Утвержден и введен в действие

Постановлением Госстандарта СССР

от 30 марта 1990 г. N 791

 

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

 

ФЕРРОНИОБИЙ

 

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ СУММЫ НИОБИЯ И ТАНТАЛА

 

Ferroniobium. Method for determination of niobium

and tantalum sum

 

ГОСТ 15933.5-90

 

Группа В19

 

ОКСТУ 08 09

 

Взамен ГОСТ 15933.5-70

 

Срок действия

с 1 июля 1991 года

до 1 июля 2001 года

 

Разработан и внесен Министерством металлургии СССР.

Разработчики: В.Г. Мизин, Т.А. Перфильева, С.И. Ахманаев, В.П. Глухова, Г.И. Гусева.

Утвержден и введен в действие Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 30.03.90 N 791.

Срок первой проверки - I кв. 2000 г.

Периодичность проверки - 5 лет.

Ссылочные нормативно-технические документы

 

─────────────────────────────────────────┬────────────────────────

 Обозначение НТД, на который дана ссылка │ Номер пункта, раздела

─────────────────────────────────────────┼────────────────────────

ГОСТ 3118-77                             │2

ГОСТ 3772-74                             │2

ГОСТ 4165-78                             │2

ГОСТ 4204-77                             │2

ГОСТ 4461-77                             │2

ГОСТ 7172-76                             │2

ГОСТ 10484-78                            │2

ГОСТ 10929-76                            │2

ГОСТ 20515-75                            │1.2

ГОСТ 22867-77                            │2

ГОСТ 28473-90                            │1.1

 

Настоящий стандарт устанавливает гравиметрический метод определения суммы ниобия и тантала при массовой доле суммы ниобия и тантала от 30 до 70%.

Метод основан на выделении суммы ниобия и тантала путем кислого гидролиза в присутствии таннина. Выделенный осадок ниобиевой и танталовой кислот отфильтровывают, прокаливают и взвешивают в виде оксидов. В осадке определяют содержание оксида титана (IV) и оксида циркония (IV).

 

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

 

1.1. Общие требования к методу анализа - по ГОСТ 28473.

1.2. Лабораторная проба должна быть приготовлена в виде порошка с максимальным размером частиц 0,08 мм по ГОСТ 20515.

 

2. РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ

 

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484.

Кислота азотная по ГОСТ 4461.

Кислота серная по ГОСТ 4204 и разбавленная 1:1, 1:4 и 1:9.

Кислота соляная по ГОСТ 3118 и разбавленная 1:1 и растворы с молярной концентрацией 6 моль/дм3 и 1 моль/дм3.

Таннин, раствор с массовой концентрацией 20 г/дм3.

Раствор для промывания (I): 5 г таннина растворяют в воде, прибавляют 10 см3 соляной кислоты и доливают водой до объема 1 дм3.

Калий пиросернокислый по ГОСТ 7172.

Кислота винная, раствор с массовой концентрацией 200 г/дм3.

Медь (II) сернокислая 5-водная по ГОСТ 4165, раствор с массовой концентрацией 10 г/дм3.

Кислота аскорбиновая, раствор с массовой концентрацией 20 г/дм3.

Диантипирилметан, раствор с массовой концентрацией 50 г/дм3: 5 г диантипирилметана растворяют в 100 см3 раствора соляной кислоты с молярной концентрацией 1 моль/дм3.

Смесь растворов реактивов (S-реагент): к 660 см3 воды приливают 80 см3 раствора соляной кислоты с молярной концентрацией 6 моль/дм3, 10 см3 раствора сернокислой меди, 50 см3 раствора аскорбиновой кислоты и 100 см3 раствора диантипирилметана. Растворы смешивают в указанной последовательности непосредственно перед применением S-реагента.

Водорода перекись по ГОСТ 10929.

Аммоний фосфорнокислый двузамещенный по ГОСТ 3772, раствор с массовой концентрацией 100 г/дм3.

Аммоний азотнокислый по ГОСТ 22867.

