 . 5 . 4 测定

　　4 . 5 . 4 . 1 将试料(4 . 5 . 1)置于 250 mL烧杯中，盖上表皿，分次加入总量为 25 mL盐酸(4 . 2 . 4), 待剧烈反应停止后，加入 1 mL过氧化氢(4 . 2 . 3),缓慢加热至试样完全溶解，煮沸分解过量的过氧化氢，冷却至室温 。移入 100 mL容量瓶(犞2) 中，用水稀释至刻度，混匀。 用中速滤纸干过滤。

　　注：对于试样中硅的质量分数大于 1% 的铝合金试样，用以下方法代替 4 . 5 . 4 . 1 进行：将试样置于 300 mL 聚四氟乙烯烧杯中，盖上表皿，加入 10 mL氢氧化钠溶液(400 g/L),待剧烈反应停止后，滴加 l mL 过氧化氢(4 . 2 . 3) ,用少量水洗表皿和杯壁，加热蒸至浆状，取下冷却，用约 30 mL 温水冲洗杯壁，缓慢加热使盐类溶解，取下稍冷。加入 40 mL盐酸(4 . 2 . 4),摇匀后，加热至溶液清亮，取下冷却，移入 100 mL容量瓶(犞2) 中，以水稀释至刻度，混匀，用中速滤纸干过滤。

　　4.5.4.2 移取 5.00 mL滤液(犞3)于 100 mL容量瓶中，加入 10.0 mL高氯酸(4.2.5), 混匀。加入 5.00 mL二甲酚橙溶液(4 . 2 . 6),以水稀释至刻度，混匀。 在室温下放置 30 min。

　　4 . 5 . 4 . 3 将部分试液移入 1 cm 吸收池中，以空白试验溶液为参比，在分光光度计波长 535 nm 处，测量其吸光度。 从工作曲线上查出相应的锆量(犿3) 。

　　4 . 5 . 5 工作曲线的绘制

　　4 . 5 . 5 . 1 按表 1 称取纯铝(4 . 2 . 1) ,按 4 . 5 . 4 . 1 制备铝基体溶液 。

　　4.5.5.2 移取 5. 00 mL 铝基体溶液(4. 5. 5. 1) 于一组 100 mL 容量瓶中，分别加入 0 mL、0. 50 mL、 1.00 mL、2.00 mL、3.00 mL、4.00 mL、5.00 mL、6.00 mL、7.00 mL锆标准溶液 B(4.2.11), 加入 10.0 mL高氯酸(4 . 2 . 5),混匀。 加入 5 . 00 mL二甲酚橙溶液(4 . 2 . 6), 以水稀释至刻度，混匀。 放置 30 min。

　　4 . 5 . 5 . 3 将部分系列标准溶液移入 1 cm 吸收池中，以工作曲线的“零”浓度溶液为参比，于分光光度计波长 535 nm处，测量其吸光度。 以锆量为横坐标，以吸光度为纵坐标，绘制工作曲线。

　　4 . 6 试验数据处理

　　锆含量以锆质量分数 狑Zr计，按式(2)计算：

　　狑 …………………………( 2 )

　　式中：

　　犿3 —从工作曲线上查得试液的锆量，单位为毫克(mg) ;

　　犞2 —试液总体积，单位为毫升(mL) ;

　　犞3 —移取试液体积，单位为毫升(mL) ;

　　犿2 —试料的质量，单位为克(g) 。

　　计算结果保留两位有效数字。 数值修约执行 GB/T 8170—2008 中 3 . 2、3 . 3 。

　　4 . 7 精密度

　　4 . 7 . 1 重复性

　　在重复性条件下获得的两个独立测试结果的测定值，在以下给出的平均值范围内，这两个测试结果

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　　的绝对差值不超过重复性限r，超过重复性限 r 的情况不超过 5%,重复性限 r 按表 2 数据采用线性内插法或外延法求得。

　　表 2

　　4 . 7 . 2 再现性

　　在再现性条件下获得的两次独立测试结果的测定值，在以下给出的平均值范围内，这两个测试结果的绝对差值不超过再现性限 R，超过再现性限 R 的情况不超过 5%,再现性限 R 按表 3 数据采用线性内插法或者外延法求得。

