GB/T 3884.16-2014 铜精矿化学分析方法 第16部分：二氧化硅量的测定 氟硅酸钾滴定法和重量法

　　ICS 77. 120.60 H 13

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 3884. 16—2014

　　铜精矿化学分析方法

　　第 16部分 :二氧化硅量的测定

　　氟硅酸钾滴定法和重量法

　　Methodsforchemicalanalysisofcopperconcentrates— Part16:Determination ofsilicon dioxidecontent—

　　K2SiF6 titrimetricmethod and gravimetricmethod

　　2014-12-05发布 2015-08-01实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　发

　　布

　　GB/T 3884. 16—2014

　　前 言

　　GB/T 3884《铜精矿化学分析方法》分为 18个部分 :

　　— 第 1部分 :铜量的测定 碘量法 ;

　　— 第 2部分 :金和银量的测定 火焰原子吸收光谱法和火试金法 ;

　　— 第 3部分 :硫量的测定 重量法和燃烧-滴定法 ;

　　— 第 4部分 :氧化镁量的测定 火焰原子吸收光谱法 ;

　　— 第 5部分 :氟量的测定 离子选择电极法 ;

　　— 第 6部分 :铅 、锌 、镉和镍量的测定 火焰原子吸收光谱法 ;

　　— 第 7部分 :铅量的测定 Na2EDTA滴定法 ;

　　— 第 8部分 :锌量的测定 Na2EDTA滴定法 ;

　　— 第 9部分 :砷和铋量的测定 氢化物发生-原子荧光光谱法 、溴酸钾滴定法和二乙基二硫代甲酸银分光光度法 ;

　　— 第 10部分 :锑量的测定 氢化物发生-原子荧光光谱法 ;

　　— 第 11部分 :汞量的测定 冷原子吸收光谱法 ;

　　— 第 12部分 :氟和氯量的测定 离子色谱法 ;

　　— 第 13部分 :铜量的测定 电解法 ;

　　— 第 14部分 :金和银量的测定 火试金重量法和原子吸收光谱法 ;

　　— 第 15部分 :铁量的测定 重铬酸钾滴定法 ;

　　— 第 16部分 :二氧化硅量的测定 氟硅酸钾滴定法和重量法 ;

　　— 第 17部 分 : 三 氧 化 二 铝 量 的 测 定 铬 天 青 S 胶 束 增 溶 光 度 法 和 沉 淀 分 离-氟 盐 置 换- Na2EDTA滴定法 ;

　　— 第 18部分 :砷 、锑 、铋 、铅 、锌 、镍 、镉 、钴 、氧化镁 、氧化钙量的测定 电感耦合等离子体原子发射光谱法 。

　　本部分为 GB/T 3884的第 16部分 。

　　本部分按照 GB/T 1. 1—2009给出的规则起草 。

　　本部分由全国有色金属标准化技术委员会(SAC/TC243)归 口 。

　　本部分负责起草单位 :大冶有色金属集团控股有限公司 。

　　本部分起草单位 : 中条山有色金属集团有限公司 、铜陵有色金属集团控股有限公司 、大冶有色金属集团控股有限公司 、北京矿冶研究总院 、紫金矿业集团股份有限公司 、云南铜业股份有限公司 、阳谷祥光铜业股份有限公司 、浙江华友钴业股份有限公司 。

　　本部分主 要 起 草 人 : 董 效 林 、李 琴 美 、张 光 华 、王 晋 平 、马 丽 君 、张 万 兴 、常 冀 湘 、董 俊 龙 、邵 从 和 、李鸿英 、陈小燕 、何梅 、袁玉霞 、胡军凯 、李玉琴 、高颖剑 、姜求韬 、李华荣 、罗秀芬 、钟跃汉 、刘艳 、陈渝滨 、李朝阳 、谢柏华 、范娟惠 、叶欣 、郑文英 、张永中 。

　　铜精矿化学分析方法

　　第 16部分 :二氧化硅量的测定

　　氟硅酸钾滴定法和重量法

　　1 范围

　　GB/T 3884的本部分规定了铜精矿中二氧化硅含量的测定方法 。

　　本部分适用于铜精矿中二氧化硅含量的测定 。方法 1 的测定范围为 0. 50% ~ 32. 00% ;方法 2 的测定范围为 0. 50% ~40. 00% 。

　　注 : 本部分方法 2 为仲裁方法 。

　　2 方法 1 氟硅酸钾滴定法

　　2. 1 方法提要

　　试料用碱熔融 ,用热水浸取 ,酸化后 ,在强酸性溶液中 ,加入氯化钾和氟化钾与硅酸根形成氟硅酸钾沉淀 ,氟硅酸钾在热水中水解 ,析出等物质量的氢氟酸 , 以酚酞作指示剂 ,氢氧化钠标准滴定溶液滴定 ,根据消耗的氢氧化钠标准滴定溶液体积计算二氧化硅的质量分数 。

