GB/T 4698.8-2017 海绵钛、钛及钛合金化学分析方法 第8部分：铝量的测定 碱分离-EDTA络合滴定法和电感耦合等离子体原子发射光谱法

　　ICS 77 . 120 . 50 H 14

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 4698 . 8—2017代替 GB/T 4698 . 8—1996

　　海绵钛、钛及钛合金化学分析方法

　　第 8 部分：铝量的测定 碱分离-

　　EDTA络合滴定法和电感耦合

　　等离子体原子发射光谱法

　　Methodsforchemicalanalysisoftitanium sponge，titanium andtitanium

　　alloys—part8：Determinationofaluminum content—Separation

　　withsodium hydroxide-EDTA complex-metrictitrationand

　　inductivelycoupledplasmaatomicemissionspectrometry

　　2017-09-29 发布 2018-04-01 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 4698 . 8—20 17

　　前 言

　　GB/T 4698《海绵钛、钛及钛合金化学分析方法》分为以下部分：

　　— 第 1 部分：铜量的测定 火焰原子吸收光谱法;

　　— 第 2 部分：铁量的测定;

　　— 第 3 部分：硅量的测定 钼蓝分光光度法;

　　— 第 4 部分：锰量的测定 高碘酸盐分光光度法和电感耦合等离子体原子发射光谱法;

　　— 第 5 部分：钼量的测定 硫氰酸盐分光光度法和电感耦合等离子体原子发射光谱法;

　　— 第 6 部分：硼量的测定 次甲基蓝分光光度法和电感耦合等离子体原子发射光谱法

　　— 第 7 部分：氧量、氮量的测定;

　　— 第 8 部分：铝量的测定 碱分离-EDTA络合滴定法和电感耦合等离子体原子发射光谱法;

　　— 第 9 部分：锡量的测定 碘酸钾滴定法及电感耦合等离子体原子发射光谱法;

　　— 第 10 部分：铬量的测定 硫酸亚铁铵滴定法和电感耦合等离子体原子发射光谱法(含钒);

　　— 第 11 部分：铬量的测定 硫酸亚铁铵滴定法(不含钒);

　　— 第 12 部分：钒量的测定 硫酸亚铁铵滴定法和电感耦合等离子体原子发射光谱法;

　　— 第 13 部分：锆量的测定 EDTA络合滴定法和电感耦合等离子体原子发射光谱法;

　　— 第 14 部分：碳量的测定;

　　— 第 15 部分：氢量的测定;

　　— 第 17 部分：镁量的测定 火焰原子吸收光谱法;

　　— 第 18 部分：锡量的测定 火焰原子吸收光谱法;

　　— 第 19 部分：钼量的测定 硫氰酸盐示差光度法;

　　— 第 21 部分：锰、铬、镍、铝、钼、锡、钒、钇、铜、锆量的测定 原子发射光谱法

　　— 第 22 部分：铌量的测定 5-Br-PADAP分光光度法和电感耦合等离子体原子发射光谱法;

　　— 第 23 部分：钯量的测定 氯化亚锡-碘化钾分光光度法和电感耦合等离子体原子发射光谱法;

　　— 第 24 部分：镍量的测定 丁二酮肟分光光度法和电感耦合等离子体原子发射光谱法;

　　— 第 25 部分：氯量的测定 氯化银分光光度法;

　　— 第 26 部分：钽量和钨量的测定 电感耦合等离子体原子发射光谱法;

　　— 第 27 部分：钕量的测定 电感耦合等离子体原子发射光谱法;

　　— 第 28 部分：钉量的测定 电感耦合等离子体原子发射光谱法。

　　本部分为 GB/T 4698 的第 8 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 4698 . 8—1996《海绵钛、钛及钛合金化学分析方法 碱分离-EDTA 络合滴定法测定铝量》。

　　本部分与 GB/T 4698 . 8—1996 相比主要变化如下：

　　— 删除了“引用标准”(1996 年版的第 2 章);

　　— 保留滴定法，增加了试样条款(见 2 . 3)和精密度条款(见 2 . 6 , 1996 年版的第 7 章);

