JIS M 8220:1995 鉄鉱石―アルミニウム定量方法

                                       日本工業規格(日本産業規格)                             JIS
                                                                             M 8220-1995

鉄鉱石−アルミニウム定量方法

Iron ores−Methods for determination of aluminium content

1. 適用範囲 この規格は,鉄鉱石中のアルミニウム定量方法について規定する。
    備考 この規格の対応国際規格を,次に示す。
          ISO 6830 : 1986 Iron ores−Determination of aluminium content−EDTA titrimetric method
          ISO 4688-1 : 1992 Iron ores−Determination of aluminium content−Part 1 : Flame atomic absorption
              spectrometric method
2. 定量方法の区分 アルミニウムの定量方法は,次のいずれかによる。
(1)   DTA滴定法[国際一致規格 (ISO 6830) ] この方法は,アルミニウム含有率0.25% (m/m) 以上5.0%
    (m/m) 以下の試料に適用するもので,附属書1による。
(2) 原子吸光法[国際一致規格 (ISO 4688-1) ] この方法は,アルミニウム含有率0.1% (m/m) 以上5.0%
    (m/m) 以下の試料に適用するもので,附属書2による。

――――― [JIS M 8220 pdf 1] ―――――

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M 8220-1995
                                附属書1 EDTA滴定法
附属書としてのまえがき
この附属書は,1986年第1版として発行されたISO 6830 (Iron ores−Determination of aluminium content−
EDTA titrimetric method) を翻訳し,技術的内容及び規格票の様式を変更することなく作成したものである。
なお,この附属書で点線の下線を施してある“参考”は,原国際規格にはない事項である。
1. 適用範囲
  この附属書は,鉄鉱石中のアルミニウムをEDTA滴定法によって定量する方法について規定する。
  この方法は,天然鉄鉱石,精鉱及び焼結鉱を含む塊成鉱で,アルミニウムの含有量0.25% (m/m) 以上5.0%
(m/m) 以下の範囲のものに適用する。
    参考 この方法は,硫化鉄焼鉱,スケール及びダスト又はこれらの粉粒状のものを加工した団鉱など
          の鉄原料にも適用できる。
2. 引用規格
    ISO 385-1 : 1984 Laboratory glassware−Burettes−Part 1 : General requirements
    ISO 3081 : 1986 Iron ores−Increment sampling−Manual method
    ISO 3082 : 1987 Iron ores−Increment sampling and sample preparation−Mechanical method
    ISO 3083 : 1986 Iron ores−Preparation of samples−Manual method
    ISO 7764 : 1985 Iron ores−Preparation of predried test samples for chemical analysis
3. 原理
  分析試料をガラス質カーボン (vitreous carbon) るつぼ又はジルコニウムるつぼ中で炭酸ナトリウムと過
酸化ナトリウムの混合融剤を用いて融解する。冷却した融成物を塩酸に溶解し,アンモニア水でR2O3沈殿
させ,ろ過し,その水酸化物を塩酸に再溶解する。
  クペロンとクロロホルムで処理して鉄及びチタンのような元素を抽出し,有機相を捨てる。水相を硝酸
と過塩素酸で処理して蒸発させ,塩酸で処理し,希釈してろ過する。
  ろ液に過剰のエチレンジニトリロ四酢酸二水素二ナトリウム (EDTA) を加え,その過剰をキシレノール
オレンジ指示薬を用いて亜鉛標準溶液で滴定する。ふっ化アンモニウムを加えてアルミニウムと結合して
いるEDTAを遊離させ,亜鉛標準溶液を用いて前と同様に滴定する。
4. 試薬
  分析の際は,分析用保証試薬 (recognized analytical grade),蒸留水又はこれと同等の純度の水を使用する。
4.1   炭酸ナトリウム (Na2CO3)  無水
4.2   過酸化ナトリウム (Na2O2) 乾燥品
4.3   硝酸(密度1.40g/ml)
4.4   塩酸(密度1.16g/ml1.19g/ml)
4.5   塩酸(密度1.16g/ml1.19g/ml)の希釈液1+5
4.6   塩酸(密度1.16g/ml1.19g/ml)の希釈液1+1