　　2.2 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蒸馏水或去离子水或相当纯度的水 。

　　2.2. 1 氢氧化钠 。

　　2.2.2 氢氧化钾 。

　　2.2.3 过氧化钠 。

　　2.2.4 氯化钾 。

　　2.2.5 邻苯二甲酸氢钾 ,基准试剂 ,使用前于 105 ℃ ~ 110 ℃烘干 2 h。

　　.... ((.)1。9 g/mL) 。

　　.... 钾(ρ.4()。:称取 100 g氟化钾溶于 300 mL水中 ,加入 100 mL硝酸(2. 2. 8) ,用水稀

　　释至 500 mL,加入氯化钾(2. 2. 4)至饱和 ,混匀 ,30 min后干过滤于塑料瓶中备用 。

　　2.2. 10 洗涤液 :称取 250g氯化钾(2.2.4)溶于 3000mL水中 ,加入 1000mL乙醇 ,用水稀释至 5000mL,混匀 ,加入 1 mL酚酞乙醇溶液(2. 2. 15) ,用氢氧化钠溶液(2. 2. 14)中和至溶液呈微红色 。

　　2.2. 11 氯化钾-乙醇溶液 :称取 5 g氯化钾(2. 2. 4)溶于 50 mL水中 ,加入 50 mL乙醇 ,混匀 。

　　2.2. 12 酒石酸钾钠溶液(10g/L) :称取 10 g酒石酸钾钠溶于 1 L水中,煮沸后加入 5滴酚酞乙醇溶液(2. 2. 15) ,用氢氧化钠溶液(2. 2. 14)中和至溶液呈微红色 。

　　..... 1氢:钠标准滴定溶液(cNaOH =0. 1 mol/L) 。

　　2.2. 13. 1. 1 称取 110 g氢氧化钠(2. 2. 1)溶于 100 mL无二氧化碳的水中 ,混匀 , 注入聚乙烯容器中 ,密闭放置至溶液清亮 。

　　GB/T 3884. 16—2014

　　2.2. 13. 1.2 用塑料量筒量取 27 mL氢氧化钠溶液(2. 2. 13. 1. 1) 的上层清液 ,用无二氧化碳的水稀释至5 L,混匀 。

　　2.2. 13.2 标定 :

　　称取三份 0. 75 g邻苯二甲酸氢钾(2. 2. 5) ,精确至 0. 000 1 g,分 别 置 于 300 mL锥 形 烧 杯 中 , 加 入50 mL 无二氧化碳的水溶解后 ,加入 2滴酚酞乙醇溶液(2. 2. 15) ,用氢氧化钠标准滴定溶液(2. 2. 13) 滴定至溶液呈粉红色并保持 30 s, 同时做空白试验 。

　　按式(1)计算氢氧化钠标准滴定溶液的实际浓度 :

　　c ………………………………( 1 )

　　式中 :

　　c — 氢氧化钠标准滴定溶液的实际浓度 ,单位为摩尔每升(mol/L) ;

　　m — 邻苯二甲酸氢钾的质量 ,单位为克(g) ;

　　V1 — 标定时 ,滴定邻苯二甲酸氢钾消耗氢氧化钠标准滴定溶液的体积 ,单位为毫升(mL) ;

　　V2 — 标定时 ,滴定空白试验溶液消耗氢氧化钠标准滴定溶液的体积 ,单位为毫升(mL) ;

　　M — 邻苯二甲酸氢钾的摩尔质量 ,单位为克每摩尔(g/mol) ,M(KHC8 H4 O4 ) = 204. 22 g/mol。

　　2.2. 14 氢氧化钠溶液(0. 2 mol/L) :用塑料量筒量取 11 mL氢氧化钠溶液(2. 2. 13. 1. 1)的上层清液 ,用无二氧化碳的水稀释至 1 L,混匀 。

