Способ определения карбонатного углерода в твердых материалах

 

1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАРБОНАТНОГО УГЛЕРОДА В ТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛАХ, включающий разложение анализируемого материала раствором КИСЛОТЫ; поглощение диоксида углерода раствором щелочи и последующее титрование, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения при анализе марганцевых руд и ускорения процесса, используют серную кислоту, разбавленную водой в соотношении 1:3-4. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что разложение проводят при 50-70°С.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

41 д б 01 N 1/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3578466/23-26 (22) 11.04.83 (46) 30.06.85. Бюл. № 24 (72) Г. Н. Осокина (71) Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский и проектный институт обогащения и механической обработки полезных ископаемых «Уралмеханобр» (53). 543.056 (088.8) (56) 1. Руды железные, концентраты и агломераты. Методы определения содержания углерода ГОСТ 23581.9 — 79.

2. Шеин А. В., Рогова А. А., Якушева Л. П. Объемное упрощенное определение двуокиси углерода в известняках. Методы химического анализа минерального сырья.

M., «Недра», 1965, вып. 9, с 63 — 65.

Ä,ggÄÄ 1164584 А (54) (57) 1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

КАРБОНАТНОГО УГЛЕРОДА В ТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛАХ, включающий разложение анализируемого материала раствором кислоты; поглощение диоксида углерода раствором щелочи и последующее титрование, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения при анализе марганцевых руд и ускорения процесса, используют серную кислоту, разбавленную водой в соотношении 1:3 — 4, 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что разложение проводят при 50 — 70 С.

1164584

10

55

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано в геологии, горно-добывающей промышленности и при обогащении полезных ископаемых, для изучения химического состава руд и продуктов их обогащения.

Известен способ определения карбонатного углерода в железных рудах, включающий разложение навески в концентрированной фосфорной кислоте и последующее поглощение выделившегося при разложении карбонатов диоксида углерода раствором гидроксида калия на газоанализаторе (1).

Недостаток данного способа — его сложность из-за необходимости работы с концентрированной кислотой и стеклянной аппаратурой, исключающей возможность его применения в рядовых лабораториях и полевых условиях.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ определения карбонатного углерода в твердых материалах, включающий разложение анализируемого материала раствором соляной кислоты (1:4) в присутствии 20О/О-ного раствора сернокислой меди при комнатной температуре в течение четырех часов, поглощение диоксида углерода раствором щелочи и последующее титрование (2).

Однако при анализе марганцевых руд находящиеся в них природные минералы пиролюзит, манганит, браунит и др. содержат диоксид марганца, являющийся окислителем, и при взаимодействии которого с соляной кислотой выделяется хлор, а поглощение последнего раствором щелочи приводит к повышению результатов анализа и понижению точности определения (до 20 /o). Кроме того, известный способ длителен. Время, затрачиваемое на одно определение, составляет 6 ч.

Целью изобретения является повышение точности определения при анализе марганцевых руд и ускорение процесса.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения карбонатного углерода в твердых материалах, включающему разложение анализируемого магериала раствором серной кислоты, разбавленной водой в соотношении 1:3 — 4, при 50 — 70 С, поглощение диоксида углерода раствором щелочи и последующее титрование, используют серную кислоту, разбавленную водой в соотношении 1:3 — 4.

Кроме того, разложение проводят при

50 †?О С.

Разложение анализируемого материала при 50 — 70 С серной кислотой, разбавленной водой в соотношении 1:3 — 4, не вызывает каких-либо осложнений в анализе (выделение хлора. окисление твердого углерода, выпадение солей и т. п.) и позволяет провести анализ в течение 1 — 2ч. Исполь25

50 зование более концентрированных растворов (H SO 1:1) приводит к занижению результатов анализа из-за выпадения в осадок солей, которые обволакивают частицы материала и затрудняют доступ кислоты к зернам карбонатов. Так, при разложении проб, содержащих минералы, имеющие в своем составе кальций (кальцит, доломит, манганокальцит, кальциевый родохрозит), крепкими растворами серной кислоты выделяется осадок гипса. При использовании более разбавленных растворов (Н,SO

1:5 — 1:8) также не обеспечивает полнота разложения навески:. Проведение разложения анализируемого материала при температуре выше 70 С недопустимо, так как это приводит к нарушению герметичности колб, потерям диоксида углерода и занижению результатов анализа. При температуре ниже 50 С для достижения полноты разложения требуется увеличение продолжительности нагрева, что приводит к увеличению времени анализа.

