GOST 18904.6-89

GOST 18904.6−89 Tantale et son oxyde. Méthode spectrale pour la détermination de l'aluminium, du vanadium, du fer, du calcium, du silicium, du magnésium, du manganèse, du cuivre, du nickel, du niobium, de l'étain, du titane, du chrome et du zirconium

GOST 18904.6-89

Groupe B59

NORME D'ÉTAT DE L'UNION DE LA SSR

Tantale et son oxyde

Méthode spectrale pour le dosage de l'aluminium, du vanadium, du fer, du calcium,
silicium, magnésium, manganèse, cuivre, nickel, niobium, étain, titane, chrome et zirconium

Tantale et son oxyde. Méthode spectrale pour la détermination de l'aluminium,
vanadium, fer, calcium, silicium, magnésium, manganèse, cuivre,
nickel, niobium, étain, titane, chrome et zirconium

OKSTU 1709

Valable à partir du 01.01.90
jusqu'au 01.01.95*
_________________________________
* Date d'expiration supprimée
selon le protocole N 4-93 du Conseil interétatique
pour la normalisation, la métrologie et la certification
(IUS N 4, 1994). — Note du fabricant de la base de données.

INFORMATIONS DONNÉES

1. DÉVELOPPÉ ET INTRODUIT par le Ministère de la métallurgie non ferreuse de l'URSS

INTERPRÈTES

L.N. Filimonov, V.M. Vladimirova, N.A. Arakelyan , B.M. Dobkina , R.F. Makarova , A.S. Terekhova

2. APPROUVÉ ET INTRODUIT PAR Décret du Comité d'État de l'URSS pour les normes du 20 mars 1989 N 563

3. REMPLACER GOST 18904 .6−73

4. RÉGLEMENTATION DE RÉFÉRENCE ET DOCUMENTS TECHNIQUES

La présente Norme internationale spécifie une méthode spectrale pour la détermination des impuretés d'aluminium, de vanadium, de fer, de calcium, de silicium, de magnésium, de manganèse, de cuivre, de nickel, de niobium, d'étain, de titane, de chrome et de zirconium dans le tantale (précédemment converti en oxyde) et dans son oxyde.

La méthode est basée sur l'excitation et l'enregistrement (photographique ou photoélectrique) des spectres d'émission d'arc des échantillons analysés et des échantillons de référence.

Intervalles de fractions massiques déterminées d'impuretés :

1. EXIGENCES GÉNÉRALES

1.1. Exigences générales pour la méthode d'analyse et exigences de sécurité - selon GOST 18904 .0 avec l'ajout: la moyenne arithmétique de deux déterminations parallèles est prise comme résultat de l'analyse, chacune étant effectuée à partir d'un échantillon séparé.

2. ÉQUIPEMENT, RÉACTIFS ET MATÉRIEL

Spectrographe de diffraction type DFS-13 avec réseau 600 lignes/mm ou similaire.

Installation photoélectrique DFS-36 ou DFS-44.

Ordinateur électronique "Iskra-1256" ou "D-3−28" ou un type similaire.

Générateur UGE-4 ou redresseur 250-300 V, 20-30 A.

Microphotomètre de type MF-2 ou similaire.

Spectroprojecteur PS-18 ou similaire.

Les échelles sont analytiques.

Échelles de torsion.

Les échelles sont techniques.

Unité de vibration MEAS PRAHA TYP T22, 220 V, 50 Hz, 20 W, Tchécoslovaquie ou autre appareil pour mélanger et broyer des échantillons.

Mortiers et pilons en tantale et verre organique.

Four à moufle.

Armoire de séchage.

Plaque de cuisson électrique.

Machine pour affûter les électrodes de carbone.

Charbons spectraux OSCH-7−3 ou S-3, 6 mm de diamètre.

Électrodes usinées à partir de charbons spectraux :

type de verre : diamètre du cratère - 4 mm, profondeur du cratère - 3 mm, hauteur de la paroi extérieure - 5 mm, hauteur de la tige - 3 mm, diamètre de la tige 2,5 mm ; aiguisé sur un cône tronqué avec une plate-forme d'un diamètre de 2 mm.