　　2.2. 15 酚酞乙醇溶液(10g/L) 。

　　2.3 试样

　　2.3. 1 样品粒度应不大于 100 μm。

　　2.3.2 样品应在 100 ℃ ~ 105 ℃烘干 1 h后置于干燥器中冷却至室温 。

　　2.4 分析步骤

　　2.4. 1 试料

　　按表 1称取试样 ,精确至 0. 000 1 g。

　　表 1 试料量

　　2.4.2 测定次数

　　独立地进行两次测定 ,取其平均值 。

　　2.4.3 空白试验

　　随同试料做空白试验 。

　　2.4.4 测定

　　2.4.4. 1 将试料(2. 4. 1)置于预先加入 2 g氢氧化钾(2. 2. 2)的 30 mL镍坩埚中 ,加入 2 g~ 3 g过氧化钠

　　(2. 2. 3) ,于低温电炉上加热蒸发水分至流体状并摇匀 ,移入 700 ℃马弗炉中熔融 15 min,取出冷却 。

　　2. 4.4.2 将坩埚移入 400mL塑料烧杯中 ,加入 10mL热水 ,盖上表面皿 ,待熔融物作用完毕后 ,将坩埚内的反应物倒入塑料烧杯中 ,沿坩埚壁滴加数滴盐酸(2. 2. 7) ,用热水洗净坩埚(总体积不超过 25 mL) ,加入 16 mL~ 17 mL硝酸(2. 2. 8) ,混匀 ,冷却至室温 。

　　2.4.3 加入 6 mL氟化钾溶液(2.2. 9) ,5 g~ 6 g氯化钾(2. 2. 4)至饱和 ,振荡 3 min~ 5 min,静置 10 min~ 20 min,采用塑料漏斗 ,用中速滤纸过滤 ,用洗涤液(2. 2. 10)洗涤塑料烧杯 2~ 3 次 ,洗涤沉淀 3 次 ,将滤纸及沉淀一同放入原 塑 料 烧 杯 中 , 加 入 10 mL 氯 化 钾-乙 醇 溶 液(2. 2. 11) , 滴 加 1 mL 酚 酞 乙 醇 溶 液(2. 2. 15) ,用氢氧化钠溶液(2. 2. 14)中和大部分游离酸 ,捣碎滤纸 ,再以氢氧化钠标准滴定溶液(2. 2. 13)中和至溶液为淡粉色 ,此时不计氢氧化钠标准滴定溶液(2. 2. 13) 的消耗体积 ,加入 150 mL煮沸的酒石酸钾钠溶液(2. 2. 12) ,趁热用氢氧化钠标准滴定溶液(2. 2. 13)滴定至刚出现粉红色为终点 。

　　2.5 分析结果的计算

　　二氧化硅的含量以质量分数 wSiO2 计 ,按式(2)计算 :

　　wSiO

　　式中 :

　　c — 氢氧化钠标准滴定溶液的实际浓度 ,单位为摩尔每升(mol/L) ;

　　V3 — 滴定试液消耗氢氧化钠标准滴定溶液的体积 ,单位为毫升(mL) ;

　　V0 — 滴定空白试验溶液消耗氢氧化钠标准滴定溶液的体积 ,单位为毫升(mL) ;

　　M — 1/4二氧化硅的摩尔质量 ,单位为克每摩尔(g/mol) ,M(1/4SiO2 ) = 15. 02g/mol;

　　计算结果表示至小数点后两位 。

　　2.6 精密度

　　2.6. 1 重复性

　　在重复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 重复性限

　　2.6.2 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外延法求得 。

　　表 3 再现性限

　　2.7 试验报告

　　本章规定试验报告所包括的内容 。至少应给出以下几个方面的内容 :

　　— 试样 ;

　　— 使用的标准 GB/T 3884. 16—2014;

　　— 使用的方法 ;

　　— 分析结果及其表示 ;

　　— 与基本分析步骤的差异 ;

　　— 测定中观察到的异常现象 ;

　　— 试验日期 。

　　3 方法 2 重量法

　　3. 1 方法提要

　　试料经过氧化钠熔融分解 ,盐酸酸化 ,蒸发至湿盐状 ,加入动物胶(或阿拉伯树胶)脱水 ,经过滤洗涤后 ,将沉淀于 950℃灼烧至恒重 ,用氢氟酸使二氧化硅生成四氟化硅挥发除去 ,再灼烧至恒重 , 由氢氟酸处理前后的质量差计算二氧化硅含量 。