Пример 1. Навеску анализируемого стандартного образца с 0,59 е с массой 0,1 г помещают в:тигель небольшого размера.

В коническую колбу на 250 см с плотно подогнанной резиновой пробкой наливают

25 см серной кислоты концентрацией 1:3 и при наличии растворимых сульфидов 5 см

20О/р-ного раствора серно-кислой меди.

В пробирку вносят точно 15 см раствора

0,2 моль/дм щелочи, пинцетом быстро помещают пробирку и тигель с навеской в колбу, плотно закрывают резиновой пробкой, осторожно опрокидывают тигель и перемешивают навеску с кислотой. Пробы выдерживают на нагретой водяной бане при 50 С в течение двух часов, затем охлаждают, извлекают пинцетом пробирку из колбы, обмывают ее снаружи водой, просушивают фильтровальной бумагой и переводят щелочь, обмывая внутренние стенки пробирки дистиллированной водой, в коническую колбу на 100 см, в которую приливают 20 см 10О/О-ного раствора хлористого бария. Прибавляют 3 капли фенолз фталеина и титруют раствором 0,1 моль/дм кислоты свободную щелочь.

Последовательно титруют все пробы серии, соблюдая меры предосторожности от влияния атмосферного диоксида углерода.

Массовую долю карбонатного углерода в процентах (Х) вычисляют по формуле

C (V; - V;) 100

Х= — — —, Щ где C — массовая концентрация раствора кислоты по карбонатному углероду (1 см 0,1 М раствора соляной кислоты соответствует

0,0022 г диоксида углерода);

1164584

Ошибка определения карбонатного углерода, отн. 7

Материал

Содержание карбонатного углерода 7

Концентрация серной кислоты

1:3 1:7

1:4 1:5 1:6

1:8

2,40

12,47

11,67

4,99

16,07

Магнезит

Доломит

Родохрозит

Родохрозит

Олигонит

Сидерит

11,71

14е18 Зв55 2 68 2э20 9 86

12,43 0,03 0,44 1,85 9,81

15,09 13,01

5 51 5,95

8,67

4,03 1,10 1,70

8,19

2,60

8,99

4,58

1»09 Оь37 0 45 3 12

5,01 4,51

8,62 0,06 0,62 ll 71 24,19 31,62 25,70

7,94

Марганцевая руда

0,41

1,35 1,35 7,32 14,64

0,60

4,22 4,60

4,98

О

5,67 6,85

12,15

18,61

5,10 1,42 и»

0,44 3,63 3,49

6,89 и

1,02

1,07

2,03 9,35

1,28 6,98

11,22

6,98

0,43

Составитель Т. Жукова

Техред И. Верес Корректор А. Зимокосов

Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор М. Бандура

Заказ 4179 39

К- объем раствора кислоты, израсходованный на титрование щелочи в контрольном опыте, см ;

V, — объем раствора кислоты, израсходованный на титрование свобод ной щелочи в пробе, см;

zn — масса навески, г.

В стандартном образце определено

11,91о/о карбонатного углерода (известное содержание — 11,69) . Ошибка определения — 1,87 отн.о/0.

Пример 2. 0,3 г манганокальцита разлагают как описано в примере 1. Для разложения используют 25 см серной кислоты, разбавленной 1:3,5. Разложение -проводят при 60 С в течение 1,5ч. В образце определено 5,95о/о карбонатного углерода (известное содержание 5,94о/0). Ошибка опре деления составляет 0,00%.

Пример 3. 0,4 г марганцевой руды разлагают как описано в примере 1. Для разложения используют серную кислоту, разбавленную 1:4. Разложение проводят при

?О С в течение 1 ч.

В образце определено 1,23 /о (известное содержание составляет 1,210/0) . Ошибка определения — 1,80 отн.о/о.

В таблице представлены данные о влиянии концентрации серной кислоты на точность определения карбонатного углерода (t — 70 С, продолжительность нагрева 2 ч).

Как видно из таблицы, наибольшая точность определения наблюдается при разложении серной кислоты, разбавлен15 ной 1:3 — 4.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить точность определения карбонатного углерода в марганцевых рудах до 5о/о и ускорить определение до 2 ч.