Допускається при геологічній розвідці розсіювати наважку після попереднього промивання із визначенням вмісту пилоподібних і глинистих часток. Вміст пилоподібних і глинистих часток зараховують при розрахунках результатів розсіювання в масу часток, які пройшли сито № 016, та в загальну масу проби.
Результати визначення гранулометричного складу можуть оформлятися у вигляді таблиці або кривої просіювання.
Допускається використання лазерних та гранулометричних аналізаторів порошкових матеріалів і суспензій. При цьому має бути гарантована точність результатів вимірювання, аналогічна методу, наведеному в 11.8.
11.9 Визначення вмісту важких мінералів у збагачених кварцових пісках
Суть методу полягає в розподілі піску на легку й важку фракції в середовищі, яке має густину проміжного значення між щільністю важкої й легкої фракціями піску.
Наважку з аналітичної проби масою (30 – 50) г поміщають в розподільну лійку, наливають трибромметан. Плаваючий шар піску періодично перемішують скляною паличкою.
Мінерали із щільністю більше 2,9 г/см3 осідають на дно лійки, а з щільністю до 2,9 г/см3 піднімаються на поверхню рідини. Найбільш повне осідання важких мінералів відбувається при висоті плаваючого шару піску не більше .
У кінці розподілу матеріалу відкривають кран розподільної лійки і разом із вмістом важких мінералів на дні лійки зливають частину рідини у фільтр.
Рідину, що залишилася в лійці разом із мінералами легкої фракції, зливають у другий фільтр.
Відфільтрований трибромметан придатний для повторного використання.
Розділені фракції піску промивають на фільтрах етиловим спиртом, висушують при (105 – 110) оС, зважують і визначають масову частку вмісту важких мінералів за формулою
, (3)
де m1 – маса осаду з фільтром, г;
m2 – маса фільтра, г;
m – маса наважки піску, г.
Розбіжність між результатами паралельних випробувань не повинна перевищувати 0,01 % за абсолютною величиною.
Вміст важких мінералів у кварцовому піску визначають при геологічному розвідуванні родовищ і додають замовнику за вимогою.
11.10 Визначення мінералогічно-петрографічного складу
Вміст порід і мінералів визначається методом петрографічної розробки і мінералогічного аналізу піску кварцового при проведенні геологорозвідувальних робіт. Результати аналізу додаються замовнику виробником (постачальником) за вимогою.
11.11 Визначення втрати маси при прожарюванні
Втрата маси піску кварцового при прожарюванні визначається методом зважування за різницею маси тигля з наважкою проби, яку досліджують до прожарювання й після нього. З підготовленої розтертої проби, що знаходиться в сухому стані в ексикаторі (11.3.8), відбирають наважку піску кварцового масою (0,5 – 1,0) г, яку поміщають у попередньо прожарений до постійної маси платиновий тигель чи чашку та зважують. Потім наважку в тиглі чи чашці поміщають у муфельну піч і прожарюють протягом 1 год при температурі (1000 – 1100) оС.
Після прожарювання тигель із наважкою піску охолоджують в ексикаторі та зважують. Прожарювання повторюють по 30 хв до досягнення постійної маси.
Втрату маси при прожарюванні (В.П.П.) у відсотках визначають за формулою
, (4)
де m1 – маса наважки піску з тиглем до прожарювання, г;
m2 – маса наважки піску з тиглем після прожарювання, г;
m – маса наважки піску кварцового, г.
Допустима розбіжність результатів паралельних випробувань не повинна перевищувати за абсолютною величиною 0,05 % при втраті маси до 1,0 % включно і 0,1 % при втраті маси більше 1,0 %.
11.12 Визначення вмісту оксиду кремнію (SiO2)
Суть методу полягає у видаленні фториду кремнію і прожарюванні залишку при температурі (1000 – 1100) оС з урахуванням втрат при прожарюванні.
З підготовленої розтертої проби, що знаходиться в сухому стані в ексикаторі (11.3.8), наважку проби масою , зважену на аналітичних вагах, поміщають у прожарений платиновий тигель або чашку і прожарюють при температурі (1000 – 1100) оС протягом (45 – 60) хв, потім охолоджують в ексикаторі та зважують. Прожарювання повторюють по 30 хв до досягнення постійної маси.
Прожарений залишок у тиглі (чашці) змочують краплями води, додають (1,0 – 1,5) см3 сірчаної та (7 – 10) см3 фтористоводневої кислот. Суміш ретельно перемішують платиновим штапелем і випаровують на слабо нагрітій плитці, періодично помішуючи (щоб розчин не кипів і не розбризкувався) до максимально повного видалення фтористоводневої кислоти (до зникнення парів і бульбашок фтористого водню). Суміш охолоджують і доливають ще (7-10) см3 фтористоводневої кислоти та продовжують нагрівати до повного розчинення наважки. Для пісків, що погано розчиняються, обробку фтористоводневою кислотою проводять тричі.
