Способ определения кремния в ферровольфраме

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРЕМНИЯ В ФЕРРОВОЛЬФРАМЕ разложением-пробы раствором щавелевой кислоты, вьщелением осадка кремниевой кислоты, его прокаливанием в платиновом тигле и гравиметрическим нэмерением, отличающийся тем, что, с .целью повышения точности определения, разложение пробы ведут смесью щавелевой кислоты и перекиси водорода, к полученному раствору добавляют растворы сернокислого бериллия и аммиака, осадок гидроксида бериплия с соосажденным кремнием растворяют в соляной кислоте, добавляют серную ;кислоту и выделение осадка кремние ,вой кислоты осуществляют кислым гидролизом .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

9) (11

4(5g) С 01 Я 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Г10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬГПФ

К АВТСУСНОВЬ СЗИДЕТЕПЬСТВУ (21) 3617330/23-26 (22) 01.07.83 (46) 15.04.85. Бюл. В 14 (72) В.Л. уева и П.Ф. Агафонов (71) Научно-исследовательский институт металлургии (53) 543.21(088.8) (56) 1. Берль-Лунге. I OHTH HKTII, М.-Л., 1938, с. 90.

2. Новые методы испытаний металлов. Сб. трудов ЦНИИЧМ, вып. 19, И., 1960, с. 57. (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРЕМНИЯ

В ФЕРРОВОЛЬФРАМЕ раэложением пробы раствором щавелевой кислоты, выделением осадка кремниевой кислоты, его прокаливанием в платиновом тигле и гравиметрическим нэмерением, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с .целью повышения точности определения, разложение пробы ведут смесью щавелевой кислоты и перекиси водорода, к полученному раствору добавляют растворы сернокислого бернллия и аммиака, осадок гидроксида бериплия . с соосажденным кремнием растворяют в соляной кислоте, добавляют серную, кислоту и выделение осадка кремние,вой кислоты осуществляют кислым гидролизом.

1150517

Изобретение относится к аналитической химии, в частности к способам определения кремния в ферровольфраме, и может быть использовано при аналитическом контроле производства ферросплава.

Способы определения кремния в ферровольфраме, применяемые в настоящее время, или слишком сложны и продолжительны, или не обладают высокой точностью. Объясняется это большим химическим сродством кремния и вольфрама, образующих при кислом гидролизе осадки соответствующих кислот, а также растворимые прочные кремневольфрамовые поликислоты. Отрицательное влияние вольфрама устраняется комплексованием вольфрама, например, винной, щавелевой или фосфорной кислотами. При этом возрастает экспрессность определения, но точность во всех способах уменьшается вследствие частичного растворения кремния указанными комплексообразователями.

Известен способ определения кремния в вольфрамсодержащих сталях с разложением навески в хлорной и соляной кислотах 11.

Выделение кремниевой кислоты 30 (совместно с вольфрамовой кислотой) производят кислым гидролизом .путем выпаривания хлорнокислого раствора до паров хлорной кислоты. Соли же- ° леза растворяют в воде, а нерастворимый осадок, состоящий из вольфрамовой и кремниевой кислот, отфильт. ровывают, промывают и прокаливают в муфеле до постоянного веса. После взвешивания осадок обрабатывают 40 смесью серной и плавиковой кислот.

При этом кремневая кислота удаляется в виде тетрафторида кремния, а остаток в тигле, состоящий из оксида вольфрама, снова прокаливают до пос- 4g тониного веса и взвешивают.

Однако .известный способ нельзя полностью с успехом применить к определению кремния в ферровольфраме, так как ферровольфрам не растворяет- 50 ся в соляной, азотной, серной и хлорной кислотах, поэтому в растворимое в кислотах состояние его переводят предварительным прокаливанием навести на воздухе при 800-900 С илн сплавлением с перекисью натрия. Кроме того, содержание вольфрама в ферровольфраме примерно в 4 раза больше, чем в сталях. При анализе сплава после кислого гидролиза и прокаливания выделенного осадка получают большое количество оксида вольфрама, мешающего получению хорошо воспроизводимых результатов анализа (анализ, например, ферровольфрама марки

ФВ80 проводится при соотношении кремния и оксида вольфрама 1:660) и увеличивающего время определения кремния. Таким образом, известный способ в случае распространения его на ферровольфрам имеет те же недостатки, что и другие известные способы, где кремний отделяют от вольфрама при помощи фтористоводородной кислоты в присутствии большого количества оксида вольфрама.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ, состоящий в окислении навески ферровольфрама при 900-1000 С, сплавлении с пиросульфатом калия, разножении раствором щавелевой кислоты, выделении осадка кремния действием аммиака, прокаливании в платиновом тигле и гравиметрическом определении j2 ).