Раствор для промывания (II): 50 г азотнокислого аммония растворяют в воде, прибавляют 5 см3 перекиси водорода и доливают водой до объема 1 дм3.

Стандартные растворы оксида титана (IV)

Раствор А: 0,2000 г оксида титана, предварительно просушенного при температуре 105 °С, сплавляют с 5 - 6 г пиросернокислого калия в платиновом тигле или чашке при температуре (750 +/- 25) °С. Плав растворяют в 50 см3 раствора серной кислоты (1:9) при нагревании. Охлажденный раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм3 и доливают до метки раствором серной кислоты (1:9).

Массовая концентрация оксида титана в растворе А равна 0,0002 г/см3.

Раствор Б: 10,0 см3 стандартного раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, приливают 10 см3 раствора серной кислоты (1:1), доливают водой до метки и перемешивают.

Массовая концентрация оксида титана в растворе Б равна 0,00002 г/см3.

 

3. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

 

3.1. Навеску пробы массой 0,25 г помещают в платиновую чашку или чашку из стеклоуглерода, приливают 15 см3 фтористоводородной кислоты и осторожно, по каплям, прибавляют азотную кислоту до прекращения растворения навески. Затем приливают 30 см3 раствора серной кислоты (1:1) и раствор выпаривают до выделения густых паров серной кислоты. После охлаждения чашки обмывают ее стенки водой и снова выпаривают раствор до выделения паров серной кислоты. В охлажденную чашку прибавляют 20 см3 воды, 25 см3 соляной кислоты, нагревают и содержимое чашки переносят в колбу вместимостью 750 см3 с отметкой 500 см3. В колбу приливают 100 см3 раствора таннина и доливают водой до метки. Раствор кипятят в течение 25 мин. Первоначальный объем 500 см3 сохраняют, добавляя воду.

Раствор с выпавшим осадком оставляют на ночь, после чего осадок отфильтровывают на двойной плотный фильтр, содержащий небольшое количество беззольной фильтробумажной массы. Осадок промывают 10 раз холодным раствором для промывания (I). Фильтр с осадком помещают во взвешенный платиновый тигель, высушивают и прокаливают при температуре (950 +/- 50) °С в течение часа. Затем тигель охлаждают, взвешивают и определяют суммарную массу осадка (X) оксидов ниобия, тантала, титана и циркония.

В прокаленном осадке оксидов ниобия и тантала определяют массовую долю оксида титана и оксида циркония. Для этого осадок сплавляют с 5 - 6-кратным количеством пиросернокислого калия в муфельной печи при температуре (750 +/- 25) °С. После охлаждения тигель помещают в стакан вместимостью 250 - 300 см3 и плав выщелачивают в 30 см3 раствора винной кислоты при слабом нагревании. Раствор охлаждают и переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают до метки водой и перемешивают.

3.2. Определение массовой доли оксида титана (IV) в осадке оксидов ниобия и тантала

В зависимости от массовой доли оксида титана отбирают аликвотную часть раствора, полученного по п. 3.1 в колбу вместимостью 100 см3, доливают до метки S-реагентом и перемешивают. Через 35 - 40 мин измеряют оптическую плотность раствора на спектрофотометре при длине волны 410 нм или фотоэлектроколориметре в области светопропускания 410 - 430 нм.

В качестве pacтвopa сравнения применяют воду.

Массу оксида титана находят по градуировочному графику после вычитания значения оптической плотности раствора контрольного опыта из значения оптической плотности раствора пробы.

3.2.1. Построение градуировочного графика

Градуировочный график строят по стандартному раствору Б оксида титана. Линейность графика соблюдается в диапазоне от 0,00002 г до 0,00010 г оксида титана в конечном объеме, равном 100 см3.

Выбранные объемы стандартного раствора Б помещают в мерные колбы вместимостью 100 см3, доливают до метки S-реагентом и перемешивают. Далее поступают, как указано в п. 3.2.

