Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXDVN 378:2006 về vật liệu chịu lửa – phương pháp xác định hàm lượng Titan đioxit do Bộ trưởng Bộ Xây dựng ban hành

TIÊU CHUẨN XÂY DỰNG VIỆT NAM

rnrn

TCXDVN 378:2006

rnrn

VẬT LIỆU CHỊU LỬA – PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNHHÀMrnLƯỢNG TITAN DIOXIT
rnRefractoryrnmaterials – Test method for determination of titanium dioxide

rnrn

1. Phạm vi áp dụng

rnrn

 Tiêurnchuẩn này quy định phương pháp phân tích hoá học để xác định hàm lượng titanrndioxit (TiO₂) có hàm lượng nhỏ hơn 5% trong vật liệu chịu lửa.

rnrn

2. Tài liệu viện dẫn

rnrn

TCVN 4851-1989rn(ISO 3696:1987) Nước dùng để phân tích trong phòng thí nghiệm – Yêu cầu kỹrnthuật và phương pháp thử.

rnrn

TCVN 7190 :rn2002  Vật liệu chịu lửa – Phương pháp lấy mẫu.

rnrn

TCVN 6533 :1999 Vật liệu chịu lửa Alumosilicat – Phương pháp phânrntích hoá học.

rnrn

TCVN 6819 :rn2001 Vật liệu chịu lửa chứa Crôm – Phương pháp phân tích hoa học.

rnrn

3. Quy định chung

rnrn

3.1 Cân dùngrntrong quá trình phân tích có độ chính xác đến 0,0001g.

rnrn

3.2 Hoá chấtrndùng trong phân tích có độ tinh khiết không thấp hơn “tinh khiết phân tích”rn(TKPT).

rnrn

Nước dùngrntrong quá trình phân tích theo TCVN 4851-1989 (ISO 3696:1987) hoặc nước có độrntinh khiết tương đương (sau đây gọi là “nước”).

rnrn

3.3 Hoá chấtrnpha loãng theo tỷ lệ thể tích được đặt trong ngoặc đơn. Ví dụ HCl (1+3) là dungrndịch gồm 1 thể tích HCl đậm đặc với 3 thể tích nước.

rnrn

3.4 Khối lượngrnriêng (d) của thuốc thử đậm đặc được tính bằng gam trên centimet khối (g/cm³).

rnrn

3.5 Chỉ tiêurnphân tích được tiến hành trên mẫu thử đã được gia công theo mục 6

rnrn

3.6 Chỉ tiêurnphân tích được tiến hành song song trên hai lượng cân mẫu thử và một thí nghiệmrntrắng (bao gồm các lượng thuốc thử như đã nêu trong tiêu chuẩn, nhưng không córnmẫu thử) để hiệu chỉnh kết quả.

rnrn

Chênh lệchrngiữa hai kết quả xác định song song không được vượt giới hạn cho phép, nếu vượtrngiới hạn cho phép phải tiến hành phân tích lại

rnrn

3.7 Kết quảrncuối cùng là trung bình cộng của hai kết quả phân tích tiến hành song song,rntính bằng phần trăm(%).

rnrn

4. Hoá chất, Thuốc thử

rnrn

4.1 Hoárnchất rắn, thuốc thử

rnrn

4.1.1 Natrirncacbonat (Na₂CO₃) khan.

rnrn

4.1.2 Kalirncacbonat (K₂CO₃) khan.

rnrn

4.1.3 Natrirntetraborat (Na₂B₄O₇) khan.

rnrn

4.1.4 Kalirnpyrosunphat (K₂S₂O₇) hoặc kali hydrosunphatrn(KHSO₄).

rnrn

4.1.5 Hỗn hợprnnung chảy 1: trộn đều Na₂CO₃ (4.1.1) với K₂CO₃rn(4.1.2) theo tỷ lệ khối lượng 1:1, bảo quản trong bình nhựa kín.

rnrn

4.1.6 Hỗn hợp nung chảy 2: trộn đều Na₂CO₃rn(4.1.1) với K₂CO₃ (4.1.2) và Na₂B₄O_7rn(4.1.3) theo tỷ lệ khối lượng 1 :1 :1, bảo quản trong bình nhựa kín.