　　— 新增铝的电感耦合等离子体原子发射光谱法，测定范围为 0 . 010%~8 . 50%(见第 3 章);

　　— 增加了试验报告条款(见第 4 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 。

　　GB/T 4698 . 8—20 17

　　本部分起草单位：西北有色金属研究院、宝钛集团有限公司、广东省工业分析检测中心、国标(北京)检验认证有限公司、西部金属材料股份有限公司、遵义钛业股份有限公司、北京矿冶研究总院、中铝沈阳有色金属加工有限公司、遵宝钛业有限公司、朝阳金达钛业股份有限公司、湖南金天钛业科技有限公司。

　　本部分主要起草人：孙宝莲、周恺、刘雷雷、李波、张丹莉、李震乾、孔令臣、卢思瑜、罗策、黄永红、李剑、麦丽碧、熊晓燕、许洁瑜、张小琴、陈晓东、佟玲、李甜、王立、张殿凯、张斌、李佗、周金芝、魏东、张瑾洁、秦军荣、瞿昕薇、何雄杰、韩晓、郝思文、田晓龙、孙爱平、李娜、杨再江、杨学新、刘伟、车宝彦、许睿佳。

　　本部分所代替标准的历次版本发布情况为：

　　—GB/T 4698 . 8—1996 。

　　GB/T 4698 . 8—20 17

　　海绵钛、钛及钛合金化学分析方法

　　第 8 部分：铝量的测定 碱分离-

　　EDTA络合滴定法和电感耦合

　　等离子体原子发射光谱法

　　1 范围

　　GB/T 4698 的本部分规定了海绵钛、钛及钛合金中铝量的测定方法。

　　本部分适用于海绵钛、钛及钛合金中铝量的测定。 测定范围：方法一为 0 . 80%~8 . 50%;方法二为

　　0 . 010%~8 . 50% 。测定范围重叠时，方法一为仲裁分析方法。

　　2 方法 一 碱分离-EDTA络合滴定法

　　2 . 1 方法提要

　　试料用硫酸溶解。 经氢氧化钠沉淀分离钛、铁、铬、锆、铜、锰及部分钒等元素，在 pH5 的弱酸性介质中，加入 EDTA络合铝，用乙酸锌标准滴定溶液滴定过量的 EDTA,加入氟化钾络合铝并释放出定量的 EDTA,再用乙酸锌标准滴定溶液滴定释放出的 EDTA,从而求得铝的含量。

　　锡干扰测定，可以加入碘化钾挥发除去。 钒影响滴定终点的判断，加入盐酸羟胺可消除其干扰。

　　2 . 2 试剂

　　除另有说明，在分析中仅使用确认为分析纯的试剂和实验室二级水。

　　2.2. 1 硝酸 (ρ= 1.42 g/mL)。

　　2.2.2 硫酸 (1+1)。

　　2.2.3 盐酸 (1+1)。

　　2.2.4 碘化钾溶液 (200 g/L)。

　　2.2.5 三氯化铁溶液(50 g/L)：称取 5 g 三氯化铁(FeCl3 ·6H2 O)溶解于 100 mL盐酸(1+99) 中。

　　2.2.6 氢氧化钠溶液(300 g/L)。

　　2.2.7 氢氧化钠溶液(150 g/L)。

　　2.2.8 氯化铜溶液(10 g/L)：称取 1 g氯化铜(CuCl2 ·2H2 O)溶解于 100 mL水中。

　　2.2.9 盐酸羟胺溶液(100 g/L)。

　　2.2. 10 乙二胺四乙酸二钠 (Na2 EDTA) 溶液[C(Na2 EDTA)] = 0. 05 mol/L]：称取 18. 6g Na2 EDTA (C10 H14 N2 O8 Na2 ·2H2 O)置于 500 mL烧杯中，加 300 mL水溶解，移入 1 000 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。

　　2 . 2 . 1 1 六次甲基四胺缓冲溶液(pH5) ：称取 150 g六次甲基四胺于 1 000 mL烧杯中，加 400 mL水溶解，加入约 50 mL盐酸(ρ= 1.19 g/mL), 调节溶液约为 pH5( 以 pH 试纸检查)，用水稀释至 500 mL,混匀。

