DIN 51085-2015 Testing of oxidic raw and basic materials - Determination of total sulphur content《氧化原料和基本材料试验 总硫含量测定》.pdf

1、Januar 2015DEUTSCHE NORM DIN-Normenausschuss Materialprfung (NMP)Preisgruppe 7DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 81.060.10!%#N“2270043www.din.deDDIN 51085Prfun

2、g oxidischer Roh- und Werkstoffe Bestimmung des Gehaltes an GesamtschwefelTesting of oxidic raw and basic materials Determination of total sulphur contentEssai des matires premires et des matriaux oxydiques Dosage du soufre totalAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz fr

3、DIN 51085:2006-11www.beuth.deGesamtumfang 10 SeitenDIN 51085:2015-01 2 Inhalt Seite Vorwort . 3 1 Anwendungsbereich 4 2 Normative Verweisungen . 4 3 Bezeichnung 4 4 Probenahme . 4 5 Probenvorbereitung 4 6 Verfahren A 5 6.1 Kurzbeschreibung . 5 6.2 Gerte . 5 6.3 Reagenzien 5 6.4 Durchfhrung 5 6.5 Ang

4、abe und Berechnung der Ergebnisse . 6 7 Verfahren B 6 7.1 Kurzbeschreibung . 6 7.2 Gerte . 6 7.3 Reagenzien und Hilfsmittel 7 7.4 Durchfhrung 7 8 Berechnung und Angabe der Ergebnisse 8 9 Przision 8 10 Prfbericht . 8 Anhang A (informativ) Ergebnisse der Ringversuche 9 Literaturhinweise . 10 DIN 51085

5、:2015-01 3 Vorwort Dieses Dokument wurde vom Arbeitsausschuss NA 062-02-61 AA Chemische Analyse von oxidischen Roh- und Werkstoffen“ im DIN-Normenausschuss Materialprfung (NMP) erarbeitet. In dieser Norm bedeuten % bei Angabe von Gehalten Massenanteile in Prozent. nderungen Gegenber DIN 51085:2006-1

6、1 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) zweite Trocknungstemperatur wurde ergnzt; b) verwendbares Tiegelmaterial fr Verfahren B wurde erweitert; c) die Reagenzien und Hilfsmittel fr Verfahren B zur Ermittlung des Schwefelgehaltes wurden erweitert; d) die Anforderungen an den Prfbericht wurden en

7、tsprechend den zwei mglichen Trocknungs-temperaturen angepasst; e) Inhalt redaktionell berarbeitet. Frhere Ausgaben DIN 51085: 1997-03, 2006-11 DIN 51085:2015-01 4 1 Anwendungsbereich Diese Norm legt zwei Verfahren zur Bestimmung des Gehaltes an Gesamtschwefel in oxidischen Roh- und Werkstoffen fest

8、: Verfahren A (gravimetrisches Verfahren): fr Massenanteile an Schwefel 0,10 %; Verfahren B (IR-Detektion nach Verbrennung): fr Massenanteile an Schwefel 0,005 %. Die Verfahren sind zum Beispiel anwendbar auf Kalkstein, Quarz, Feldspat, Talkum, Kaolin, Glser, Glasuren, Keramik. 2 Normative Verweisun

9、gen Die folgenden Dokumente, die in diesem Dokument teilweise oder als Ganzes zitiert werden, sind fr die Anwendung dieser Norm erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (ei

10、nschlielich aller nderungen). DIN 1333, Zahlenangaben DIN 51061-2, Prfung keramischer Roh- und Werkstoffe Teil 2: Probenahme keramischer Rohstoffe DIN 51061-3, Prfung keramischer Roh- und Werkstoffe Teil 3: Probenahme, Feuerfeste Steine 3 Bezeichnung Der in diesem Dokument festgelegte Aufschluss und

11、 die gravimetrische Bestimmung des Gehaltes an Gesamtschwefel nach Verfahren A sind mit Verfahren DIN 51085-A und die Bestimmung des Gehaltes an Gesamtschwefel mittels IR-Detektion nach der Verbrennung nach Verfahren B ist mit Verfahren DIN 51085-B zu bezeichnen. 4 Probenahme Die Probenahme ist nach

12、 DIN 51061-2 bzw. DIN 51061-3 sowie gegebenenfalls nach weiteren einschlgigen Vorschriften durchzufhren. 5 Probenvorbereitung Die nach Abschnitt 4 erhaltene Probe ist bei (105 5) C oder (135 5) C bis zur Massenkonstanz zu trocknen. Stckiges Probengut muss analysenfein aufgemahlen und bei Bedarf homo