rnrn

4.1.7 Dikali hexafluorotitan (K₂TiF₆) khan.

rnrn

4.2 Hoárnchất lỏng

rnrn

4.2.1 Dung dịch axit ascorbic ( C₆H₈O₆)rn5%. Pha đủ dùng trong một tuần, bảo quản trong chai thuỷ tinh tối mầu.

rnrn

4.2.2 Dung dịch Diantipyrilmetan 2% :

rnrn

 Hoàrntan 20 gam thuốc thử vào 300ml nước đã có sẵn 25ml axit sunfuric đậm đặc, thêmrntiếp 2-3g axit ascorbic, pha loãng thành 1 lít. Bảo quản trong chai thuỷ tinhrntối mầu.

rnrn

4.2.3rnAxit clohydric (HCl) đậm đặc, d = 1,19.

rnrn

4.2.4 Axitrnclohydric (HCl), dung dịch (1+1).

rnrn

4.2.5 Axitrnflohydric (HF) đậm đặc, d = 1,12.

rnrn

4.2.6 Axitrnsunfuric (H₂SO₄) đậm đặc, d = 1,84

rnrn

4.2.7 Axitrnsunfuric (H₂SO₄),  dung dịch (1+1).

rnrn

4.2.8 Axitrnsunfuric (H₂SO₄), dung dịch (1+5).

rnrn

4.2.9 Axitrnsunfuric (H₂SO₄),  dung dịch 5%.

rnrn

4.2.10 Dungrndịch tiêu chuẩn gốc Titan dioxit (TiO₂=0,1mg/ml):

rnrn

Cân 0,3005 gam rndikali hexafluorotitan (K₂TiF₆) đã sấy khô vào chén bạchrnkim, thêm từ 10ml đến 15ml dung dịch axit sunfuric (1+1), làm bay hơi trên bếprnđến khô, thêm tiếp 5ml axit nữa, tiếp tục làm bay hơi  đến khô và ngừng bốcrnkhói trắng. Chuyển các chất trong chén bạch kim vào cốc thuỷ tinh bằng dungrndịch axit sunfuric 5%, thêm vào cốc 5ml axit sunfuric (1+1) và đun tới sôi.

rnrn

Chuyển dungrndịch vào bình định mức dung tích 1000ml, dùng dung dịch axit sunfuric 5% thêmrnđến vạch định mức, lắc đều.

rnrn

*Dung dịchrntiêu chuẩn làm việc (TiO₂=0,05mg/ml):

rnrn

Lấy 100ml dungrndịch tiêu chuẩn gốc vào bình định mức dung tích 200ml, thêm dung dịch axitrnsunfuric 5% tới vạch định mức, lắc đều.

rnrn

5. Thiết bị, dụng cụ

rnrn

5.1 Cân phânrntích có độ chính xác 0,0001g.

rnrn

5.2 Tủ sấy đạtrnnhiệt độ 300⁰C có bộ phận điều chỉnh nhiệt độ.

rnrn

5.3 Lò nungrnđạt nhiệt độ 1000⁰C ±50⁰Crncó bộ phận điều chỉnh nhiệt độ.

rnrn

5.4 Chén bạchrnkim dung tích 30ml hoặc 50ml.

rnrn

5.5 Bình hútrnẩm F140mm hoặc F 200mm

rnrn

5.6 Giấy lọc định lượng không tro chảy trung bình (đường kính lỗrntrung bình khoảng 7mm).

rnrn

5.7. Chày, cối bằng kim loại(bằng đồng, bằng sắt…).

rnrn

5.8 Chày, cốirnnghiền mẫu bằng mã não.

rnrn

5.9 Tủ hút hơirnđộc.

rnrn

5.10 Máy sornmàu quang điện hoặc phổ quang kế UV-VIS, có khă năng đo mật độ quang (độ hấprnthụ quang) ở bước sóng từ 380nm đến 400nm.

rnrn

5.11 Bếp điện,rnbếp cách thuỷ.

rnrn

5.12 Bình địnhrnmức dung tích 100ml, 200ml, 250ml, 500ml, 1000ml.

rnrn

5.13 Pipetrndung tích 1ml, 2ml, 5ml, 10ml, 25ml, 50ml.

rnrn

5.14 Ống đongrndung tích 10ml, 20ml, 25ml, 50ml, 500ml.

rnrn

5.15 Sàng, córnkích thước lỗ : 0,063mm; 0,10mm; 0,20mm.

rnrn

6. Lấy mẫu và chuẩn bị mẫu thử

rnrn

6.1 Lấyrnmẫu

rnrn

Mẫu vậtrnliệu chịu lửa dùng cho phân tích hoá học được lấy theo các quy định về lấy vàrnchuẩn bị mẫu theo TCVN 7190: 2002.

