ГОСУДАРСТВЕННЫЕ СТАНДАРТЫ СОЮЗА ССР
ФЕРРОСИЛИЦИЙ
МЕТОДЫ ХИМИЧЕСКОГО И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОГО АНАЛИЗОВ
ГОСТ 13230.1-81-ГОСТ 13230.9-81 (СТ СЭВ 2192-80—СТ СЭВ 2197-80)
Издание официальное
Цена 20 коп.
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ Москва
ГОСУДАРСТВЕННЫЕ СТАНДАРТЫ СОЮЗА ССР
ФЕРРОСИЛИЦИЙ
МЕТОДЫ ХИМИЧЕСКОГО И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОГО АНАЛИЗОВ
ГОСТ 13230.1-81-ГОСТ 13230.9-81
(СТ СЭВ 2192-80-СТ СЭВ 2197-80)
Издание официальное
МОСКВА—1981
РАЗРАБОТАНЫ Министерством черной металлургии СССР ИСПОЛНИТЕЛИ
В. Г. Мизин, В. Л. Зуева, П. Ф. Агафонов, Е. М. Познякова
ВНЕСЕНЫ Министерством черной металлургии СССР
Член Коллегии А. А. Кугушин
УТВЕРЖДЕНЫ И ВВЕДЕНЫ В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 19 июня 1981 г. N° 3028
© Издательство стандартов, 1981
УДК 669.15'782—19» : 546.23.06 : 006.354 Группа В19
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
ГОСТ
13230.1-81
(СТ СЭВ 2192—80)
ФЕРРОСИЛИЦИЙ
Методы определения кремния
Ferrosilicon. Methods for the determination of silicon
Взамен ГОСТ 13230.1—67
Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 19 июня 1981 г. № 3028 срок действия установлен
с 01.01 1933 г. до 01.01 1988 г.
Несоблюдение стандарта преследуется по закону
Настоящий стандарт устанавливает методы определения кремния в ферросилиции: гравиметрический солянокислотный (при мае* совой доле кремния от 14 до 95%) и титриметрический алкалиметрический (при массовой доле кремния от 14 до 65%).
Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 2192—80.
1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
1.1. Общие требования к методам анализа —по ГОСТ 13020.0—75.
1.2. Отбор проб проводят по ГОСТ 20016—74 со следующим дополнением: лабораторная проба должна быть приготовлена в виде тонкого порошка с размером частиц, проходящих через сито с сеткой № 016 по ГОСТ 6613—73.
2. ГРАВИМЕТРИЧЕСКИЙ СОЛЯНОКИСЛОТНЫЙ МЕТОД
2.1. Сущность метода
Метод основан на разложении ферросилиция сплавлением с перекисью натрия и коагуляции кремниевой кислоты в присутствии желатина из солянокислого раствора при температуре не выше 60°С. Осадок кремниевой кислоты отфильтровывают, прокаливают, взвешивают, обрабатывают смесью плавиковой и серной кислот, снова прокаливают до постоянной массы и взвешивают.
Масса чистой двуокиси кремния соответствует разности между первым и вторым взвешиванием.
2.2. Реактивы и растворы
Кислота соляная по ГОСТ 3118—77 и разбавленная 1:1, 1 :8 и 1 :50.
Кислота азотная по ГОСТ 4461—77.
Кислота серная по ГОСТ 4204—77, разбавленная 1:1.
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484—78.
Натрия перекись.
Железо хлорное по ГОСТ 4147—74, раствор с массовой концентрацией железа 10 мг/см3 раствора.
Желатин по ГОСТ 11293—78, 1%-ный раствор.
Аммиак водный по ГОСТ 3760—79 и разбавленный 1 : 500.