Раствором сравнения служит раствор, не содержащий стандартного раствора оксида титана.

По полученным значениям оптической плотности растворов и соответствующим им массам оксида титана строят градуировочный график.

3.2.2. Массовую долю оксида титана (X) в процентах вычисляют по формуле

 

,

 

где m - масса оксида титана, найденная по градуировочному графику, г;

- масса навески, соответствующая аликвотной части раствора пробы, г.

3.3. Для определения массовой доли оксида циркония в осадке оксидов ниобия и тантала отбирают аликвотную часть раствора, полученного по п. 3.1, равную 50,0 см3, помещают в стакан вместимостью 300 см3 и приливают 5 см3 серной кислоты. Раствор нагревают до 60 - 70 °С, приливают 3 - 5 см3 перекиси водорода, 20 см3 раствора фосфорнокислого аммония, тщательно перемешивают и выдерживают в теплом месте в течение 3 ч, наблюдая за сохранением избытка перекиси водорода в растворе. Осадок фосфорнокислого циркония отфильтровывают на плотный фильтр, содержащий небольшое количество беззольной фильтробумажной массы и промывают 10 - 12 раз холодным раствором для промывания (II).

Фильтр с осадком помещают в фарфоровый тигель, высушивают, озоляют при открытой дверце муфельной печи до полного сгорания фильтра и прокаливают при температуре (1000 +/- 50) °С в течение 20 - 25 мин. После охлаждения содержимое тигля сплавляют с 4 - 5 г пиросернокислого калия при температуре (750 +/- 25) °С. Плав растворяют в 100 см3 раствора серной кислоты 1:9 и осаждают повторно цирконий раствором фосфорнокислого аммония, как указано выше.

Осадок фосфорнокислого циркония отфильтровывают на плотный фильтр, содержащий небольшое количество беззольной фильтробумажной массы, промывают 10 - 12 раз холодным раствором для  промывания (II).

Фильтр с осадком помещают во взвешенный фарфоровый тигель, высушивают, озоляют, как указано выше, и прокаливают при температуре (1000 +/- 50) °С в течение 1 ч. Тигель с осадком охлаждают в эксикаторе и взвешивают.

3.3.1. Массовую долю оксида циркония ( ) в процентах вычисляют по формуле

 

,

 

где  - масса тигля с осадком пирофосфорнокислого циркония, г;

- масса тигля, г;

- масса навески, соответствующая аликвотной части раствора пробы, г;

0,4647 - коэффициент пересчета пирофосфорнокислого циркония на оксид циркония.

 

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

 

4.1. Массовую долю ( ) суммы ниобия и тантала в процентах вычисляют по формуле

 

,

 

где  - масса осадка суммы оксидов ниобия и тантала, г;

- масса навески пробы, г;

X - массовая доля оксида титана в осадке оксидов ниобия и тантала, %;

- массовая доля оксида циркония в осадке оксидов ниобия и тантала, %;

0,6990 - коэффициент пересчета оксида ниобия на ниобий.

4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности определения массовой доли суммы ниобия и тантала приведены в таблице.

 

────────────────────┬────────┬────────────────────────────────────

Массовая доля суммы │Погреш- │     Допускаемые расхождения, %

ниобия и тантала, % │ность   ├───────┬────────┬────────┬──────────

                    │резуль- │резуль-│двух    │трех    │результа-

                    │татов   │татов  │парал-  │парал-  │тов ана-

                    │анализа,│двух   │лельных │лельных │лиза стан-

                    │%       │анали- │опреде- │опреде- │дартного

                    │        │зов    │лений   │лений   │образца

                    │        │       │        │        │от аттес-

                    │        │       │        │        │тованного

                    │        │       │        │        │значения

────────────────────┼────────┼───────┼────────┼────────┼──────────

От  30 до 50 включ. │0,3     │0,4    │0,3     │0,4     │0,2

Св. 50 "  70 "      │0,5     │0,6    │0,5     │0,6     │0,3