　　2 . 2 . 12 氟化钾溶液(200 g/L),贮存于塑料瓶中。

　　2.2. 13 铝标准贮存溶液：称取 1.000 0 g金属铝(狑Al≥99.99%) 于 300 mL烧杯中，加入 20 mL氢氧化钠溶液(2 . 2 . 6),待剧烈反应停止后，加热溶解，取下，冷却。 加入盐酸(2 . 2 . 3) 至析出的沉淀溶解并过量

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　　20 mL,冷却，移入 1000 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。 此溶液 1 mL含 1 . 0mg 铝 。

　　2.2. 14 乙酸锌标准滴定溶液[犮(Zn2+ ) ≈0.014 mol/L]。

　　2.2. 14. 1 配制：称取 3 g 乙酸锌[Zn(CH3 COO)2 ·2H2 O]置于 200 mL烧杯中，加 50 mL水溶解，加入2 mL冰乙酸(ρ= 1.05 g/mL),移入 1 000 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。

　　2 . 2 . 14 . 2 标定：移取三份各 5 . 00 mL铝标准贮存溶液(2 . 2 . 13)分别置于三个 300 mL锥形瓶中，各加入50 mL水、2 滴甲基红乙醇溶液(2 . 2 . 15),用氢氧化钠溶液(2 . 2 . 7) 中和至溶液恰变为黄色，滴加盐酸(2 . 2 . 3)至溶液 恰 变 为 红 色 并 过 量 5 滴 ~ 6 滴，加 入 5 mL 氯 化 铜 溶 液 ( 2 . 2 . 8) 、12 mLEDTA 溶 液(2.2.10)、10 mL六次甲基四胺缓冲溶液(2.2.11), 加热煮沸 3 min。以下按 2.4.4.8~2.4.4.9 进行。平行标定所消耗的乙酸锌标准滴定溶液(2 . 2 . 14)的体积的极差应不大于 0 . 10 mL,取其平均值。

　　按式(1)计算乙酸锌标准滴定溶液(2 . 2 . 14)的实际浓度：

　　犮 ……………………( 1 )

　　式中：

　　犮 — 乙酸锌标准滴定溶液(2 . 2 . 14) 的实际浓度，单位为摩尔每升(mol/L) ;

　　犿1 —铝的质量，单位为克(g) ;

　　犞1 — 平行滴定铝标准贮存溶液(2 . 2 . 13)消耗乙酸锌标准滴定溶液(2 . 2 . 14) 的体积的平均

　　值，单位为毫升(mL) ;

　　0.026 98 —与 1.00 mL 乙酸锌标准滴定溶液[犮(Zn2+ ) = 1.000 mol/L]相当的，以克表示的铝的质量。

　　2.2. 15 甲基红乙醇溶液(1.0 g/L)。

　　2.2. 16 1-(2-吡啶偶氮)2-萘酚(PAN)乙醇溶液(1.0 g/L)。

　　2 . 3 试样

　　按照已颁布的海绵钛、钛及钛合金取制样标准进行。

　　2 . 4 分析步骤

　　2 . 4 . 1 试料

　　按表 1 称取试样(2 . 3),精确至 0 . 000 1 g。

　　表 1 试料量、硫酸及 EDTA溶液加入量

　　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 200 mL烧杯中，按表 1 加入硫酸(2 . 2 . 2),加热使试料溶解。

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　　2 . 4 . 4 . 2 滴加硝酸(2 . 2 . 1) 至溶液清亮，加热至刚冒硫酸白烟，冷却。 如试料为含锡的钛合金，再加入10 mL碘化钾溶液(2 . 2 . 4),加热蒸发至红色蒸汽除尽，冷却，用水吹洗杯壁，加热至刚冒浓白烟，冷却。

　　2 . 4 . 4 . 3 加入约 30 mL水，混匀，加热至盐类溶解，冷却。 加入 10 mL三氯化铁溶液(2 . 2 . 5) 。

　　2 . 4 . 4 . 4 在搅拌作用下加入氢氧化钠溶液(2 . 2 . 6) 至出现的氢氧化物沉淀不再溶解，将溶液及沉淀移入已盛有 100 mL氢氧化钠溶液(2 . 2 . 7) 的 400 mL 烧杯中，混匀，加热煮沸 1 min~ 2 min, 冷却。 移入250 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。 静置至溶液澄清。