13、genisiert werden. DIN 51085:2015-01 5 6 Verfahren A 6.1 Kurzbeschreibung Die Probe wird mit einem Gemisch aus Natriumcarbonat, Kaliumcarbonat und Kaliumnitrat aufgeschlossen. Die erkaltete Schmelze wird gelst, und die Sulfationen werden mit Bariumchlorid als Bariumsulfat ausgefllt. Nach dem Abrauche

14、n wird das Bariumsulfat mit Flusssure gravimetrisch bestimmt. 6.2 Gerte bliches Laborgert und zustzliche Gerte nach 6.2.1 bis 6.2.3. 6.2.1 Platintiegel, mit einem Nennvolumen von etwa 25 ml, zum Beispiel aus Pt/Au 95/5. 6.2.2 pH-Messgert 6.2.3 Elektrisch beheizter Ofen, regelbar bis (1 150 25) C. 6.

15、3 Reagenzien 6.3.1 Allgemeines Als Reagenzien sind ausschlielich Chemikalien von bekannter analytischer Reinheit zu verwenden. Als Wasser ist ausschlielich destilliertes oder entionisiertes Wasser zu benutzen. 6.3.2 Ammoniaklsung, konzentriert, = 0,91 g/ml. 6.3.3 Bariumchlorid-di-Hydrat, BaCl2 2 H2O

16、. 6.3.4 Bariumchlorid-Lsung: 10,0 g Bariumchlorid-di-Hydrat (6.3.3) werden in Wasser gelst und auf 100 ml aufgefllt. 6.3.5 Natriumcarbonat-Kaliumcarbonat-Gemisch: 1 Teil Na2CO3und 1 Teil K2CO3werden gut gemischt. 6.3.6 Kaliumnitrat, KNO3. 6.3.7 Salzsure, HCl, c(HCl) 6 mol/l. 6.3.8 Salzsure, HCl, c(H

17、Cl) 2 mol/l. 6.3.9 Flusssure, HF, w(HF) = 40 %, = 1,13 g/ml. 6.4 Durchfhrung Etwa 1 g der nach Abschnitt 5 vorbereiteten und auf 0,1 mg gewogenen Probe ist im Platintiegel (6.2.1) mit 6 g Natriumcarbonat-Kaliumcarbonat-Gemisch (6.3.5) und 0,5 g Kaliumnitrat (6.3.6) zu vermischen. Der Platin-tiegel (

18、6.2.1) ist im elektrisch beheizten Ofen (6.2.3) auf 1 150 C zu erhitzen. ANMERKUNG Die Aufschlussdauer betrgt etwa 20 min (siehe auch 1). Nach Beendigung des Aufschlusses ist der Platintiegel (6.2.1) unter Neigen und Drehen erkalten zu lassen, so dass die Schmelze in einer dnnen Schicht an der Tiege

19、lwand verteilt wird. Der noch heie Platintiegel ist schlielich etwa zur Hlfte in Wasser zu tauchen, wodurch die Schmelze meist in kleinen Stcken von der Wand abspringt und schnell gelst werden kann. DIN 51085:2015-01 6 Die Schmelze ist dann in 150 ml Wasser (siehe 6.3.1) unter Erhitzen bis zum Siede

20、n zu lsen, durch ein mittel-hartes Weibandfilter zu filtrieren und der Rckstand mit heiem Wasser neutral zu waschen. Das kalte Filtrat ist mit Salzsure (6.3.7) auf einen pH-Wert von 4 bis 5 anzusuern. Nach Prfung des pH-Wertes ist die Lsung zum Entfernen des Kohlenstoffdioxids aufzukochen. Durch Zug

21、abe von Ammoniaklsung (6.3.2) zur abgekhlten Lsung ist diese zu neutralisieren, wobei der pH-Wert den Neutralpunkt nur leicht berschreiten sollte. Danach ist mit etwa 6 ml Salzsure (6.3.8) ein pH-Wert von 3 bis 4 einzustellen und dieser mit einem pH-Messgert zu berprfen. Die schwach saure Lsung ist

22、bis zum Sieden zu erhitzen und unter Umrhren mit 10 ml Bariumchlorid-Lsung (6.3.4) zu versetzen. Die Lsung mit Niederschlag ist einige Minuten zu kochen und noch 15 min heizuhalten. Danach muss der Niederschlag in einer gut filtrierbaren Form vorliegen. Nach etwa 12 h ist durch ein Blaubandfilter zu