　　3.2 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蒸馏水或去离子水或相当纯度的水 。

　　3.2. 1 过氧化钠 。

　　.... ((5.1)9。g/mL) 。

　　3.2.4 硫酸(1+1) 。

　　.... ((拉.1L)。液(10g/L) :称取 1. 0 g动物胶(或阿拉伯树胶)加入到 100 mL 70 ℃ ~

　　80 ℃的热水中 ,搅拌至全部溶解 。现用现配 。

　　3.2.7 硫氰酸铵溶液(50g/L) 。

　　3.2. 8 硝酸银溶液(10g/L) :称取 1. 0 g硝酸银溶于 50 mL水中 ,加入 1 mL硝酸(1+1) ,用水稀释至100 mL。

　　3.2.9 饱和硼酸 。

　　3.3 试样

　　3.3. 1 样品粒度应不大于 100 μm。

　　3.3.2 样品应在 100 ℃ ~ 105 ℃烘干 1 h后 ,置于干燥器中冷却至室温 。

　　3.4 分析步骤

　　3.4. 1 试料

　　按表 4称取试样 ,精确至 0. 000 1 g。

　　表 4 试料量

　　3.4.2 测定次数

　　独立地进行两次测定 ,取其平均值 。

　　3.4.3 空白试验

　　随同试料做空白试验 。

　　3.4.4 测定

　　3.4.4. 1 将试料(3. 4. 1) 置 于 盛 有 4 g~ 6 g 过 氧 化 钠 (3. 2. 1) 的 铁 坩 埚 中 , 加 入 1 g~ 2 g 过 氧 化 钠(3. 2. 1) ,于低温电炉上加热蒸发水分至流体状并摇匀 ,移于 700 ℃马弗炉中熔融 10 min~ 15 min(试料全部熔融透明) ,取下 ,将坩埚底部放于冷水中剧冷 。

　　3.4.4.2 冷却后敲出熔块 ,倒入盛有 20 mL~ 30 mL蒸馏水的 250 mL烧杯中 ,加入盐酸(3. 2. 2) 酸化 ,过量 10 mL~ 20 mL,用少量水及盐酸(3. 2. 2)洗净坩埚 ,溶液并入烧杯中 。

　　注 : 如试样中氟含量(质量分数)大于 0. 25% ,应再加 1 mL饱和硼酸(3. 2. 9) 。

　　3.4.4.3 将烧杯放在电热板上加热煮沸 ,低温蒸发至盐类析出 ,移至水浴上蒸发至湿盐状(脱水过程中要经常搅拌) 。取下 ,加入 20mL盐酸(3. 2. 2) ,摇匀 ,加热至沸 ,取下冷却至 70℃左右 ,加入 10mL动物胶(或阿拉伯树胶)溶液(3. 2. 6) ,充分搅拌 1 min,置于 60 ℃ ~ 70 ℃的水浴中保温 10 min。用热水冲洗烧杯内壁 ,用中速定量滤纸过滤 ,用擦棒和小片滤纸擦洗烧杯及玻璃棒 ,用热盐酸(3. 2. 3) 洗净烧杯 ,将沉淀洗涤至用硫氰酸铵溶液(3. 2. 7)检验至无铁离子 ,继续用热水洗至用硝酸银溶液(3. 2. 8)检验至无氯离子 。

　　3. 4.4.4 将沉淀连同滤纸移入铂坩埚中 ,于马弗炉 400℃时低温炭化 ,逐渐升温至 950℃ ,灼烧 30min,取出 ,稍冷 ,置于干燥器中 ,冷却至室温 ,称量 ,反复灼烧至恒量 。

　　3.4.4.5 将铂坩埚中的沉淀用几滴水润湿 ,加入 5滴硫酸(3. 2. 4) 和 3 mL~ 5 mL氢氟酸(3. 2. 5) ,加热蒸发至二氧化硅和硫酸挥发完全 。置于马弗炉中 ,在 950 ℃灼烧 30 min,取出 ,稍冷 ,置于干燥器中 ,冷却至室温 ,称量 ,反复灼烧至恒量 。

　　3.5 分析结果的计算

　　二氧化硅的含量以质量分数 wSiO2 计 ,按式(3)计算 :

　　wSiO

　　式中 :

　　m1— 除硅前铂坩埚和沉淀的总质量 ,单位为克(g) ;

　　m2— 除硅后铂坩埚和残渣的总质量 ,单位为克(g) ;

　　m3— 试剂的空白质量 ,单位为克(g) ;

　　m0— 试料的质量 ,单位为克(g) 。

　　计算结果表示至小数点后两位 。

　　3.6 精密度

　　3.6. 1 重复性

　　在重复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 重复性限

　　3.6.2 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外延法求得 。

　　表 6 再现性限

　　3.7 试验报告

　　本章规定试验报告所包括的内容 。至少应给出以下几个方面的内容 :

　　— 试样 ;

　　— 使用的标准 GB/T 3884. 16—2014;

　　— 使用的方法 ;

　　— 分析结果及其表示 ;

　　— 与基本分析步骤的差异 ;

　　— 测定中观察的异常现象 ;

　　— 试验日期 。