Известный способ имеет высокую экспрессность, однако точность его невысока, так как комплексование вольфрама раствором щавелевой кислоты в присутствии осадка кремниевой кислоты приводит к систематической отрицательной ошибке вследствие частичного растворения дегидратированной кремниевой кислоты

Цель изобретения — повьппение точности определения кремния.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения кремния в ферровольфраме, вклюI чающему разложение пробы раствором щавелевой кислоты, выделение осадка кремниевой кислоты, его прокаливание в платиновом тигле и гравиметрическое измерение, разложение пробы ведут смеСью щавелевой кислоты и пе1 рекиси водорода, к полученному раствору добавляют растворы сернокислого бериллия и аммиака, осадок гидроксида бернллия с соосажденным кремнием растворяют в. соляной кислоте, добавляют серную кислоту и выделение осадка кремниевой кислоты осуществляют кислым гидролизом. з 1150517

При обработке пробы ферровольфра- е ма смесью растворов щавелевой кислоты и перекиси водорода вольфрам комплексуется щавелевой кислотой и переходит в раствор, в раствор пере- 5 а ходит также кремний. При отсутствии перекиси водорода в одной щавелевой кислоте ферровольфрам не растворяется полностью. Кремний от вольфрама п отделяют соосаждением на гидроксиде 10 в бериллия в аммиачной среде. При этом 1 вольфрам удерживается в растворе и 1 в дальнейшем не мешает определению кремния.

Отмытый от посторонних ионов оса- ES o док гидроксида бериллия, содержащий 1 соосажденную кремниевую кислоту, растворяется в разбавленной соляной кислоте, применение которой более целесообразно по сравнению с други- 20 се ми кислотами по причине безопасности в работе. Вьщеление кремневой кисло- О ты в осадок проводят серной кислотой на путем выпаривания раствора до паров серного ангидрида. По отношению к 25 ра другим кислотам (например, соляной, Кр азотной) серная кислота имеет то на преимущество, что она количественно ко выделяет из растворов кремниевую кислоту.

Таким образом, предлагаемый спо- ют соб дает возможность избежать приме- по кения комплексообразователей вольфра- ют

Ма в момент присутствия дегидратиро- ба ванной кремниевой кислоты и избежать но

35 потери кремния вследствие частично- а го растворения его в комплексообразо- до вателе.

Пример. Навеску массой E r при массовой доле кремния от 0,2 до 40 l,07 или массой 0,5 r при массовой доле кремния свыше 1,07 до 3,07 помещают в колбу вместимостью 250 см, приливают 50 см 107.-ного раствора щавелевой кислоты и 30 см перекиси 4s водорода. При навеске 0,5 r объем щавелевой кислоты и перекиси водорода уменьшают в два раза. Колбу прикрывают часовым стеклом, раствор нагревают до 40-50 С и навеску раст- 50 воряют в течение 45-60 мин.

После растворения навески раствор помещают на горячую плиту и выпаривают до начала появления мути. К охлажденному раствору приливают 100 см 5 воды, 50 см 107-ного раствора трилона Б, 20 см раствора сернокислого бериллия с массовой концентраций 10 мг/см бериллия. Затем прилиают 257-ный раствор аммиака до окашивания раствора в красный цвет дополнительно приливают 6 см амми" ка. Раствор нагревают до кипения кипятят в течение 5 мин. Затем гоячий раствор фильтруют через фильтр редней плотности (Ф) 15 см. Осадок ромывают 10-12 раз промывным растором комнатной температуры (50 смз

07.-ного раствора трилона Б и

0 см аммиака в 500 см воды). Осаок смывают водой из промывалки в олбу, где проводилось осаждение, статок на фильтре растворяют в

О см соляной кислоты 1 : 1 и фильтр оМывают горячей водой, собия фильтрат в колбу с основным створом осадка. Добавляют 15 см рной кислоты 1 1,83 и раствор выривают до паров серной кислоты. хлаждают, приливают 100 см воды, гревают до кипения, к горячему створу добавляют 10 см 17.-ного створа желатина, перемешивают и емниевую кислоту отфильтровывают плотный фильтр. Фильтр с осадм промывают теплым раствором соляй кислоты, разбавленной 1:50, помеют в платиновый тигель, высушиваи прокаливают при 950-1000 С до стоянной массы. Тигель охлаждаи взвешивают. Осадок в тигле обратывают фтористоводородной и серй кислотами, выпаривают досуха, затем прокаливают при 800-850 С постоянной массы и снова взвешивают. Одновременно проводят контрольный опыт на загрязнение реактивов. В контрольном опыте раствор щавелевой кислоты и перекиси водорода необходимо выпаривать досуха.

В таблице приведены сравнительные данные точности определения кремния в Государственном стандартном образце ферровольфрама Ф-18, содержащем 0,357 кремния (аттестовано по ГОСТ -14638.4-81) .

Сравнивая результаты анализа, полученные согласно способу-прототипу и предлагаемому способу, можно сделать вывод, что результаты анализа образца Ф-18, полученные согласно способу-прототипу по сравнению .с предлагаемым, очень низки и не укладываются в нормативы точности по

ГОСТ !4638.4-81. При определении массовой доли кремния (св. 0,25 до

1150517

0,50X) абсолютные допускаемые расхождения не должны превышать 4 0,025Х.

0,35

0,35

Прототип

0,24

1а

0,24

О, 24 0,25 -О, 10

0,33

0,33

0,25

0,33

0,26

0,34 0,34

0,26

0,34

Составитель В. Дубровская

Редактор С. Лисина Техред И.Асталош, Корректор О. Билак тЗаказ 2133/32 Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретенйй и открытий

113035, Иосква, E-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Предлагаемый способ

Продолжение таблиць;