rnrn

6.2 Chuẩnrnbị mẫu thử

rnrn

Mẫu thử đưa tới phòng phânrntích hoá có khối lượng không ít hơn 500g, kích thước hạt không lớn hơn 4mm.

rnrn

Trộn đều mẫu thử, dùngrnphương pháp chia tư lấy khoảng 100g, nghiền nhỏ đến lọt hết qua sàng 0,20mm.rnDùng phương pháp chia tư lấy khoảng 50g, tiếp tục nghiền nhỏ đến lọt hết quarnsàng 0,10mm (khi gia công mẫu thử, nếu sử dụng dụng cụ bằng thép, phải dùng namrnchâm để loại sắt lẫn vào mẫu). Dùng phương pháp chia tư lấy khoảng từ 15g đếnrn20g nghiền mịn trên cối mã não đến lọt hết qua sàng 0,063mm làm mẫu phân tíchrnhoá học, phần còn lại bảo quản làm mẫu lưu.

rnrn

Mẫu để phân tích hoá học đượcrnsấy ở nhiệt độ 105⁰C±5⁰C,rnđến khối lượng không đổi.

rnrn

7. Nguyên tắc thử

rnrn

Diantipyrilmetan tạo với ion Ti(IV) trong môirntrường axit mạnh thành một phức chất màu vàng, cường độ màu tỷ lệ với nồng độrntitan có trong dung dịch. Định lượng titan bằng phương pháp trắc quang ở bướcrnsóng 390nm – 400nm.

rnrn

8. Phân giải mẫu thử

rnrn

Mẫu thử được phân giải tạo thành dung dịch đểrnphân tích xác định hàm lượng Titan dioxit (TiO₂) có trong mẫu, theornmột trong các cách dưới đây:

rnrn

8.1 Phân giải mẫu bằng hỗnrnhợp kiềm cacbonat.

rnrn

Phương pháp này áp dụng cho mẫu có hàm lượng Al₂O₃45%.

rnrn

Cân khoảng 0,5g mẫu thử (chuẩn bị theo mục 6)rnchính xác đến 0,0001g, chuyển vào chén bạch kim đã có sẵn khoảng 3g – 4g hỗnrnhợp nung chảy 1 (4.1.5), trộn đều, phủ lên trên một lớp mỏng hỗn hợp nung chảyrnnữa (dày khoảng 3mm).  

rnrn

Nung mẫu thử trong lò ở nhiệt độ khoảng 1000⁰Crntrong thời gian từ 45phút đến 60phút đến tan trong. Lấy chén ra khỏi lò, đểrnnguội, dùng dung dịch axit HCl(1+1) để chuyển toàn bộ khối nung chảy vào bátrnsứ, tráng rửa sạch chén bạch kim. Đậy bát sứ bằng mặt kính đồng hồ, thêm từ từrn20ml-30ml axit clohydric đậm đặc vào bát sứ. Sau khi mẫu tan hết (ngừng sủirnbọt), dùng bình tia nước nóng tráng rửa thành bát, mặt kính, thêm vào bát sứrn1ml axit sunfuric(1+1) khuấy đều.

rnrn

Làm bay hơi dung dịch trong bát sứ đến khôrntrên bếp cách thuỷ hoặc cách cát. Khi các chất trong bát sứ gần khô kiệt, dungrnđũa thuỷ tinh dằm nát các hạt muối mới tạo ra. Sau khi mẫu khô, tiếp tục cô mẫurnthêm khoảng 1giờ-1,5giờ đến khô kiệt.

rnrn

Làm nguội bát sứ, thêm vàornđó 15ml axit clohydric đậm đặc, để yên 10phút. Thêm vào bát sứ khoảng 80ml nướcrncất đun sôi, khuấy cho tan muối, lọc dung dịch qua giấy lọc chẩy trung bình,rnnước lọc rửa thu vào bình định mức dung tích 500ml, dùng nước cất nóng rửa sạchrnbát sứ và giấy lọc đến hết ion clo trong nước rửa(thử bằng dung dịch AgNO₃rn0,5%).