　　表 3

　　5 Na2EDTA滴定法

　　5 . 1 方法提要

　　试料用盐酸和过氧化氢溶解，在强酸介质中，锆与 EDTA 作用生成稳定的络合物。 用甲基百里酚蓝作指示剂，在 0 . 8 mol/L~1 . 5 mol/L盐酸浓度并在煮沸状态下，用 Na2 EDTA 标准滴定溶液趁热滴定锆，以此测定锆含量。

　　铪定量干扰测定结果，样品中含有铪从滴定结果中扣除。

　　5 . 2 试剂

　　除非另有说明，在分析中仅使用确认为分析纯的试剂和实验室三级水。

　　5.2. 1 过氧化氢(ρ= 1.10 g/mL)。

　　5.2.2 盐酸 (ρ= 1.19 g/mL)。

　　5.2.3 盐酸 (1+1)。

　　5.2.4 氯化亚锡溶液(100 g/L)：称取 5 g氯化亚锡于 250 mL烧杯中，加入 15 mL盐酸(5.2.2),微热溶解，冷却，用水稀释至 50 mL,现用现配。

　　5 . 2 . 5 苦杏仁酸溶液(150 g/L),过滤后使用。

　　5 . 2 . 6 苦杏仁酸洗涤液：1 000 mL水溶液中含有 20 mL盐酸(5 . 2 . 2)及 50 g苦杏仁酸。 过滤后使用。

　　5.2.7 锆标准溶液(ρ0 ≈2 mg/mL) :

　　— 配制：称取 3.53 g 氧氯化锆(ZrOCl2 ·8H2 O) 置于 400 mL烧杯中，加入 100 mL 水及 50 mL盐酸(5 . 2 . 3)溶解，移入 500 mL容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀。 此溶液 1 mL 约含2 mg锆。

　　— 标定：移取 25 . 00 mL锆标准溶液(V0)于 300 mL烧杯中，加入 30 mL 盐酸(5 . 2 . 2),加热至近沸，加入 50 mL苦杏仁酸溶液(5 . 2 . 5),充分搅拌，置于 80 ℃的恒温水浴锅中，保温 30 min 后 ;取出冷却。 用中速滤纸过滤，用苦杏仁酸洗涤液(5 . 2 . 6) 洗净烧杯，将沉淀全部转移到滤纸上，用苦杏仁酸洗涤液(5 . 2 . 6)洗涤沉淀 6 次 ~8 次，将滤纸及沉淀置于已恒重的铂坩埚中，烘干，

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　　灰化，再放入 1 000 ℃高温炉中灼烧 2 h~3 h,取出，放入干燥器中冷却 30 min后称量(犿0) 。

　　— 计算：按照式(3)计算锆标准溶液的实际质量浓度 ρ0 :

　　…………………………( 3 )

　　式中：

　　犿0 —灼烧后的二氧化锆量，单位为毫克(mg) ;

　　犞0 —移取锆标准溶液的体积，单位为毫升(mL) 。

　　计算结果保留三位有效数字。 数值修约执行 GB/T 8170—2008 中 3 . 2、3 . 3 。

　　5.2.8 乙二胺四乙酸二钠(Na2EDTA)标准滴定溶液(犮1 ≈0.01 mol/L) :

　　— 配制：称取 3.7 g EDTA 置于 500 mL烧杯中，加入 200 mL热水溶解，冷却后，移入 1 000 mL容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀。

　　— 标定：移取 10 . 00 mL锆标准溶液(犞4)于 300 mL锥形瓶中，加入 9 . 5 mL盐酸(5 . 2 . 2),加水使溶液体积约 100 mL,混匀，加热至沸，取下，加入约 0 . 2 g 甲基百里酚蓝指示剂(5 . 2 . 9),趁热用Na2EDTA标准滴定溶液(5 . 2 . 8)滴定至溶液从蓝色变为亮黄色，再将溶液加热至沸，如溶液出现蓝色则继 续 滴 定 至 亮 黄 色，直 至 加 热 至 沸 后 溶 液 亮 黄 色 保 持 不 变 为 终 点，记 录 消 耗 的Na2EDTA标准滴定溶液的体积(犞5) 。

　　— 计算：按式(4)计算 Na2EDTA标准滴定溶液的实际浓度 犮1 :

　　犮 …………………………( 4 )

　　式中：

　　ρ0 —锆标准溶液的质量浓度，单位为毫克每毫升(mg/mL) ;