2.3. Проведение анализа
2.3.1. Навеску ферросилиция 0,50 г (при массовой доле кремния от 14 до 30%), 0,25 г (при массовой доле кремния свыше 30 до 75%) или 0,10 г (при массовой доле кремния свыше 75%) помещают в железный или никелевый тигель, тщательно перемешивают с 5 г перекиси натрия и засыпают сверху 1 г перекиси натрия. Тигель помешают в муфельную печь, нагретую до 400°С, и нагревают до спекания массы, а затем сплавляют при 750—800°С в течение 4—5 мин после расплавления смеси и получения легкоподвижной массы. Охлажденный тигель помещают в стакан из пластмассы вместимостью 500 см3, прибавляют в него 150—200 см3 воды и выщелачивают плав при комнатной температуре, прикрыв стакан часовым стеклом. После растворения плава тигель удаляют из стакана и обмывают водой, а затем 2—3 раза соляной кислотой (1 : 1), и вновь 3—4 раза горячей водой. Раствор вливают в стакан вместимостью 600 см3, в который предварительно налито 40 см3 соляной кислоты. Выпаривают раствор до состояния влажных солей. После охлаждения прибавляют при энергичном перемешивании 15—20 см3 соляной кислоты, 2 см3 раствора желатина, перемешивают, через 1—2 мин прибавляют еще 2 см3 раствора желатина, снова перемешивают и оставляют на 10—15 мин. Полученный раствор разбавляют водой, нагретой до 50—60°С, до объема 70—80 см3, перемешивают и дают осадку отстояться. Осадок кремниевой кислоты отфильтровывают на фильтр средней плотности, содержащий небольшое количество фильтробумажной массы, промывают 10—12 раз теплым раствором соляной кислоты (1:50), а затем 5—6 раз горячей водой. Фильтр с осадком сохраняют. Фильтрат проверяют на полноту выделения кремниевой кислоты,, предварительно разрушая органические вещества. Для этой цели к фильтрату, нагретому до кипения, прибавляют 10—15 см3 азотной кислоты и выпаривают досуха. К сухому остатку прибавляют 10 см3 соляной кислоты и вновь выпаривают досуха; выпаривание с соляной кислотой повторяют дважды. Дальнейшие операции — выпаривание до состояния влажных солей, выделение кремниевой кислоты с желатином, фильтрование и промывание осадка проводят как описано выше.
2.3.2. Фильтрат и промывные воды после вторичного выделения кремниевой кислоты помещают в тот же стакан, в котором проводилось выпаривание, приливают 5 см3 азотной кислоты и выпаривают раствор до 100 см3.
К горячему раствору приливают 10 см3 хлорного железа и осаждают железо (совместно с кремниевой кислотой) аммиаком, приливая последний до появления запаха.
Осадок отфильтровывают на быстрофильтрующий фильтр и промывают его 3—4 раза горячим раствором аммиака (1 :500).
Осадок гидроокисей металлов смьгвают водой из промывалки в стакан, в котором проводилось осаждение железа, приливают 20 см3 разбавленной серной кислоты и выпаривают раствор до появления паров серной кислоты, которым дают выделяться в течение 5 мин. Содержимое стакана охлаждают, приливают 10 см3 соляной кислоты, 50 см3 горячей воды и нагревают до растворения солей.
К горячему раствору 60—70°С приливают 5 см3 раствора желатина и хорошо перемешивают. Осадок кремниевой кислоты отфильтровывают на среднефильтрующий фильтр и промывают 8—10 раз горячим раствором соляной кислоты (1:50) и 3—4 раза горячей водой.
Фильтры с осадком кремниевой кислоты объединяют, помещают в платиновый тигель, сушат, озоляют и прокаливают 40 мин при температуре 1000—1050°С. После охлаждения в тигель с осадком добавляют три капли разбавленной серной кислоты, сушат и прокаливают при 1000—1050°С до постоянной массы осадка. Тигель с осадком взвешивают, осадок в тигле смачивают несколькими каплями воды, прибавляют 3—4 капли разбавленной серной кислоты, 5—7 см3 фтористоводородной кислоты и выпаривают до удаления паров серной кислоты. Затем тигель прокаливают при температуре 1000—1050°С до постоянной массы, охлаждают в эксикаторе и снова взвешивают.
Масса чистой двуокиси кремния соответствует разности первого и второго взвешивания.