rnrn

Cho giấy lọc có kết tủa vào chén bạch kim rồirnđốt cháy giấy lọc trên bếp điện. Đưa chén bạch kim vào lò nung, tăng nhiệt độrnđến 1000⁰C±50⁰C, giữ mẫu ởrnnhiệt độ này khoảng từ 1giờ-1,5giờ. Làm nguội chén bạch kim trong bình hút ẩm.rnTẩm ướt kết tủa trong chén bằng vài giọt nước, thêm tiếp vào chén 0,5ml axitrnsunfuric (1+1) và 15ml axit flohydric (4.2.3), làm bay hơi từ từ trên bếp điệnrnđến khô. Thêm vào chén từ 8ml đến 10ml axit flohydric và làm bay hơi đến khirnchén ngừng bốc khói trắng. Nung cặn còn lại trong chén bạch kim  với khoảng 2grn- 3g kali pyrosunphat (4.1.4) ở nhiệt độ 750⁰C ±50⁰C đến tan trong. Làm nguội chén bạch kim và hoà tanrnkhối chảy trong cốc thuỷ tinh đã có sẵn 50ml nư­ớc và 10ml axit clohydric đậmrnđặc. Đun nhẹ dung dịch trong cốc để làm tan mẫu.

rnrn

Sau khi mẫu tan hết, dùngrndung dịch HCl(1+1) rửa sạch chén bạch kim, để nguội. Gộp dung dịch này vào dungrndịch trong bình định mức 500ml, thêm nước cất tới vạch định mức, lắc đều. Dungrndịch này dùng để xác định thành phần titan dioxit có trong mẫu.

rnrn

8.2 Phân giải mẫu bằngrncách tách loại  trực tiếp silic dioxit.

rnrn

Phương pháp này áp dụngrncho mẫu có hàm lượng Al₂O₃>45%.

rnrn

Cân 0,2g  mẫu thử (chuẩnrnbị theo mục 6) chính xác đến 0,0001g, chuyển mẫu vào chén bạch kim, tẩm ư­ớtrnmẫu bằng vài giọt nư­ớc, thêm tiếp vào chén 0,5ml axit sunfuric (1+1) và 15mlrnaxit flohydric (4.2.3), làm bay hơi từ từ trên bếp điện đến khô, thêm tiếp vàornchén từ 8ml đến 10ml axit flohydric và làm bay hơi đến khi chén ngừng bốc khóirntrắng. Nung cặn còn lại trong chén bạch kim  với khoảng 2g – 3g kalirnpyrosunphat (4.1.4) ở nhiệt độ 750⁰C ±50⁰C đến tan trong. Làm nguội chén bạch kim và hoà tanrnkhối chảy trong cốc thuỷ tinh đã có sẵn 50ml nư­ớc và 10ml axit clohydric đậmrnđặc. Đun nhẹ dung dịch trong cốc để làm tan mẫu. Sau khi mẫu tan hết, dùng dungrndịch HCl(1+1) rửa sạch chén bạch kim, để nguội. Chuyển dung dịch thu đư­ợc vàornbình định mức dung tích 250ml, thêm nư­ớc tới vạch định mức, lắc đều.

rnrn

Dung dịch này dùng để xác địnhrnthành phần titan dioxit có trong mẫu.

rnrn

8.3 Phân giải mẫu bằng hỗnrnhợp kiềm cacbonat và natri borat.

rnrn

Phương pháprnnày chỉ áp dụng trong trường hợp mẫu không tan hoàn toàn theo phương pháp quyrnđịnh trong mục (8.1, 8.2).

rnrn

Cân 0,2g  mẫu thử (chuẩnrnbị theo mục 6) chính xác đến 0,0001g, chuyển mẫu vào chén bạch kim, tẩm ướt mẫurnbằng vài giọt nước, thêm tiếp vào chén 0,5ml axit sunfuric (1+1) và 15ml axitrnflohydric (4.2.3), làm bay hơi từ từ trên bếp điện đến khô, thêm vào chén từrn8ml đến 10ml axit flohydric và làm bay hơi đến khi chén ngừng bốc khói trắng.rnNung cặn còn lại trong chén bạch kim  với khoảng 2g – 3g hỗn hợp nung chảyrn2(4.1.6) ở nhiệt độ khoảng 1000⁰C trong khoảng thời gian từ 25 phútrn- 30 phút đến tan trong. Lấy chén ra khỏi lò, khi hỗn hợp còn chảy lỏng,rnnghiêng thành chén và xoay tròn nhẹ chén, để hỗn hợp còn lỏng bám thành một lớprnmỏng trên thành chén, để nguội.