――――― [JIS M 8220 pdf 2] ―――――

                                                                                              3
                                                                                    M 8220-1995
4.7   アンモニア水(密度0.880g/ml0.890g/ml)の希釈液1+1
4.8   塩化アンモニウム (NH4Cl) 10g/l溶液で100ml当たりアンモニア水2滴 (0.1ml) を含むもの
4.9   クペロン(ニトロソフェニルヒドロキシルアミンアンモニウム塩) [C6H5N (NO)   NH4] 60g/l溶液
  この溶液は使用する日に冷水 (<20℃) を用いて調製する。迅速ろ紙を用いてろ過し,10℃に冷却する。
    参考 迅速ろ紙は,例えば,ろ紙5種Aがよい。
4.10 クロロホルム
4.11 過塩素酸(密度約1.67g/ml)
4.12 水酸化ナトリウム 100g/l溶液
4.13 水酸化ナトリウム 10g/l溶液
4.14 酢酸塩緩衝溶液
  酢酸ナトリウム三水和物 (CH3COONa・3H2O) 136gを水約600mlに溶解する。氷酢酸7mlを加えて1lに
薄める。
  この溶液はポリエチレン瓶に保存する。
4.15 ふっ化アンモニウム100g/l溶液
  ふっ化アンモニウム (NH4F) 10gをポリエチレンビーカーを用いて水100mlに溶解する。
  この溶液は使用する日に調製する。
4.16 キシレノールオレンジ指示薬
  キシレノールオレンジ0.1gに少量の水を加えて突き砕き,ペースト状とする。水で100mlに薄める。ろ
過し,共栓つき褐色ガラス瓶に保存する。
  この溶液は1週間安定である。
4.17 標準亜鉛溶液c (Zn2+) =0.01mol/l
  高純度 [99.99% (m/m)   n] 金属亜鉛(切粉又は小片)0.653 8gをはかり採って125mlの三角フラスコに
移し入れる。水5mlを加えた後,硝酸 (4.3) 2.5mlを加える。フラスコを覆い,静かに加熱する。反応が止
まり未分解の金属が残っている場合は水2mlを加えた後加熱し,この操作を繰り返して完全に分解する。
水50mlを加え,加熱して2分間静かに煮沸する。冷却する。水酸化ナトリウム溶液 (4.13) を滴加し,pH
計を用いてpHを4に調節する。全量フラスコを用いて水で1 000mlに薄める。
4.18 エチレンジニトリロ四酢酸二水素二ナトリウム二水和物 (EDTA) 溶液c (C10H14N2O8Na2・2H2O) =
0.01mol/l
  EDTA二ナトリウム二水和物3.72gを水に溶解し,水で1lに薄める。
  この溶液はポリエチレン瓶に保存する。
5. 装置
  通常の分析用器具及び以下のものを使用する。
5.1   ガラス質カーボンるつぼ 容量20ml,又はジルコニウムるつぼ 容量50ml
5.2   マグネチックスターラー 四ふっ化エチレン樹脂被覆回転子
5.3   スパチュラ 非磁性材料又は消磁ステンレス鋼(例えば,オーステナイト系ステンレス鋼)製
5.4   ビュレット ISO 385-1の仕様に適合するもの
6. サンプリング及び試料
6.1   分析用試料 (laboratory sample)

――――― [JIS M 8220 pdf 3] ―――――

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M 8220-1995
  分析には,ISO 3081又はISO 3082に従って採取され,ISO 3082又はISO 3083に従って調製された粒度
−100            析用試料を用いる。化合水又は酸化しやすい化合物の含有量が基準より高い (significant
contents) 鉱石の場合には,粒度−160                 いる。
    注 化合水及び酸化しやすい化合物の基準含有量 (significant contents) についてのガイドラインは,
        ISO 7764に記されている。
    参考 化合水及び酸化しやすい化合物の含有量については,JIS M 8202に記載されている。
6.2   事前乾燥試験試料 (predried test samples) の調製
  分析用試料を十分に混合し,容器の全量を代表するように数インクリメントで分析試料を採取する。分
析試料をISO 7764に従って105±2℃で乾燥する(これを事前乾燥試料という。)。
7. 操作
7.1   分析回数
  分析は,事前乾燥試料1個について,附属書1Aに従って少なくとも独立に2回の分析を行う。
    注 “独立に”という表現は,2度目又は続いて行った分析結果が以前の結果によって影響を受けな
        いことを意味する。特にこの方法では,この条件は操作の繰返しが,同一人が異なった時間に,
        又は異なった人によって,いずれの場合も適切な再校正を含めて行われなければならないことを
        意味する。
7.2   空試験及びチェック試験
  1回の定量について,空試験を1個と同一種類の鉄鉱石認証標準物質の1個を分析試料と併行して同一
条件で分析しなければならない。認証標準物質の事前乾燥試料は,6.2に従って調製されなければならない。
    注 認証標準物質は,分析試料と同一種類で,両者の性質が分析操作に重大な変更を必要としない程
        度によく類似したものにすべきである。
  同時に数試料を分析する場合,操作が同じで同一の試薬瓶からの試薬を使うのであれば,1個の空試験
値で代表することができる。
  同時に同一種類の鉱石の数試料を分析する場合は,1個の認証標準物質の分析値を使用することができ
る。
7.3   はかり採り試料 (test portion)
  アルミニウムの含有量に従って,表に規定された事前乾燥試料(6.2)から数インクリメントを採って,
0.000 2gのけたまではかる。
    注 はかり採り試料は,水分の再吸収を避けるため,迅速にはかり採らなければならない。
                               表 試料はかり採り量及び抽出液量
        アルミニウム   はかり採り        第2回目の抽出              第3回目の抽出
           含有量      試料の質量    クペロン    クロロホルム   クペロン    クロロホルム
          % (m/m)          g            ml           ml            ml           ml
         0.251.0          0.3           20           20            15            20
         1.0 2.5          0.2           15           20            −            −
         2.5 5.0          0.1           10           20            −            −
7.4   定量
7.4.1  試料の分解
  炭酸ナトリウム(4.1)0.50gを乾燥したるつぼ(5.1)へ移し入れる。はかり採り試料(7.3)をるつぼに加え,さ
らに過酸化ナトリウム(4.2)2gを加える。乾燥したスパチュラ(5.3)で混合する。