23、 filtrieren und der Rckstand mit heiem Wasser (siehe 6.3.1) chloridfrei zu waschen. Der Filter mit Niederschlag ist in dem Platintiegel (6.2.1), der zuvor zu wgen ist, bei maximal 800 C zu veraschen, der Rckstand mit 1 ml Flusssure (6.3.9) aufzunehmen, bis zur Trockene einzudampfen und anschlieend d

24、as Bariumsulfat bei 800 C bis zur Massenkonstanz zu glhen. 6.5 Angabe und Berechnung der Ergebnisse Der Gesamtgehalt an Schwefel, angegeben als Massenanteil )S(w in Prozent, ist nach Gleichung (1) zu berechnen: 1100)S(mfmw= (1) Dabei ist m die Masse Bariumsulfat (Auswaage nach dem Glhen), in Gramm;

25、f 0,137 4, der stchiometrische Faktor zur Umrechnung von Bariumsulfat auf Schwefel; m1die Probeneinwaage, in Gramm. Der Gesamtgehalt an Schwefel ist auf 0,01 % gerundet anzugeben. 7 Verfahren B 7.1 Kurzbeschreibung Das Bestimmungsverfahren beruht auf der Umsetzung des festen Analysenmaterials mit Sa

26、uerstoff und Zuschlgen“ in einem induktiv beheizbaren Keramiktiegel (Zirkoniumoxid, Aluminiumoxid, unglasiertes Porzellan) und anschlieender Infrarot-Detektion der SO2-Konzentration im Trgergasvolumen. Zur Berechnung des Gesamtgehaltes an Schwefel wird eine Kalibrierkurve verwendet, die mit geeignet

27、en Kalibriersubstanzen bekannter Schwefelgehalte unter vergleichbaren Bedingungen erstellt wird. 7.2 Gerte Apparatur und Zubehr zur Schwefelbestimmung mit IR-Detektion. DIN 51085:2015-01 7 7.3 Reagenzien und Hilfsmittel 7.3.1 Keramiktiegel, zum Beispiel aus Mullit, Al2O3oder ZrO2. 7.3.2 Eisenspne 7.

28、3.3 Wolfram oder Wolfram-Zinn-Gemisch 7.3.4 Sauerstoff, 99,995 % Volumenanteil 7.3.5 Kalibriersubstanzen, vorzugsweise zertifizierte Referenzmaterialien, die nach Zusammensetzung und Schwefelgehalt hnlich dem zu analysierenden Material sind. 7.4 Durchfhrung 7.4.1 Kalibrierung Die Kalibrierung ist tg

29、lich bei Gebrauch unter Bercksichtigung der Angaben des Gerteherstellers durchzu-fhren. Die Kalibrierung muss so erfolgen, dass die Masse des Schwefels bei der Kalibrierung in der gleichen Grenordnung liegt wie in der zu analysierenden Teilprobe. ANMERKUNG Dies wird erreicht durch Wahl einer geeigne

30、ten Kalibriersubstanz (siehe 7.3.5) und einer angepassten Einwaage. Die Kalibrierung ist sinngem nach 7.4.2 bis 7.4.4 durchzufhren. 7.4.2 Vorbereitung der Analyse Der Keramiktiegel (7.3.1) ist vor Gebrauch 1 h bei 1 200 C auszuglhen. Chargenweise ist der Schwefelge-halt der Eisenspne (7.3.2) zu ermi

31、tteln. Im Fall, dass gegenber dem zu erwartenden Gehalt in den zu analy-sierenden Proben ein zu hoher oder stark schwankender Schwefel-Leerwert auftritt (siehe 7.4.3), sind etwa 1 g Eisenspne (7.3.2) in den Tiegel vorzulegen, der Keramiktiegel (7.3.1) in das Gert zur Schwefel-bestimmung einzubringen

32、 und die Eisenspne (7.3.2) im Sauerstoffstrom (siehe 7.3.4) zu schmelzen, um den im Eisen vorhandenen Schwefel auszutreiben. Wenn die zu analysierende Probe Massenanteile an Schwefel kleiner 100 mg/kg enthlt, darf alternativ die Vorreinigung der Eisenspne (7.3.2) durch Ausglhen unterhalb des Schmelz