Потім штапель обережно виймають, обливають водою над тиглем, обтирають фільтром, який поміщають у тигель, і випарюють розчин насухо. Після припинення виділення білих парів сірчаного ангідриду тигель із тим, що він уміщує, прожарюють при (1000 – 1100) оС протягом 40 хв, охолоджують в ексикаторі й зважують. Прожарювання повторюють по 20 хв до досягнення постійної маси.
Масову частку оксиду кремнію визначають за формулою
, (5)
де m1 – маса тигля (чашки) з наважкою після прожарювання, г;
m2 – маса тигля (чашки) із прожареним осадом після відгонки фтористого кремнію,г;
m3 – маса порожнього прожареного тигля (чашки), г;
m – маса наважки, г;
k – емпіричний коефіцієнт, що вносить поправку на домішки.
Емпіричний коефіцієнт (k) у відсотках визначають у відповідності із розміром осаду після відгонки фтористого кремнію (таблиця 3).
Таблиця 3
|
Емпіричний коефіцієнт (k) |
Значення, %, |
|
1 |
2,0 |
|
0,9 |
> 2,0 2,5 |
|
0,8 |
> 2,5 3,0 |
|
0,75 |
> 3,0 4,0 |
|
0,7 |
> 4,0 5,0 |
Допустимі розбіжності результатів паралельних визначень не повинні перевищувати за абсолютною величиною 0,3 % при вмісті оксиду кремнію (SiO2) понад 95,0 %.
Зазначений метод контролю вмісту оксиду кремнію визначають як арбітражний.
Дозволяється визначати вміст оксиду кремнію в піску кварцовому іншими методами, а також на приладах та обладнанні, які гарантують точність результатів аналізу, аналогічну методу, описаному в 11.12.
При визначенні вмісту оксиду кремнію іншими засобами повинна бути гарантована відповідність результатів контролю.
11.13 Визначення вмісту оксиду заліза (Fе2O3)
Метод заснований на комплексонометричному визначенні оксидів заліза після попереднього видалення оксиду кремнію або безпосередньо з окремої наважки.
Використовуються фотоколориметричні визначення оксиду заліза, які полягають :
– в утворенні оранжево-червоного комплексного з’єднання іонів Fe (ІІ) з 1,10-фенантроліном і вимірі оптичної густини забарвленого розчину, використовуючи зелений світлофільтр із = 540 нм згідно з 11.13.1;
– в утворенні забарвленого з’єднання іонів заліза (ІІІ) з роданід-іоном і вимірі оптичної густини забарвленого розчину при = 440 нм згідно з 11.13.2;
– в утворенні сульфосаліцилату заліза, забарвленого в аміачному середовищі при рН (8 – 11,5) у жовтий колір згідно з 11.13.3.
Метод із використанням 1,10-фенантроліну визначають як арбітражний.
Дозволяється визначати вміст оксиду заліза за допомогою інших методів, приладів та обладнання, які гарантують точність результатів аналізу аналогічну методу, названому арбітражним (п.10.13.1).
При визначенні вмісту оксиду заліза іншими засобами повинна бути гарантована відповідність результатів контролю.
11.13.1 Метод із використанням 1,10-фенантроліну
Суть методу полягає в утворенні оранжево-червоного комплексного з’єднання іонів Fе (ІІ) з 1,10-фенантроліном ( = 540 нм). Іони Fе (ІІІ) попередньо відновлюються до Fе (ІІ) солянокислим гідроксиламіном. Відносна похибка методу 9 %.
Приготування стандартних розчинів оксиду заліза (III)
Розчин А, що містить 1 мг/см3 оксиду заліза (III), готують із залізоамонійного галуну:
6,0397 г* залізоамонійного галуну розчиняють у 100 см3 води, підкисленої 30 см3 розчином соляної кислоти (1:3), і додають воду до 1 дм3. Точну концентрацію розчину встановлюють гравіметричним методом.
Для цього в три склянки ємністю 300 см3 відмірюють із бюретки 10, 20, 30 см3 стандартного розчину, додають воду до (100 – 150) см3, нагрівають до кипіння й осаджують гідроксид заліза аміаком у присутності метилрота. Отриманий осад фільтрують через фільтр "біла стрічка", промивають гарячим розчином азотнокислого амонію, в який додано декілька крапель аміаку, до негативної реакції на іон хлору (проба з розчином азотнокислого срібла).
