Способ определения кремния в ферровольфраме Советский патент 1985 года по МПК G01N5/00 

СП

о ел

ч|

1

Изобретение относится к аналитической химии, в частности к способам определения кремния в ферровольфраме, и может быть использовано п.ри 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 раствор1 мые 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 комплексообразова те л ями.

Известен способ определения кремния в вольфрамсодержащих сталях с разложением навески в хлорной и соляной кислотах Cl3.

Выделение кремниевой кислоты (совместно с вольфрамовой кислотой) производят кислым гидролизом .путем выпаривания хлорнокислого раствора до паров зшорной кислоты. Соли же-леза растворяют в воде, а нерастворимый осадок, состоящий из вольфрамовой и кремниевой кислот, отфильтровьшают, промьшают и прокаливают в муфеле до постоянного веса. После взвешивания осадок обрабатывают 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 постоянного веса и взвешивают,

Одна1со известный способ нельзя полностью с успехом применить к определению кремния в ферровольфраме, так как ферровольфрам не растворяется в соляной, азотной, серной и хлорной кислотах, поэтому в растворимое в кислотах состояние его переводят предварительным прокаливанием навести на воздухе при 800-900° С или сплавлением е перекисью натрий Кроме того, содержание вольфрама в ферровольфраме примерно в 4 раза больше.

172

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 пом&щи 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, раз ожении раствором щавелевой кислоты, выделении осадка кремния действием аммиака, прокаливании в платиновом тигле и гравиметрическом определении 2 J.

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 - повышение точности определения кремния.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения кремния в ферровольфраме, вклю1чающему разложение пробы раствором

щавелевой кислоты, вьщеление осадка кремниевой кислоты, его прокаливание в платиновом тигле и гравиметрическое измерение, разложение пробы ведут щавелевой кислоты и перекиси водорода, к полученному раствору добавляют растворы сернокислого бериллия и аммиака, осадок гидроксида бериллия с соосажденным кремнием растворяют в.соляной кислоте, добавляют серную кислоту и вьщеление осадка кремниевой кислоты осущеётвляют кислым гидролизом.

3i

При обработке пробы ферровольфрама смесью растворов щавелевой кислоты и перекиси водорода вольфрам комплексуется щавелевой кислотой и переходит в раствор, в раствор переходит также кремний. При отсутствии перекиси водорода в одной щавелевой кислоте ферровольфрам не растворяется полностькГ, Кремний от вольфрама отделяют соосалсдением на гидроксиде бериллия в аммиачной среде. При этом вольфрам удерживается в растворе и в дальнейшем не -мешает определению кремния.

Отмытьй от посторонних ионов осадок гидроксида бериллия, содержащий соосажденную кремниевую кислоту, растворяется в разбавленной соляной кислоте, применение которой более целесообразно по сравнению с другими кислотами по причине безопасности в работе. Выделение кремневой кислоты в осадок проводят серной кислотой путём выпаривания раствора до паров серного ангидрида. По отношению к другим кислотам (например, соляной, азотной) серная кислота имеет то преимущество, что она количественно выделяет из растворов кремниевую кислоту.

Таким образом, предлагаемый способ дает возможность избежать применения комплексообразователей вольфрама в момент присутствия дегидратированной кремниевой кислоты и избежать потери кремния вследствие частичного растворения его в комплексообразователе.

Пример. Навеску массой 1 г при массовой доле кремния от 0,2 до 1,0% или массой 0,5 г при массовой долекремния свыше 1,0% до 3,0% помещают в колбу вместимостью 250 см, приливают 50 см 10%-ного раствора щавелевой кислоты и 30 см перекиси водорода. При навеске 0,5 г объем щавелевой кислоты и перекиси водорода уменьшают в два раза. Колбу прикрывают часовым стеклом, раствор нагревают до 40-50 0 и навеску растворяют 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 воды, 50 см 10%-ного раствора трилона Б 20 см раствора сернокислого бериллия с массовой концентраци174 .

ей 10 мг/см бериллия. Затем приливают 25%-ньм раствор аммиака до окрашивания раствора в красный цвет и дополнительно приливают 6 см амми ака. Раствор нагревают до кипения и кипятят в течение 5 мин. Затем горячий раствор фильтруют через фильтр средней плотности (Ф) 15 см. Осадок промывают 10-12 раз прюмывным раствором комнатной температуры (50 см 10%-ного раствора трилона Б и 10 см аммиака в 500 см воды). Осадок смывают водой из промывалки в колбу, где проводилось осаждение,

остаток на фильтре растворяют в 10 см соляной кислоты 1:1 и фильтр промывают горячей водой, собирая фильтрат в колбу с основным раствором осадка. Добавляют 15 см

серной кислоты d 1,83 и раствор выпаривают до паров серной кислоты. Охлаждают, приливают 100 см воды, нагревают до кипения, к горячему раствору добавляют 10 см 1%-ного

раствора желатина, перемешивают и кремниевую кислоту отфильтровывают на плотньй фильтр. Фильтр с осадком промывают теплым раствором соляной кислоты, разбавленной 1:50, помещают в платиновый тигель, высушивают и прокаливают при 950-1000С до постоянной массы. Тигель охлаждают и взвешивают. Осадок в тигле обрабатьшают фтористоводородной и серной кислотами, выпаривают досуха, а затем прокаливают при 800-850°С до 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 0,35 кремния (аттестовано по грет 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 14638.4-81. При определении массовой доли кремния (св. 0,25 ДО

51150517

0,50%) абсолютные допускаемые расхождения не должны превышать i0,025%. Предяагаемыйспособ 0,34 -0,01 20

Продолжение таблицы Прототип 1 2 3 4 5 6

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.