――――― [JIS M 8220 pdf 4] ―――――

                                                                                              5
                                                                                    M 8220-1995
  メッケルバーナーの弱火で,るつぼを揺り動かしながら加熱し,融解物が桜色 (cherry red) を呈して透
明になるまで融解する。るつぼを熱源から降ろし,揺り動かしながら融解物をるつぼの内壁に固まらせる。
  るつぼを乾燥した250mlビーカーに入れる。冷却する。時計皿で覆い,水約10mlをるつぼに加える。
反応が止まった後,るつぼの内容物をビーカーにあけ,水約10mlでるつぼを洗浄する。塩酸(4.6)20mlを
ビーカーに入っているるつぼに加える。るつぼを水で洗い,洗液をビーカーに加える。水で約70mlに薄
める。
7.4.2  妨害元素の除去
  ビーカー内の内容物を加熱して沸騰させる。水酸化物が完全に沈殿するまでアンモニア水(4.7)を滴加す
る (pH6.5)。1分間煮沸し,直ちに迅速ろ紙を用いてろ過する。このビーカーは保存しておく。ろ紙と沈殿
を熱塩化アンモニウム溶液(4.8)で5回洗浄する。次に,熱水で5回洗浄する。ろ液は捨てる。水酸化物の
沈殿を含むろ紙を保存してあったビーカーの内壁に広げて乗せ,熱水を細流として射水して沈殿を洗い落
とす。次に熱塩酸(4.6)25mlでろ紙を洗浄する。最後に熱水を射水して洗浄し,ろ紙を捨てる。ビーカーを
時計皿で覆い,加熱して内容物を沸騰させる。時計皿とビーカーの内壁を洗浄する。20℃以下に冷却し,
水で液量を50mlとする。
    注 抽出前及び抽出中は,水も含めたすべての試薬が20℃以下に冷却されていることを確認する。
  この溶液を250mlの分液漏斗へ移す。水25mlを用いてビーカーを洗浄し,分液漏斗に加える。
  クペロン溶液(4.9)20mlを加える。軽く混合する。クロロホルム(4.10)20mlを加える。1分間激しく振り
混ぜる。2層に分離した後,下層の有機相を排出する。クロロホルム(4.10)5mlを分液漏斗に加え,水相の
表面に存在するクペロン塩を沈降させる。クペロン(4.9)とクロロホルム(4.10)による処理を試料はかり採り
量に応じて表に従って追加する。
  最後にクロロホルム(4.10)を20mlずつ2回続けて水相に加え,1分間激しく振り混ぜる。静置して2層
に分離した後,有機層を排出して捨てる。分液漏斗の脚部を,灯しん(芯)状にしたろ紙を用いてぬぐう。
  水相を250mlのビーカーに移し,塩酸(4.5)5mlで分液漏斗を洗浄して,ビーカーに移す。数分間煮沸す
る。熱源から降ろす。
  硝酸(4.3)5ml及び過塩素酸(4.11)10mlを加える。溝付きカバーガラスで覆う。乾固に近い状態まで蒸発す
る。熱源から降ろす。
  塩酸(4.6)10mlを加える。加熱して塩類を溶解した後,水50mlを加え,加熱して沸騰させる。迅速ろ紙
を用いてろ過し,熱水で数回洗浄する。ろ液を冷却する。
7.4.3  滴定
  ピペットを用いてろ液に過剰のEDTA溶液(4.18)を加える(25ml加えれば十分である。)。pH計を用い,
水酸化ナトリウム溶液(4.12)を滴加してpHを2.5に調節した後,水酸化ナトリウム溶液(4.13)を滴加して
pHを4に調節する。この内容物を水で100mlに薄める。ビーカーにふたをして,沸騰させる。10分間静
かに煮沸し続ける。冷却する。
  酢酸塩緩衝溶液(4.14)15mlとキシレノールオレンジ指示薬(4.16)7滴(約0.3ml)を加える。マグネチック
スターラー(5.2)を用いて溶液をかくはんする。標準亜鉛溶液(4.17)で滴定する。その際の終点は溶液の色が
30秒間消えない桃色に変わった点である。
  ふっ化アンモニウム溶液(4.15)10mlを加え,加熱して10分間静かに煮沸する。冷却し,キシレノールオ
レンジ指示薬(4.16)23滴を加える。溶液をかくはんし,遊離したEDTAを標準亜鉛溶液(4.17)で滴定する。
  その際の終点は,溶液の色が30秒間消えない桃色に変わった点である。滴定量,Vmlを記録する。

――――― [JIS M 8220 pdf 5] ―――――

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