Fioles jaugées d'une contenance de 100 cm3 , 500cm .

Les tasses sont en quartz.

Les tasses et les creusets sont en platine.

Creusets en carbone vitreux.

Verre en plastique vinylique d'une capacité de 2000 cm3 .

Entonnoir en verre organique.

Flacon Bunsen en verre organique.

Pincettes médicales selon GOST 21241 .

Tissu perchlorvinyle.

Aluminium métallique selon GOST 13276 .

Ammoniac aqueux selon GOST 3760 ou obtenu en saturant de l'eau purifiée avec de l'ammoniac gazeux dans un récipient en polyéthylène.

Fluorure d'ammonium selon GOST 4518 , solution à une concentration de 100 g / dm .

Carbonate de baryum selon GOST 4158 .

Oxyde de vanadium (V).

Oxyde de fer (III).

Poudre de graphite os.h. selon GOST 23463 ou poudre de charbon provenant de charbons OSCH-7-3 ou S-3, suivi d'un nettoyage à l'acide chlorhydrique, d'un traitement à l'acide fluorhydrique et d'un séchage dans un four à moufle à 400 ° C pendant 1 à 2 heures. dans une coupelle ou un creuset en platine en carbone vitreux.

Bichromate de potassium selon GOST 4220 .

Nitrate de calcium 4-eau selon GOST 4142 .

Acide nitrique os.h. selon GOST 11125 et dilué 1:1 ou selon GOST 4461 , distillé deux fois dans un appareil à quartz.

Acide sulfurique selon GOST 14262 , dilué 1:1.

Acide chlorhydrique os.h. selon GOST 14261 , dilué 2:1, ou selon GOST 3118 , distillé dans un appareil à quartz.

Acide fluorhydrique os.ch.

Dioxyde de silicium selon GOST 9428 .

Nitrate de magnésium selon GOST 11088 .

Oxyde de magnésium selon GOST 4526 .

Chlorure de manganèse (II) 4-eau selon GOST 612 .

Nitrate de cuivre.

Marque électrolytique de cuivre métallique M-0, M-1.

Chlorure de sodium selon GOST 4233 .

Sulfate de nickel 7-eau selon GOST 4465 .

Oxyde de niobium(V).

Oxyde d'étain (IV) selon GOST 22516 .

Alcool éthylique rectifié selon GOST 5962 * ou alcool éthylique technique rectifié selon GOST 18300 .
_______________
* Sur le territoire de la Fédération de Russie, GOST R 51652-2000 est valide. — Note du fabricant de la base de données.

Oxyde d'antimoine (III).

Tantale en poudre de haute pureté ou oxyde de tantale (V), pur en termes d'impuretés déterminées.

Oxyde de titane (IV).

Phosphate de tributyle, purifié.

Oxyde de zirconium (IV).

Plaques photographiques spectrales type I, type II, ES ou similaires, assurant un noircissement normal des lignes photométriques et du fond du spectre.

Contraste développeur.

Le fixateur est acide.

Solutions étalons avec une concentration massique de 10 mg/cm :

un échantillon d'aluminium métallique pesant 5 g est dissous dans 80 cm l'acide chlorhydrique, dilué 2:1, est transféré dans une fiole jaugée d'une capacité de 500 ml , diluer au volume avec de l'eau et mélanger;

une portion pesée de nitrate de calcium pesant 5,8902 g est dissoute dans de l'eau, transférée dans une fiole jaugée de 100 cm , diluer au volume avec de l'eau et mélanger;

une portion de nitrate de magnésium pesant 6,0987 g est dissoute dans de l'eau, transférée dans une fiole jaugée d'une capacité de 100 cm , diluer au volume avec de l'eau et mélanger ; ou une portion d'oxyde de magnésium pesant 1,6583 g est dissoute dans 40 cm l'acide chlorhydrique, dilué 1:1, est transféré dans une fiole jaugée d'une capacité de 100 ml , diluer au trait avec de l'eau et mélanger.