rnrn

Cho chén vào cốc thuỷ tinhrndung tích 250ml đã có sắn 30ml axit sunfuric(1+5), nghiêng chén bạch kim đểrnngâm mẫu trong axit khoảng 15 phút. Đun nhẹ dung dịch trong cốc để làm tan mẫu.rnSau khi mẫu tan hết, dùng dung dịch HCl(1+1) rửa sạch chén bạch kim, để nguội.rnChuyển dung dịch thu được vào bình định mức dung tích 250ml, dùng dung dịchrnaxit clohydric(1+1) định mức tới vạch, lắc đều. Dung dịch này dùng để xác địnhrnthành phần titan dioxit có trong mẫu.

rnrn

Đối với mẫu vật liệu chịurnlửa chứa Crôm mẫu thử được phân giải, tách loại SiO₂ và Crôm theornTCVN 6819 : 2001. Dung dịch sau khi đã tách loại SiO₂ và Crôm dùngrnđể xác định Titan dioxit (TiO₂).

rnrn

9. Tiến hành thử

rnrn

Hút một lượngrnchính xác dung dịch mẫu thử thu được ở mục 8.1, 8.2 hoặc 8.3 sao cho hàm lượngrnTiO₂ nằm trong khoảng đường chuẩn thiết lập vào bình định mức dungrntích 100ml, thêm 10ml axit ascorbic 5% (4.2.1), thêm  tiếp 15ml dung dịch HClrn(1+1) lắc đều, để yên dung dịch khoảng 30phút.

rnrn

Thêm vào bìnhrn15ml dung dịch thuốc thử Diantipyrilmetan 2% (4.2.2), thêm nước tới vạch địnhrnmức, lắc đều.

rnrn

Sau 60 phút đornđộ hấp thụ quang của dung dịch ở bước sóng 390nm – 400nm. Từ giá trị độ hấp thụrnquang đo được, dựa vào đồ thị chuẩn tìm được hàm lượng titan dioxit có trongrnbình.

rnrn

Làm song songrnmột thí nghiệm trắng để hiệu chỉnh kết quả.

rnrn

*Xây dựng đồ thị chuẩn:

rnrn

Lấy 8 bình định mức dung tích 100ml, lần lượtrncho vào mỗi bình một thể tích dung dịch tiêu chuẩn titan làm việc (TiO₂rn=0,05mg/ml) theo thứ tự sau: 0ml ; 2ml; 4ml; 6ml; 8ml; 10ml; 12ml và 14ml, thêmrn10ml axit ascorbic 5% (4.2.1), thêm  tiếp 15ml dung dịch HCl (1+1) lắc đều, đểrnyên dung dịch khoảng 30phút.

rnrn

Thêm vào bình 15ml dung dịch thuốc thửrnDiantipyrilmetan 2% (4.2.2), thêm nước tới vạch định mức, lắc đều.

rnrn

Sau 60 phút đo độ hấp thụrnquang của dung dịch ở bước sóng 390nm – 400nm, dung dịch so sánh là dung dịchrnmẫu trắng (lấy từ thí nghiệm trắng).

rnrn

Từ lượng titan dioxit córntrong mỗi bình và giá trị độ hấp thụ quang tương ứng  xây dựng đồ thị chuẩn.

rnrn

10. Tính kết quả

rnrn

Hàm lượngrntitan dioxit, tính bằng phần trăm, theo công thức:

rnrn

                                  rn

rnrn

Trong đó:

rnrn

m là lượng titan dioxit tìm được từ đồ thị chuẩn, tính bằng gam.

rnrn

m_x là khối lượng mẫu có trong dung dịch lấy đemrnxác định TiO₂, tính bằng gam.

rnrn

Chênh lệch cho phép giữa hai kết quả xác định song song không lớnrnhơn 0,04%.

rnrn

11. Báo cáo kết quả thử nghiệm

rnrn

Báo cáo kếtrnquả thử nghiệm bao gồm it nhất các thông tin sau:

rnrn

    – Các thôngrntin cần thiết để nhận biết mẫu thử một cách đầy đủ;

rnrn

    – Các bước tiến hànhrnthử khác với quy định của tiêu chuẩn này (ghi rõ tài liệu viện dẫn);

rnrn

    – Các kếtrnquả thử;

rnrn

    – Các tìnhrnhuống có ảnh hưởng đến kết quả thử;

rnrn

    – Ngày,rntháng, năm tiến hành thử nghiệm.

rnrn

rnrn