　　犞4 —移取锆标准溶液的体积，单位为毫升(mL) ;

　　犞5 —滴定锆标准溶液所消耗的 Na2EDTA标准滴定溶液的体积，单位为毫升(mL) ;

　　91.22 —锆的摩尔质量，单位为克每摩尔(g/mol) 。

　　计算结果保留四位有效数字。 数值修约执行 GB/T 8170—2008 中 3 . 2、3 . 3 。

　　5 . 2 . 9 甲基百里酚蓝指示剂：1 g 甲基百里酚蓝指示剂与 100 g氯化钠混匀，并研磨成粉末，贮于棕色磨口瓶中。

　　5 . 3 试样

　　将样品加工成厚度不大于 1 mm 的碎屑。

　　5 . 4 分析步骤

　　5 . 4 . 1 试料

　　称取质量(犿)为 0.50 g 的试样(5.3),精确至 0.000 1 g。

　　5 . 4 . 2 平行试验

　　平行做两份试验，取其平均值。

　　5 . 4 . 3 测定

　　5 . 4 . 3 . 1 将试料(5 . 4 . 1)置于 250 mL烧杯中，盖上表皿，分次加入总量为 25 mL盐酸(5 . 2 . 3), 待剧烈反应停止后，滴加 1 mL过氧化氢(5 . 2 . 1),低温加热至试料完全溶解，(若试料不易溶解，可重复滴加过氧化氢直至试料完全溶解，溶解过程适当补加水，保持溶液体积不小于 25 mL)煮沸分解过量的过氧化氢，冷却，按表 4 移入相应体积容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。 按表 4 移取试液于 300 mL锥形瓶中，补

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　　加盐酸(5.2.2),加水至约 100 mL。

　　表 4

　　5 . 4 . 3 . 2 将溶液加热至沸，取下，滴加氯化亚锡溶液(5 . 2 . 4) 至三价铁的黄色褪去，再过量 2 滴 。加入约

　　0 . 2 g 甲基百里酚蓝指示剂(5 . 2 . 9),趁热用 Na2EDTA标准滴定溶液(5 . 2 . 8)滴定至溶液从蓝色变为亮黄色，再将溶液加热至沸，如溶液出现蓝色则继续滴定至亮黄色，记录消耗 Na2 EDTA 标准滴定溶液(5 . 2 . 8)体积(V8) 。

　　5 . 5 试验数据处理

　　锆含量以锆质量分数 ∞Zr计，按式(5)计算：

　　式中：

　　c1 —Na2EDTA标准滴定溶液的浓度，单位为摩尔每升(mol/L) ;

　　V8 —试料溶液消耗 Na2EDTA标准滴定溶液的体积，单位为毫升(mL) ;

　　V6 —试液总体积，单位为毫升(mL) ;

　　91.22 —锆摩尔质量，单位为克每摩尔(g/mol) ; V7 —移取试液体积，单位为毫升(mL) ;

　　m —试料的质量，单位为克(g) ;

　　0 . 51 — 铪质量分数换算为锆质量分数的系数; ∞Hf —铪质量分数，以质量分数(%)表示。

　　计算结果表示到小数点后两位。 数值修约执行 GB/T 8170—2008 中 3 . 2、3 . 3 。

　　5 . 6 精密度

　　5 . 6 . 1 重复性

　　在重复性条件下获得的两个独立测试结果的测定值，在以下给出的平均值范围内，这两个测试结果的绝对差值不超过重复性限r，超过重复性限 r 的情况不超过 5%,重复性限 r 按表 5 数据采用线性内插法或外延法求得。

　　表 5

　　5 . 6 . 2 再现性

　　在再现性条件下获得的两次独立测试结果的测定值，在以下给出的平均值范围内，这两个测试结果

　　GB/T 20975 . 19—2020

　　的绝对差值不超过再现性限 R，超过再现性限 R 的情况不超过 5%,再现性限 R 按表 6 数据采用线性内插法或者外延法求得。

　　表 6

　　6 试验报告

　　试验报告应包括下列内容：

　　a) 本部分编号、名称及所用的方法;

　　b ) 关于识别样品、实验室、分析日期、报告日期等所有的必要的信息;

　　c) 以适当的形式表达试验结果;

　　d) 试验过程中出现的异常现象;

　　e) 审核、批准等人员的签名。