Une portion de chlorure de manganèse pesant 3,603 g est dissoute dans de l'eau, transférée dans une fiole jaugée d'une capacité de 100 cm , diluer au trait avec de l'eau et mélanger.

Une portion de nitrate de cuivre pesant 3,8022 g est dissoute dans de l'eau, transférée dans une fiole jaugée d'une capacité de 100 cm , diluer au volume avec de l'eau et mélanger ; ou 1 g de cuivre électrolytique est dissous dans une coupelle de quartz lorsqu'il est chauffé à 25 cm l'acide nitrique, dilué 1:1, est transféré dans une fiole jaugée d'une capacité de 100 ml , diluer au trait avec de l'eau et mélanger.

Une portion de sulfate de nickel pesant 4,785 g est dissoute dans de l'eau contenant 1 cm acide sulfurique, transféré dans une fiole jaugée d'une capacité de 100 ml , diluer au trait avec de l'eau et mélanger. La valeur du poids de l'échantillon est précisée après détermination de la substance de base dans le sulfate de nickel.

Une portion de bichromate de potassium recristallisé deux fois pesant 2,828 g est dissoute dans de l'eau, transférée dans une fiole jaugée d'une capacité de 100 cm , diluer au trait avec de l'eau et mélanger.

3. PREPARATION POUR L'ANALYSE

3.1. Préparation du mélange tampon

20 g de poudre de graphite, 2,5 g de chlorure de sodium, 0,05 g de trioxyde d'antimoine et 1,0 g de carbonate de baryum sont mélangés dans un mortier pendant 1 heure ou sur un vibrateur pendant 40 à 50 minutes.

3.2. Préparation des échantillons de référence

Les échantillons de référence (RS) sont préparés à base d'oxyde de tantale, pur quant aux impuretés à doser, c'est-à- dire que ces impuretés n'ont pas été détectées lors des analyses données dans les sections 4 et 5 de la présente norme. Il est permis de préparer la base à partir de poudre de tantale de haute pureté conformément à la clause 3.2.1.

3.2.1. Préparation de la base

Une portion de poudre de tantale pesant 500 g est placée dans un verre en plastique vinylique, humidifiée avec de l'eau jusqu'à formation d'une bouillie épaisse, 1100 cm 3 sont ajoutés par portions (après l'arrêt de la réaction violente). on ajoute goutte à goutte de l'acide fluorhydrique, puis de l'acide nitrique jusqu'à ce que cesse le dégagement d'oxydes d'azote. Après refroidissement, la solution est filtrée dans un bunsen en plexiglas à travers une toile perchlorovinylique. De l'eau est ajoutée au filtrat de sorte que la concentration de tantale dans la solution soit de 100 g/dm . Le tantale est extrait avec du phosphate de tributyle en trois étapes à un rapport des phases organiques et aqueuses de 0,5:1,0 ; 0,3 : 1,0 ; 0.2:1.0. La phase aqueuse est drainée dans les déchets, la phase organique est combinée et lavée avec de l'acide sulfurique (1:1), à un rapport de phase de 1,0:0,2.

Le tantale est extrait de la phase organique avec une solution de fluorure d'ammonium en trois étapes à un rapport des phases organique et aqueuse de 1:0,4 ; 1:0,2 ; 1:0.1. A partir de la phase aqueuse, le tantale est précipité avec de l'ammoniac à pH 7-8, le précipité est filtré à travers un filtre à ruban bleu sous vide sur un entonnoir en verre organique. L'hydroxyde de tantale résultant est lavé dans un bêcher en verre avec cinq fois le volume d'eau et filtré à nouveau. Le lavage à l'eau est répété trois fois, puis lavé à l'alcool sur un entonnoir, placé dans une coupelle en platine, séché dans une étuve pendant 5–6 h à 140–150 °C, puis calciné dans un four à moufle pendant 24 h à 800– 900°C. La base résultante est analysée conformément aux sections 4, 5.

