ГОСУДАРСТВЕННЫЕ СТАНДАРТЫ СОЮЗА ССР

ФЕРРОСИЛИЦИЙ

МЕТОДЫ ХИМИЧЕСКОГО И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОГО АНАЛИЗОВ

ГОСТ 13230.1-81— Г ОСТ 13230.9-81 (СТ СЭВ 2192-80—СТ СЭВ 2197-80)

Издание официальное

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

(Продолжение изменения к ГОСТ 13230.1-81>

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 расхождениям результатов паралл!ельных определений не должны превышать допускаемых: значений, указанных в п. 2.4.2».

(ИУС № 5 1987 г.)

46

РАЗРАБОТАНЫ Министерством черной металлургии СССР ИСПОЛНИТЕЛИ

В. Г. Мизин_г 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. № 3028

© Издательство стандартов, 1981

УДК 669.15'782— rn: 546.28.06 : 006.354    Группа    B19

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

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 198f г. № 3028 срок действия установлен

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт устанавливает методы определения кремния в ферросилиции: гравиметрический солянокислотный (при массовой доле кремния от 14 до 95%) и титриметрический алкали-метрический (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.

Издание официальное    Перепечатка    воспрещена

★

Стр. 2 ГОСТ 13230.1-81

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 помещают в муфельную печь, нагретую до 400°С, и нагревают да 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^РС, 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 см⁸ азотной кислоты и выпаривают досуха. К сухому остатку прибавляют 10 см³ соляной кислоты и вновь выпаривают досуха; выпаривание

4

ГОСТ 13230.1—&1 Стр. 3

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 смывают 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—Ю50°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 — (^)—(^а—^отз) ’ 0 * 4674 -100

где т — масса тигля с осадком двуокиси кремния до обработки фтористоводородной кислотой, г;

2 Зек. 1038

Стр. 4 ГОСТ 13230.1-81

mi — масса тигля с остатком двуокиси кремния после обработки фтористоводородной кислотой, г;

— масса тигля с осадком контрольного опыта до обработки фтористоводородной кислотой, г; та — 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 . 50 0,5 . 50 „ 80 0,6 . 80 . 95 0,8

3. ТИТРИМЕТ0ИЧБСКИЙ 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.

6

ГОСТ 13230.1-81 Стр. 5

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

q__С_хт

~    (К—    V_x)    -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. Проведение 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 вмести-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

_х =    .юо,

m

где С — массовая концентрация раствора гидроокиси натрия по кремнию, г/см³;

V — объем раствора гидроокиси натрия, израсходованный на титрование анализируемого раствора, см³;

V{—объем раствора гидроокиси натрия, израсходованный на титрование раствора контрольного опыта, см³;

пг — масса навески анализируемой пробы, г.

3.4.2.    Абсолютные допускаемые,расхождения результатов параллельных определений не должны превышать значений, указанных в п. 2.4.2.

а

Группа В19

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 ссылку: 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:

„ t (m—m₁)—(m₉—m₃) ] 0,4674-100

A=    _m    .

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)

45