　　2 . 4 . 4 . 5 干过滤，移取 50 . 00 mL滤液于 300 mL锥形瓶中。 如试料为含钒的钛合金，再加入 5 mL盐酸羟胺溶液(2 . 2 . 9) 。

　　2 . 4 . 4 . 6 加入 2 滴甲基红乙醇溶液(2 . 2 . 15),用盐酸(2 . 2 . 3)中和至溶液由黄色恰变为红色并过量5 滴 ~ 6 滴 。

　　2.4.4.7 加入 5 mL氯化铜溶液(2.2.8),按表 1 加入 EDTA溶液(2.2.10),加入 10 mL六次甲基四胺缓冲溶液(2.2.11),加热煮沸 3 min。

　　2 . 4 . 4 . 8 加入 12 滴 PAN 乙醇溶液(2 . 2 . 16),趁热用乙酸锌标准滴定溶液(2 . 2 . 14) 滴定至溶液由绿色恰变为紫红色，不记录所消耗乙酸锌标准滴定溶液(2 . 2 . 14)体积。

　　2.4.4.9 加入 10 mL氟化钾溶液(2.2.12),加热煮沸 1 min,加入 4 滴 PAN 乙醇溶液(2.2.16),趁热用乙酸锌标准滴定溶液(2 . 2 . 14)滴定至溶液由绿色恰变为紫红色即为终点，记录所消耗乙酸锌标准滴定溶液(2 . 2 . 14)体积。 对于含钒的钛合金，滴定前将溶液冷却至 60 ℃ ~70 ℃再进行滴定。

　　2 . 5 分析结果的计算

　　铝量以铝的质量分数 ∞Al计，按式(2)计算：

　　式中：

　　c — 乙酸锌标准滴定溶液(2 . 2 . 14) 的实际浓度，单位为摩尔每升(mol/L) ;

　　V2 —滴定试液消耗的乙酸锌标准滴定溶液(2 . 2 . 14)的体积，单位为毫升( mL) ;

　　V3 — 滴定随同试料的空白溶液消耗的乙酸锌标准滴定溶液(2 . 2 . 14) 的体积，单位为毫升

　　( mL) ;

　　V4 —分取试液的体积，单位为毫升(mL) ;

　　V0 —试液总体积，单位为毫升(mL) ;

　　m —试料的质量，单位为克(g) ;

　　0.026 98 —与 1.00 mL 乙酸锌标准滴定溶液[c(Zn2+ ) = 1.000 mol/L]相当的以克表示的铝的

　　质量。

　　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。

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　　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

　　3 方法二 电感耦合等离子体原子发射光谱法

　　3 . 1 方法提要

　　用盐酸和氢氟酸溶解试料，滴加硝酸氧化钛。 用电感耦合等离子体原子发射光谱法进行测定，按工作曲线法计算铝的质量浓度，以质量分数表示测定结果。

　　3 . 2 试剂

　　除另有说明，在分析中仅使用确认为分析纯的试剂和实验室二级水。

　　3.2. 1 盐酸 (ρ= 1.18 g/mL)。

　　3.2.2 氢氟酸(ρ= 1.15 g/mL)。

　　3.2.3 硝酸(ρ= 1.42 g/mL)。

　　3.2.4 金属钛(狑Ti≥99.9%,狑Al<0.005%)。

　　3.2.5 铝标准贮存溶液：称取 1.000 0 g金属铝(狑Al≥99.99%) 于 300 mL烧杯中，加入 20 mL 氢氧化钠溶液(300 g/L),待剧烈反应停止后，加热溶解，取下，冷却。 加入盐酸(3 . 2 . 1) 至析出的沉淀溶解并过量 20 mL,冷却，移入 1 000 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。 此溶液 1 mL含 1 mg 铝 。

　　3.2.6 铝标准溶液 A：移取 10.00 mL 铝标准贮存溶液(3.2. 5) 于 100 mL 容量瓶中，补加 5 mL 盐酸(3 . 2 . 1),用水稀释至刻度，混匀。 此溶液 1 mL含 100 μg 铝 。