2.4. Обработка результатов
2.4.1. Массовую долю кремния (X) в процентах вычисляют по формуле
X • 0,4674 - 100
где т — масса тигля с осадком двуокиси кремния до обработки фтористоводородной кислотой, г;
rrii — масса тигля с остатком двуокиси кремния после обработки фтористоводородной кислотой, г;
т2 — масса тигля с осадком контрольного опыта до обработки фтористоводородной кислотой, г;
/пз — масса тигля с остатком контрольного опыта после обработки фтористоводородной кислотой, г;
т4 — масса навески, г;
0,4674 — коэффициент пересчета двуокиси кремния на кремний.
2.4.2. Абсолютные допускаемые расхождения результатов параллельных определений не должны превышать значений, указанных в таблице.
Массовая доля
Абсолютные допускаемые
кремния, %
расхождения, %
От 14 до 25
0,3
Св. 25 в 50
0,5
, 50 . 80
0,6
> 80 . 95
0,8
3. ТИТРИМЕТРИЧБСКИЯ АЛКАЛИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД
3.1. Сущность метода
Метод основан на осаждении кремниевой кислоты в виде труднорастворимого кремнефторида калия. Осадок кремнефторида калия подвергают гидролизу горячей водой в присутствии хлористого кальция. Выделенную при этом хлористоводородную кислоту в количестве, эквивалентном содержанию фтористоводородной кислоты, оттитровывают раствором щелочи в присутствии смешанного индикатора.
3.2. Реактивы и растворы
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484—78.
Кислота азотная по ГОСТ 4461—77.
Калий хлористый по ГОСТ 4234—77, 20%-ный раствор и нейтрализованный 10%-ный раствор. Последний готовят следующим образом: к 1 дм3 10%-ного раствора хлористого калия добавляют 10 капель смешанного индикатора, нейтрализуют раствором гидроокиси натрия до появления зеленого цвета.
Кальций хлористый по ГОСТ 4460—77, 40%-ный раствор. Раствор нейтрализуют раствором гидроокиси натрия по индикатору, метиловому красному.
Барий хлористый по ГОСТ 4108—72, 1%-ный раствор.
Метиловый красный по ГОСТ 5853—51 и спиртовой 0,1%-ный раствор.
Метиленовый голубой.
Индикатор смешанный: 0,125 г метиленового красного и 0,083 г метиленового голубого растворяют в 100 см3 этилового спирта; применяют через сутки после приготовления.
Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 5962—67.
Гидроокись натрия по ГОСТ 4328—77, раствор с молярной концентрацией эквивалента 0,25 моль/дм3: 10 г гидроокиси натрия растворяют в 1 дм3 воды, добавляют 2 см3 раствора хлористого бария и дают стоять раствору в течение 3 сут до полного отстаивания осадка. Осадок отфильтровывают.
Массовую концентрацию раствора гидроокиси натрия (С), выраженную в г/см3 кремния, устанавливают по стандартным образцам ферросилиция, близким по составу и проведенным через все стадии анализа, как указано в п. 3.3 и вычисляют по формуле
С С\ * /71
= (И-УО-100 ’
где Ci — массовая доля кремния в стандартном образце, %; т — масса навески, г;
V— объем раствора гидроокиси натрия, израсходованный на титрование стандартного образца, см3;
V] —объем раствора гидроокиси натрия, израсходованный на титрование раствора контрольного опыта, см3.
3.3. П р о в е д е н и е анализа
3.3.1. Навеску ферросилиция 0,2 г (при массовой доле кремния до 20%) или 0,1 г (при массовой доле кремния свыше 20%) помещают в пластмассовый стакан (тетрафторпластовый, полиэтиленовый и др.), приливают 25 см3 азотной кислоты, перемешивают, затем добавляют 10 см3 плавиковой кислоты, закрывают стакан пластмассовой крышкой и перемешивают в течение 1—2 мин. Раствор не следует нагревать.
При анализе низкокремнистых сплавов наблюдается легкий осадок черного цвета.