3.2.2. Préparation des échantillons de référence

L'échantillon de référence de tête (GOS) est préparé en mélangeant la base avec des solutions étalons et des oxydes précalcinés des éléments à doser.

20 g de la base sont placés dans une coupelle en platine de 18 cm chacune des solutions étalons à une concentration de 10 mg/cm . Après l'introduction de chaque solution, le mélange est séché sur une tuile. A l'issue de l'introduction des solutions étalons d'aluminium, de calcium, de magnésium, de manganèse, de cuivre, de nickel et de chrome, le mélange séché est calciné dans un four à moufle à une température de 750°C pendant 1 heure.

0,3213 g d'oxyde de vanadium (V), 0,3851 g d'oxyde de silicium (IV) sont placés dans un mortier de tantale ; 0,2573 g d'oxyde de fer (III) ; 25,7510 g d'oxyde de niobium(V) ; 0,2285 g d'oxyde d'étain (IV) ; 0,3002 g d'oxyde de titane (IV) et 0,2431 g d'oxyde de zirconium (V), mélanger, puis ajouter le contenu de la coupelle en platine et broyer soigneusement avec un pilon en tantale pendant 3-3,5 heures, puis ajouter 28,4267 g de la base et soigneusement agité pendant 3 heures ou sur un vibrateur pendant 40 à 50 min. L'agitation dans un mortier peut être effectuée avec l'ajout d'alcool pour maintenir le mélange dans un état pâteux, suivi d'un séchage. Le GOS résultant est stocké dans un bocal en verre hermétiquement fermé.

Le reste de l'O.S. préparé par dilution en série de GOS et de la base OS subséquente. La fraction massique d'impuretés à déterminer en pourcentage de la somme des métaux de tantale et des impuretés et introduite dans le mélange d'un échantillon de la base et de l'OS dilué est indiquée dans le tableau 1.

Tableau 1

Chaque échantillon de référence est mélangé avec un mélange tampon dans un rapport de 3: 1 dans un mortier en plexiglas pendant 2 à 3 heures ou sur un vibrateur pendant 1,5 à 2 heures.Ready OS est stocké dans des bocaux en verre hermétiquement fermés.

Il est permis de préparer OS en utilisant d'autres quantités de substances mélangées tout en conservant les valeurs des fractions massiques spécifiées dans la norme.

4. CONDUITE DE L'ANALYSE

4.1. Préparation des échantillons pour analyse

L'échantillon de métal est transféré dans l'oxyde : dans un creuset en platine, préalablement essuyé avec de l'alcool (0,5 cm ) placer 0,9 à 1,0 g de l'échantillon, oxyder d'abord au bord d'un four à moufle chauffé, puis calciner à une température de 700 à 800 °C. L'intégralité de l'oxydation est déterminée par la couleur : un échantillon entièrement oxydé acquiert une couleur blanche ou jaune clair. L'oxyde résultant est transféré dans un mortier de tantale et broyé pendant 5 minutes.

L'oxyde analysé est mélangé avec un mélange tampon dans un rapport de 3:1 en poids dans un mortier ou sur une unité vibrante (10-15 min).

Lors du prélèvement d'échantillons, les nacelles, spatules et autres appareils sont essuyés avec de l'alcool (0,5 cm pour un échantillon).

Tout en remuant, les mortiers, pilons ou parties de l'unité de vibration sont lavés à l'eau et essuyés avec de l'alcool (2 cm pour un échantillon).

4.2. Excitation des spectres

Les échantillons analysés et l'OS, mélangés au mélange tampon, sont emballés étroitement (sans pesée) dans les cratères d'électrodes en carbone de type «verre», qui sont incluses dans le circuit d'arc à courant continu en tant qu'électrode d'anode inférieure. Les électrodes supérieures, aiguisées sur un tronc de cône, servent de cathode. Courant d'arc 20 A, temps d'exposition 30 s, écartement des électrodes 2,5 mm.

