1. Разработан и внесен Министерством цветной металлургии СССР.

Разработчики: Г.И. Иванов, Л.К. Ларина, Н.С. Беленкова, Н.Г. Ходякова, Г.Н. Сивкова.

2. Утвержден и введен в действие Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 15.07.1986 N 2126.

3. Введен впервые.

4. Ссылочные нормативно-технические документы

5. Ограничение срока действия снято Постановлением Госстандарта СССР от 08.04.1992 N 375.

6. Переиздание (май 1997 г.) с Изменением N 1, утвержденным в апреле 1992 г. (ИУС 7-92).

Настоящий стандарт устанавливает химико-спектральный метод определения ванадия, кобальта, марганца и хрома в свинце для производства свинцового сурика повышенной чистоты, используемого в оптическом стекловарении, в диапазоне массовых долей: кобальта от до %; ванадия, марганца и хрома от до % каждого.

Метод основан на отделении основной массы свинца в виде азотнокислого соединения, осаждении примесей вместе с сульфатом свинца и спектрографическом анализе полученного концентрата в дуге постоянного тока на дифракционном спектрографе типа ДФС-8.

1.1. Общие требования к методу анализа по ГОСТ 22306 с дополнением

1.1.1. Контроль правильности результатов анализа осуществляют методом добавок не реже одного раза в месяц, а также каждый раз при замене реактивов и растворов, после длительных перерывов в работе и других изменений, влияющих на результаты анализа.

Величину добавки выбирают близкой к массовой доле примесей.

Определение массовой доли компонента в пробе с добавкой из трех навесок. Среднее арифметическое значение результатов параллельных определений принимают за массовую долю данного компонента в пробе с добавкой. Найденную величину добавки находят как разность между найденными массовыми долями этого компонента в пробе с добавкой и в пробе без добавки.

Расхождение наибольшего и наименьшего результатов параллельных определений компонента в пробе с добавкой не должно превышать значения d нормированного в методике анализа.

Результаты анализа проб считаются правильными, если найденная величина добавки отличается от введенной ее величины не более чем на , где , и - допускаемые расхождения результатов двух анализов для пробы с добавкой и без добавки соответственно.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

1.2. Требования безопасности - по ГОСТ 22518.1 с дополнением

1.2.1. Концентрирование примесей и все операции по приготовлению образцов сравнения и подготовке проб к анализу проводят в боксах из органического стекла.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

Спектрограф дифракционный типа ДФС-8 с решеткой 600 или 1200 штр/мм (первый порядок) с трехлинзовой системой освещения щели.

Трех- и девятиступенчатый ослабитель.

Генератор дуговой, приспособленный для поджига дуги постоянного тока высокочастотным разрядом.

Генератор дуги постоянного тока, обеспечивающий напряжение не менее 200 В и силу тока не менее 20 А.

Микрофотометр, предназначенный для измерения почернений спектральных линий.

Спектропроектор типа ПС-18.

Весы аналитические, позволяющие взвешивать с погрешностью не более 0,0002 г.

Лампа инфракрасная любого типа мощностью до 500 Вт с лабораторным автотрансформатором типа ПНО-250-2 или аналогичным.

Электроплитка нагревательная по ГОСТ 14919.

Печь муфельная, позволяющая регулировать температуру до 700 °С.

Станок для заточки графитовых электродов типа КП-35 или любого другого типа.

Боксы из органического стекла.

Ступки с пестиком из органического стекла.

Нож танталовый или титановый.

Посуда мерная лабораторная стеклянная по ГОСТ 1770.

Посуда кварцевая.

Весы торсионные типа ВТ или аналогичные с погрешностью взвешивания не более 0,001 г.

Электроды графитовые особой чистоты диаметром 6 мм с размером кратера 4 х 4 мм, предварительно обожженные в дуге переменного или постоянного тока силой 10 - 12 А в течение 10 - 15 с. Контрэлектроды графитовые, заточенные на усеченный конус с площадкой диаметром 1,5 - 2,0 мм.

Воронка и палочка из оргстекла для перенесения навески в кратер электрода.

Образцы сравнения для построения градуировочного графика, приготовленные по Приложению.

Порошок графитовый особой чистоты по ГОСТ 23463.

Кислота азотная особой чистоты по ГОСТ 11125 и растворы 1:2 и 1:1.

Кислота серная особой чистоты по ГОСТ 14262 и раствор 1:1.

Кислота уксусная по ГОСТ 61, раствор с массовой концентрацией 30 г/дм3.

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709, дополнительно перегнанная в кварцевом аппарате.

Фотопластинки "спектрографические" типов I и II или типов ПФС-02, ПФС-03.