　　3.2.7 铝标准溶液 B：移取 10. 00 mL 铝标准溶液 A(3. 2. 6) 于 100 mL 容量瓶中，补加 5 mL 盐酸(3 . 2 . 1),用水稀释至刻度，混匀。 此溶液 1 mL含 10 μg 铝 。

　　3.2.8 氩气(体积分数 ≥99.99%)。

　　3 . 3 仪器

　　电感耦合等离子体原子发射光谱仪：配耐氢氟酸进样系统，分辨率小于 0 . 006 nm( 200 nm 处)。

　　3 . 4 试样

　　按照已颁布的海绵钛、钛及钛合金取制样标准进行。

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　　3 . 5 分析步骤

　　3 . 5 . 1 试料

　　称取 0.10 g试样(3.4), 精确至 0.000 1 g。

　　3 . 5 . 2 测定次数

　　独立地进行两次测定，取其平均值。

　　3 . 5 . 3 空白试验

　　随同试料做空白试验。

　　3 . 5 . 4 分析试液的制备

　　3 . 5 . 4 . 1 将试料(3 . 5 . 1) 置于 100 mL 聚四氟乙烯烧杯中，吹入少量水，加入 5 mL 盐酸(3 . 2 . 1),加入1 mL氢氟酸(3 . 2 . 2),低温加热至样品完全溶解，然后逐滴加入 0 . 5 mL 硝酸(3 . 2 . 3) 至溶液清亮，继续加热驱除氮的氧化物，取下冷却至室温。

　　3 . 5 . 4 . 2 移入 100 mL塑料容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。

　　3 . 5 . 5 工作曲线溶液的制备

　　3 . 5 . 5 . 1 称取与试料(3 . 5 . 1)含钛量相当的金属钛(3 . 2 . 4) 6 份于一系列 100 mL 聚四氟乙烯烧杯中，随同试料按 3 . 5 . 4 . 1 进行操作。

　　3.5.5.2 将溶液转入 6 个 100 mL 塑料容量瓶中，依次加入 0 mL、1. 00 mL 铝标准溶液 B(3. 2. 7)、 1.00 mL铝标准溶液 A(3.2.6)、1.00 mL、3.00 mL、6.00 mL、9.00 mL铝标准贮存溶液(3.2.5), 用水稀释至刻度，混匀。

　　3 . 5 . 6 测量

　　于电感耦合等离子体原子发射光谱仪，在选定的波长处(没有特别规定光谱线，铝元素推荐分析线波长 237 . 312 nm、394 . 401 nm,在使用时，应检查谱线的干扰情况)，测定工作曲线溶液(3 . 5 . 5 . 2), 当工作曲线线性 r≥0 . 999 时，进行分析试液(3 . 5 . 4 . 2) 的测定，检查元素谱线的背景并在适当的位置进行校正，由计算机自动给出铝元素的质量浓度。

　　3 . 6 分析结果的计算

　　铝量以铝的质量分数 ∞Al计，按式(3)计算：

　　……………………( 3 )

　　式中：

　　ρ1 — 自工作曲线上查得的测定溶液中铝的质量浓度，单位为微克每毫升(μg/mL) ;

　　ρ2 — 自工作曲线上查得的空白溶液中铝的质量浓度，单位为微克每毫升(μg/mL) ;

　　V —试液总体积，单位为毫升(mL) ;

　　m —试料质量，单位为克(g) 。

　　计算结果表示至小数点后两位。

　　GB/T 4698 . 8—20 17

　　3 . 7 精密度

　　3 . 7 . 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 4 数据采用线性内插法或外延法获得。

　　表 4 重复性限

　　3 . 7 . 2 再现性

　　在再现性条件下获得的两次独立测试结果的绝对差不大于再现性限(R)，超过再现性限(R)的情况不超过 5%,再现性限(R)按表 5 数据采用线性内插法或外延法获得。

　　表 5 再现性限

　　4 试验报告

　　试验报告应包括下列内容：

　　— 试样;

　　— 使用的标准(GB/T 4698 . 8—2017) ;

　　— 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。