Lors de la détermination de faibles teneurs en niobium (3 10 — 3 10 %) : intensité du courant 22-24 A, durée d'amorçage 10 s, durée d'exposition 40 s, les autres conditions sont les mêmes que pour la détermination des autres impuretés.

4.3. Enregistrement des spectres

4.3.1. Lors de l'enregistrement photographique, la largeur de fente du spectrographe DFS-13 est de 13 à 15 μm, le système d'éclairage est à trois lentilles. 3 spectres de chaque échantillon et de chaque OS sont photographiés sur une plaque photographique.La photographie est répétée deux fois. Région photographiée du spectre : 245-350 nm et 360-450 nm (lors de la détermination du calcium). Photographiez chaque portion préparée (mélangée avec un mélange tampon) à partir d'un échantillon de l'échantillon d'oxyde initial (ou échantillon de métal oxydé) sur deux plaques photographiques trois fois chacune.

Après avoir photographié les spectres, les plaques photographiques sont développées, lavées, fixées, lavées à l'eau courante et séchées.

4.3.2. Lors de l'enregistrement photoélectrique, la largeur de la fente d'entrée de l'installation photoélectrique DFS-36 (DFS-44) est de 0,15 à 0,20 μm, le système d'éclairage est à deux lentilles. Enregistrez deux spectres d'une portion, préparés (mélangés avec un mélange tampon) à partir d'un échantillon de l'échantillon d'oxyde initial (ou de l'échantillon de métal oxydé).

5. TRAITEMENT DES RÉSULTATS

5.1. Les plaques photographiques sont photométrées sur un microphotomètre. Sur chaque spectrogramme, le noircissement des raies analytiques et de comparaison est mesuré, et la différence de noircissement est calculée ( ), trouver la moyenne arithmétique pour trois spectrogrammes obtenus à partir d'un échantillon. Les longueurs d'onde des raies analytiques et des raies de comparaison sont données dans le tableau 2.

Tableau 2

* Lignes utilisées dans l'enregistrement photoélectrique.

5.2. A la sortie de l'installation photovoltaïque (un affichage voltmètre numérique ou une bande d'un appareil d'impression numérique), des lectures sont obtenues ( ), proportionnel au logarithme de l'intensité relative de la raie analytique et de la raie de comparaison (tableau 2).

5.3. Pour chaque impureté à déterminer, un graphique d'étalonnage est construit : les valeurs sont portées le long de l'axe des abscisses , où - fraction massique (en pourcentage) de l'impureté déterminée dans l'OS ; l'axe des y trace les valeurs moyennes du signal analytique ( ou ) correspondant à O.S. Selon ces graphiques et les valeurs moyennes du signal analytique obtenues à partir des spectres des échantillons, on trouve les valeurs des fractions massiques des impuretés à déterminer dans les échantillons analysés.

5.3.1. Dans l'enregistrement photographique du spectre, l'un des résultats d'une détermination parallèle est pris comme la moyenne des résultats obtenus sur deux plaques photographiques, dont chacune est la moyenne de trois spectrogrammes.

5.3.2. Dans l'enregistrement photoélectrique du spectre, le résultat de l'une des déterminations parallèles est pris comme la moyenne des résultats de mesure des signaux analytiques de deux spectres.

5.4. Il est permis de traiter les signaux analytiques à l'aide de l'ordinateur de type Iskra-1256, D-3-28 ou similaire selon les programmes approuvés de la manière prescrite.

5.5. Les valeurs absolues des différences entre deux résultats de déterminations parallèles (indice de convergence) et deux résultats d'analyse (indice de reproductibilité), numériquement égaux entre eux, avec une probabilité 0,95, ne doit pas dépasser les valeurs des écarts admissibles indiquées dans le tableau 3.

Tableau 3

Les écarts admissibles pour les valeurs intermédiaires des fractions massiques sont calculés par interpolation linéaire.

5.6. Il est permis d'utiliser d'autres méthodes d'analyse, dont les caractéristiques métrologiques ne sont pas inférieures à celles données dans la norme.