Тип I заряжают в кассету для области спектра 310,0 - 350,0 нм, тип II - для более коротковолновой области.

Проявитель метол-гидрохиноновый, состоящий из двух растворов, которые перед проявлением смешивают в соотношении 1:2.

Разрешается применять проявитель и фиксаж другого состава. Время проявления фотопластинок 5 мин при температуре проявителя 18 - 20 °С.

Пипетки вместимостью 1, 2, 5, 10, 20 см3.

Примечание. Допускается применение приборов с фотоэлектрической регистрацией спектра и других спектрографических приборов и установок, других материалов и реактивов при условии получения показателей точности не хуже установленных настоящим стандартом.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

Пробу свинца массой 10 г нарезают кусочками по 50 - 500 мг и помещают в коническую колбу вместимостью 250 - 300 см3. Приливают 20 см3 раствора уксусной кислоты, интенсивно перемешивают, кислоту сливают и 2 - 3 раза промывают водой по 15 - 20 см3. Свинец растворяют при нагревании (кварцевые колбы закрыты часовым стеклом) в 50 см3 раствора азотной кислоты 1:2. После полного растворения массы навески раствор доводят до кипения и приливают 50 см3 кипящей азотной кислоты равными порциями в четыре приема при интенсивном перемешивании (кислоту предварительно кипятят до удаления окислов азота).

Выпадает осадок нитрата свинца.

Содержимое колбы упаривают до 90 - 80 см3 (метка на колбе) и охлаждают в проточной воде в течение 40 - 50 мин. Раствор сливают в кварцевую чашку вместимостью 100 см3. Осадок дважды промывают азотной кислотой по 15 см3, тщательно перемешивая. После отстаивания промывной раствор декантируют в чашку с основным раствором и выпаривают под лампой до объема 2 - 3 см3. Стенки чашки обмывают 10 см3 воды, в которой полностью растворяют осадок, добавляют 1,0 - 1,5 см3 раствора серной кислоты. Содержимое чашки выпаривают под лампой, затем на электроплитке до прекращения выделения паров сернистого ангидрида и прокаливают в муфельной печи в течение 30 мин при температуре 550 °С. Масса концентрата должна быть не менее 200 мг. Если масса концентрата получается меньше, то добавляют до 200 мг недостающее количество сульфата свинца, используемого в качестве основы для приготовления образцов сравнения. Рассчитывают коэффициент обогащения по формуле

где m - масса полученного концентрата примесей, мг.

Одновременно через весь ход анализа ведут контрольный опыт для внесения в результат анализа поправки на чистоту реактивов и условий опыта. Для этого в конические колбы вместимостью 250 - 300 см3 приливают все реактивы, необходимые для растворения свинца, осаждения и отделения его нитрата (как при обогащении пробы). Содержимое колбы упаривают, переливают в кварцевую чашку. Стенки колбы обмывают 10 см3 воды. Раствор упаривают под лампой до 2 - 3 см3. Добавляют в чашку 200 мг сульфата свинца (основа для приготовления образцов сравнения) и 1,0 - 1,5 см3 раствора серной кислоты.

Содержимое чашки выпаривают под лампой или на электроплитке до прекращения выделения паров сернистого ангидрида и прокаливают в муфельной печи при температуре 550 °С в течение 30 мин.

Полученный концентрат примесей пробы, контрольного опыта и образцы сравнения смешивают с графитовым порошком в соотношении 5:1, по 100 мг помещают с помощью воронки в кратер предварительно обожженного графитового электрода и уплотняют палочкой из оргстекла. Спектры фотографируют через трехступенчатый ослабитель на спектрографе типа ДФС-8 в дуге постоянного тока силой 15 А по два раза. Ширина щели спектрографа 0,015 мм. Время экспозиции 1 мин (до выгорания, плюс 10 с). Каждую пробу обогащают из трех навесок.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

На спектрограмме с помощью микрофотометра измеряют интенсивность почернения аналитических линий определяемых элементов и близлежащего фона (длины волны в нм):

ванадий - 318,4

кобальт - 345,3

марганец - 279,4

хром 302,1 или хром 427,4.

По измеренным почернениям, пользуясь характеристической кривой фотопластинки, находят интенсивность линии и интенсивность фона и строят градуировочные графики в координатах lgJ, lgС,

где J - интенсивность линии с учетом фона;

С - массовая доля примесей в образцах сравнения, %.

По градуировочному графику находят массовую долю примеси в концентрате пробы () и концентрате контрольного опыта ().

Массовую долю примеси в пробе свинца (С) в процентах вычисляют по формуле

где - коэффициент обогащения пробы;

- коэффициент обогащения контрольного опыта.

За окончательный результат анализа принимают среднее арифметическое результатов трех параллельных определений (каждое параллельное определение из двух спектрограмм).