Крышку стакана снимают, удаляют окислы азота выдуванием резиновой грушей, обмывают крышку и стакан примерно 10 см3 воды, добавляют 40 см3 20%-ного раствора хлористого калия, перемешивают и ставят раствор охлаждаться в проточную воду или холодильник до температуры от 10 до 15°С.
Выпавший осадок кремнефторида калия фильтруют под вакуумом при помощи водоструйного насоса через воронку из пластмассы, в которой находится фильтробумажная масса.
Стакан и осадок промывают охлажденным нейтрализованным раствором хлористого калия. Промывание ведется до появления зеленой окраски промывных вод.
По окончании промывания фильтробумажную массу с осадком переносят в широкогорлую колбу или высокий стакан вместн-
2* 7
Стр. 6 ГОСТ 13230.1—S1
мостью 500 см3 и приливают 150—200 см3 кипящей дистиллированной воды, которую предварительно нейтрализуют по смешанному индикатору раствором гидроокиси натрия до слабо-зеленого цвета. Стакан, в котором проводилось осаждение кремния, также обмывают горячей водой.
Содержимое колбы (стакана) тщательно перемешивают, добавляют 10 см3 раствора хлористого кальция, 10 капель смешанного индикатора и титруют раствором гидроокиси натрия до устойчивой зеленой окраски раствора. Затем стакан ставят на плиту, покрытую асбестом, и дополнительно нагревают. Если появится малиновый цвет раствор снова титруют раствором гидроокиси натрия до зеленого цвета.
3.4. Обработка результатов
3.4.1. Массовую долю кремния (X) в процентах вычисляют по формуле
Y_ : С(у-Ъ)
т
•100,
где С—массовая концентрация раствора гидроокиси натрия по кремнию, г/см3;
V— объем раствора гидроокиси натрия, израсходованный на титрование анализируемого раствора, см3;
Vi—объем раствора гидроокиси натрия, израсходованный на титрование раствора контрольного опыта, см3;
т — масса навески анализируемой пробы, г.
3.4.2. Абсолютные допускаемые, расхождения результатов параллельных определений не должны превышать значений, указанных в п. 2.4.2.
Изменение № 1 ГОСТ 13230.1—81 Ферросилиций. Методы определения кремния Утверждено и введено в действие Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 19.02.87 № 279
Дата введения 01.01.88
Под наименованием стандарта проставить код: ОКСТУ 0809.
Пункт 1.2. Заменить с.сылку: ГОСТ 20016—74 на ГОСТ 24991—81.
Пункт 2.2. Заменить слова: «1 %-ный раствор» на «раствор с массовой концентрацией 10 г/дм3».
Пункт 2.3.2. Шестой абзац после слов «в платиновый тигель» дополнить словами: «или тигель из стеклоуглерода».
Пункт 2.4.1. Формулу изложить в новой редакции:
I (m—mJ —(т,—т3) ] 0,4674.100 X = _ •
Пункт 2.4.2 изложить в новой редакции: «2.4.2. Абсолютные расхождения результатов параллельных определений не должны превышать допускаемых значений, указанных в таблице».
(Продолжение см. с. 46)
Пункт 3.1. Заменить слова: «кремниевой кислоты» на «кремния».
Пункт 3.2. Исключить слова: «по ГОСТ 5853—51»;
заменить слова: «20 %-ный раствор» на «раствор с массовой концентрацией* 200 г/дм3*, «10 %-ный раствор» на «раствор с массовой концентрацией 100 г/дм3» (2 раза), «40 %-ный раствор» на «раствор с массовой концентрацией 400 г/дм3», «1 %-ный раствор» на «раствор с массовой концентрацией 10 г/дм3», «0,1 %-ный раствор» на «раствор с массовой концентрацией 1 г/дм3».
Пункт 3.4.2. изложить в новой редакции: «3.4.2. Абсолютные расхождениях результатов параллельных определений не должны превышать допускаемых значений, указанных в п. 2.4.2».
(ИУС № 5 1987 г.)
46