33、punktes bei etwa 800 C fr 1 h in Wasserstoffatmosphre erfolgen. WARNUNG Beim Umgang mit Wasserstoff sind die einschlgigen Sicherheitsvorschriften zu be-folgen. 7.4.3 Ermittlung des Leerwertes Es ist sinngem nach 7.4.4 vorzugehen, jedoch ohne Einbringen der Probe. 7.4.4 Bestimmung des Schwefelgehalte

34、s In den nach 7.4.2 vorbereiteten Keramiktiegel (7.3.1) sind von dem zu analysierenden Material je nach zu erwartendem Schwefelgehalt 20 mg bis 200 mg auf 0,01 mg einzuwgen. Die Teilprobe ist mit 0,5 g bis 1 g Eisenspnen (7.3.2) und 1 g bis 4 g Wolfram oder Wolfram-Zinngemisch (7.3.3) zu berschichte

35、n. Falls bereits vorgereinigtes Eisen im Keramiktiegel (7.3.1) vorhanden ist, entfllt die berschichtung mit Eisenspnen (7.3.2). Zum Vermischen ist der Keramiktiegel (7.3.1) vorsichtig zu schtteln, in das Gert zur Schwefelbestimmung (siehe 7.2) einzusetzen und die Verbrennung zu starten. Nach der vor

36、programmierten Analysenzeit wird der Schwefelgehalt am Gert angezeigt. DIN 51085:2015-01 8 Es sind mindestens Dreifachbestimmungen durchzufhren. Weichen die Massenanteile an Schwefel der Einzelwerte der Mehrfachbestimmung mehr als 10 % voneinander ab, ist das Gert zur Schwefelbestimmung hinsichtlich

37、 der Sauberkeit und Funktionsfhigkeit aller Filterkomponenten zu prfen und die Messung zu wiederholen; gegebenenfalls ist nach Abschnitt 4 neu zu homogenisieren. ANMERKUNG Die Bestimmung an kristallwasserhaltigen Proben, wie Tonmineralen, kann Minderbefunde ergeben. Daher sind Ergebnisse von Bestimm

38、ungen an derartigen Proben besonders sorgfltig auf Plausibilitt und Wiederhol-przision zu prfen. 8 Berechnung und Angabe der Ergebnisse Der Gehalt an Schwefel ist als Massenanteil, in Prozent, unter Bercksichtigung der Einwaage und der Leer-werte zu ermitteln. Der Mittelwert der berichtigten Einzelw

39、erte der Mehrfachbestimmung ist nach DIN 1333 zu runden. ANMERKUNG Bei der Mehrzahl der heute gebruchlichen Gerte erfolgt die Berechnung der Einzelwerte nach Ein-gabe der Leerwerte und Einwaagen automatisch. 9 Przision In Tabelle A.1 sind die in Ringversuchen ermittelten Kennwerte der Przision der V

40、erfahren fr die Bestimmung an Glas, Kaolin, -Al2O3und Ton angegeben. 10 Prfbericht Der Prfbericht muss die folgenden Angaben enthalten: a) Name und Anschrift des Prflaboratoriums; b) Verweisung auf diese Norm, d. h. bestimmt nach Verfahren DIN 51085-A bzw. Verfahren DIN 51085-B; c) Art und Bezeichnu

41、ng der Probe; d) Art der Probenahme und Menge der Laboratoriumsprobe; e) Angabe der Trocknungstemperatur; f) Analysenergebnisse, d. h., Einzelwerte und Mittelwert nach Abschnitt 8; g) gegebenenfalls Abweichungen von dieser Norm; h) Prfdatum. DIN 51085:2015-01 9 Anhang A (informativ) Ergebnisse der R

42、ingversuche Die Ergebnisse der durchgefhrten Ringversuche sind in Tabelle A.1 dargestellt. Tabelle A.1 Zusammenstellung der Ringversuchsergebnisse Kennwert Glas Kaolin -Al2O3Ton (Westerwald) Verfahren A Verfahren B Verfahren A Verfahren B Verfahren B Verfahren B Mittelwert, in % 0,104 0,101 0,031 0,013 4,48 0,116 Vergleichstandard-abweichung R, in % 0,018 5 0,008 0 0,011 7 0,004 7 0,363 0,01 Anzahl n der Messwerte 19 15 12 14 15 21 DIN 51085:2015-01 10 Literaturhinweise 1 R. Bock: Aufschlussmethoden der anorganischen und organischen Chemie, Verlag Chemie, 1972, S. 83