Значение результатов анализа округляют и выражают числом с двумя значащими цифрами.

Допускаемые расхождения результатов параллельных определений и результатов двух анализов при доверительной вероятности Р' = 0,95 не должны превышать значений, указанных в таблице.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

Основой приготовления образцов для построения градуировочных графиков служит сернокислый свинец, полученный из свинца высокой чистоты марок С0000 или С000 по ГОСТ 22861. Свинец растворяют в азотной кислоте 1:2 при нагревании (кварцевые колбы закрыты часовым стеклом). После полного растворения всей массы навески осаждают свинец в виде сернокислого соединения добавлением серной кислоты или ее раствора 1:1. Раствор с осадка сливают и отбрасывают. Осадок дважды промывают водой, высушивают и прокаливают в муфельной печи при температуре ~550 °С в течение 40 - 60 мин.

Сернокислый свинец хранят в полиэтиленовой посуде с завинчивающейся крышкой.

Стандартные растворы

Стандартные растворы ванадия: 0,0895 г по ТУ 6-09-1948-78 помещают в стакан вместимостью 100 см3, добавляют 10 см3 азотной кислоты, нагревают и добавляют 10 см3 перекиси водорода по ГОСТ 10929 (порциями по 2 - 3 см3) до полного растворения массы навески. После охлаждения раствор количественно переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, добавляют 20 см3 азотной кислоты и доводят до метки водой.

1 см3 раствора А содержит 0,5 мг ванадия.

20 см3 раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, добавляют 20 см3 азотной кислоты и доводят до метки водой.

1 см3 раствора Б содержит 0,1 мг ванадия.

10 см3 раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, добавляют 20 см3 азотной кислоты и доводят до метки водой.

1 см3 раствора В содержит 0,05 мг ванадия.

Стандартные растворы марганца: 0,050 г металлического марганца по ГОСТ 6008 помещают в стакан вместимостью 100 см3 и растворяют в 5 см3 раствора азотной кислоты 1:1. После растворения всей массы навески раствор нагревают до кипения для удаления окислов азота, охлаждают и количественно переводят в мерную колбу вместимостью 100 см3. Доводят до метки водой.

1 см3 раствора Г содержит 0,5 мг марганца.

20 см3 раствора Г переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, добавляют 5 см3 раствора азотной кислоты 1:1 и доводят до метки водой.

1 см3 раствора Д содержит 0,1 мг марганца.

10 см3 раствора Г переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, добавляют 5 см3 раствора азотной кислоты 1:1 и доводят до метки водой.

1 см3 раствора Е содержит 0,05 мг марганца.

Стандартные растворы хрома: 0,0731 г хромовокислого аммония по ГОСТ 3774 помещают в стакан вместимостью 50 см3 и растворяют в 10 - 15 см3 воды. После растворения всей массы навески раствор количественно переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3 и доводят до метки водой.

1 см3 раствора Ж содержит 0,5 мг хрома.

20 см3 раствора Ж переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доводят до метки водой.

1 см3 раствора З содержит 0,1 мг хрома.

10 см3 раствора З переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доводят до метки водой.

1 см3 раствора И содержит 0,05 мг хрома.

Стандартные растворы кобальта: 0,050 г металлического кобальта по ГОСТ 123 помещают в стакан вместимостью 100 см3 и растворяют при нагревании в 10 см3 раствора азотной кислоты 1:1. Полученный раствор нагревают до кипения для удаления окислов азота, охлаждают и переводят количественно в мерную колбу вместимостью 100 см3. Доводят до метки водой.

1 см3 раствора К содержит 0,5 мг кобальта.

10 см3 раствора К переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, добавляют 5 см3 раствора азотной кислоты 1:1, доводят до метки водой.

1 см3 раствора Л содержит 0,05 мг кобальта.

20 см3 раствора Л переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, добавляют 5 см3 раствора азотной кислоты 1:1, доводят до метки водой.

1 см3 раствора М содержит 0,01 мг кобальта.

Растворы могут храниться в течение 2 - 3 мес. При необходимости их анализируют атомно-абсорбционным или химическим методами.

Приготовление образцов сравнения: в кварцевую чашку помещают навеску основы массой 10 г, смачивают ее 1 - 2 см3 воды, добавляют растворы в соответствии с таблицей, высушивают под инфракрасной лампой, затем на электроплитке и прокаливают в муфельной печи при температуре 550 °С в течение 1 ч.

Полученную массу каждого образца тщательно перемешивают кварцевым пестиком и хранят в бюксах или полиэтиленовых банках с завинчивающимися крышками.

(Измененная редакция, Изм. N 1).