Ферросилиций. Методы определения кремния

ГОСУДАРСТВЕННЫЕ СТАНДАРТЫ

СОЮЗА ССР

ФЕРРОСИЛИЦИЙ

МЕТОДЫ ХИМИЧЕСКОГО И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОГО АНАЛИЗОВ

ГОСТ І3230.Ь£Ґ^-ГОСТ 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 — 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. № 3028
© Издательство стандартов, 1981

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 19*81 г. № 3028 срок действия установлен
с 01.01 1983 г.
до 01.01 1988 г.
Несоблюдение стандарта преследуется по закону
Настоящий стандарт устанавливает методы определения крем­ния в ферросилиции: гравиметрический солянокислотный (при мас-< 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.
Перепечатка воспрещена
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 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.
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—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 перво­
го и второго взвешивания.
2.4. Обработка результатов
2.4.1. Массовую долю кремния (AJ в процентах вычисляют по формуле
_ (/Л—■ 0,4674• 100
где т — масса тигля с осадком двуокиси кремния до обработки фтористоводородной кислотой, г;
2 Зак. 1038 5

т[ — масса тигля с остатком двуокиси кремния после обработ­ки фтористоводородной кислотой, г;
m2 — масса тигля с осадком контрольного опыта до обработ­ки фтористоводородной кислотой, г;
тз — 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.
Абсолютные допускаемые расхождения, %
От 14 до 25
Св. 25 w 50
. 50 , 80
. 80 . 95

3. ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЙ 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 ҐОСТ 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 Схт
~ (K-ZJ-lOO ’
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

твор 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 пласт-
массы, в которой находится фильтробумажная масса.