Фільтр із осадом поміщають у попередньо прожарений і зважений платиновий тигель, проводять озолення і прожарювання до постійної маси при температурі (800 – 850) оС. Тигель із прожареним осадом охолоджують в ексикаторі і зважують:
– оксид заліза: оксиду заліза, висушеного при температурі (105 – 110) оС протягом 1 год, поміщають у конічну колбу на 500 см3, доливають 100 см3 соляної кислоти 1:1 і, накривши колбу, нагрівають на водяній бані до повного розчинення. Потім розчин охолоджують, переносять у мірну колбу на 100 см3, доливають водою до мітки і перемішують;
– карбонільне залізо: карбонільного заліза розчиняють у 100 см3 соляної кислоти 1:1 при помірному нагріванні, додають по краплях азотну кислоту до припинення спінювання, нагрівають до видалення оксидів азоту, охолоджують, переносять у мірну колбу на 1000 см3, доливають воду до мітки й перемішують.
Допускається приготування стандартних розчинів оксиду заліза (ІІІ) з державних стандартних зразків складу скла або піску.
Розчин Б, що містить 0,1 мг/см3 оксиду заліза (III), готують розведенням розчину А в 10 разів.
Розчин В, що містить 0,01 мг/см3 оксиду заліза (III), готують розведенням розчину Б в 10 разів.
Розчини Б і В готують безпосередньо перед використанням.
Наважка піску повинна складати , якщо масова частка оксиду заліза менше 0,1 %, і , якщо масова частка оксиду заліза дорівнює 0,1 % і більше.
Наважку піску поміщають у платиновий тигель чи чашку, прожарюють при температурі (700 – 750) оС протягом (15 – 20) хв і охолоджують. Наважку розкладають сумішшю сірчаної і фтористоводневої кислот, як зазначено в 11.12.
В охолоджений сухий залишок доливають гарячу воду до половини об’єму тигля, додають (3 – 5) см3 соляної кислоти і, перемішуючи, повністю розчиняють під час нагрівання. Розчин охолоджують і переносять у мірну колбу на 100 см3.
Дозволяється здійснювати підготовку наважки піску до аналізу методом плавлення.
гідроксиду натрію зважують (з похибкою не більше 0,01г) і поміщають у платинову чашку чи тигель із скловуглецю. Луг розплавляють на електричній плитці. Потім чашку чи тигель охолоджують в ексикаторі.
Наважку піску розподіляють тонким шаром на поверхні охолодженого гідроксиду натрію за допомогою платинового шпателя, додають кілька кристаликів азотнокислого калію або натрію і плавлять вміст чашки на електричній плитці. Для рівномірного плавлення суміш періодично перемішують платиновим шпателем. Перед закінченням плавлення температуру потрібно злегка підвищити, щоб досягти більш повного сплаву. Чашку чи тигель разом зі шпателем охолоджують в ексикаторі.
До охолодженого сплаву доливають теплу дистильовану воду, розчиняють при нагріванні й переносять у мірну колбу на 100 см3. Об’єм доводять до (60 – 70) см3 водою й перемішують. До охолодженого розчину повільно при постійному перемішуванні доливають 5 см3 сірчаної кислоти.
У мірну колбу на 100 см3, що містить розчин, приготовлений за методом кислотного розкладання або розкладання сплаву, доливають 5 см3 розчину гідроксиламіну й додають розчин оцтовокислого натрію до рН 3,0 (рН контролюють за допомогою універсального індикаторного паперу). Потім додають 2 см3 розчину 1,10 – фенатроліну, доливають водою до мітки і перемішують. Через 40 хв вимірюють оптичну густину розчину на електрофотоколориметрі, використовуючи зелений світлофільтр із = 540 нм у кюветах із товщиною шару, що поглинає світло, . Для порівняння використовують розчин контрольного випробування, приготовлений так само, як випробовуваний розчин.
Масу оксиду заліза (III) у випробовуваному розчині в міліграмах знаходять за калібрувальним графіком.
У мірні колби на 100 см3 доливають із бюретки 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0; 4,5; 5,0 см3 стандартного розчину Б, що містить 0,1 мг/см3 оксиду заліза (III), доливають 5 см3 розчину гідроксиламіну, потім по 10 см3 розчину оцтовокислого натру, 2 см3 розчину 1,10-фенантроліну, доливають воду до мітки й перемішують. Одночасно готують розчин для порівняння.
За отриманими значеннями оптичної густини розчинів і відомих за вмістом оксиду заліза (III) будують калібрувальний графік.
Масову частку оксиду заліза у відсотках обчислюють за формулою
, (6)
де m1 – маса оксиду заліза в пробі, знайдена за калібрувальним графіком, мг;
m – маса наважки, г.
Розбіжності результатів паралельних обчислень не повинні перевищувати:
0,001 % – при вмісті оксиду заліза менше 0,015 %;
0,002 % – » » » » » 0,02 %;
0,003 % – » » » » » 0,03 %;
