1、Dezember 2016DEUTSCHE NORM Preisgruppe 8DIN 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 75.080!%P“2584525www.din.deDIN 51460-3Prfung von Minerallerzeugnissen Verfahren zur
2、Probenvorbereitung Teil 3: Druckloser Aufschluss mit MineralsurenTesting of petroleum products Method for sample preparation Part 3: Unpressurized digestion with mineral acidsEssais des produits ptroliers Procd de prparation des chantillons Partie 3: Digestion sans pression par des acides minrauxAll
3、einverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 11 SeitenDDIN-Normenausschuss Materialprfung (NMP)Fachausschuss Minerall- und Brennstoffnormung (FAM) des NMPDIN 51460-3:2016-12 2 Inhalt Seite Vorwort 3 1 Anwendungsbereich . 4 2 Normative Verweisungen . 4 3 Kurzbe
4、schreibung . 4 4 Gerte . 5 4.1 Allgemeines . 5 4.2 Aufschluss mit konvektiver Erwrmung 5 4.3 Aufschluss mit Mikrowellenuntersttzung zur Wrmezufuhr . 5 4.4 Sonstige Laborgerte 5 5 Chemikalien . 5 5.1 Allgemeines . 5 5.2 Lsemittel . 5 5.3 Elementstandard . 5 5.4 Aufschlussreagenzien 5 6 Probenahme 6 7
5、 Durchfhrung 6 7.1 Allgemeine Hinweise zum Sureaufschluss . 6 7.2 Besonderheiten bei der Anwendung 6 7.3 Einwaage eines Probenteils . 6 7.4 Zugabe der Aufschlussreagenzien . 7 7.5 Ablauf des drucklosen Aufschlusses . 8 8 Endbestimmung . 9 Anhang A (normativ) Ermittlung der Wiederfindungsrate zum dru
6、cklosen Aufschluss 10 A.1 Allgemeines . 10 A.2 Herstellen der Kontrollprobe . 10 A.3 Berechnung der Wiederfindungsrate 10 Literaturhinweise . 11 DIN 51460-3:2016-12 3 Vorwort Dieses Dokument wurde vom NA 062-06-11 AA Atomspektrometrie“ im Fachausschuss Minerall- und Brennstoffnormung (FAM) des DIN-N
7、ormenausschusses Materialprfung (NMP) erstellt. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Texte dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. DIN ist nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. DIN 51460 Prfung von Minerallerzeugnissen Verfahre
8、n zur Probenvorbereitung besteht aus: Teil 1: Mikrowellenuntersttzer Druckaufschluss Teil 2: Veraschen/Oxidasche Teil 3: Druckloser Aufschluss mit Mineralsuren DIN 51460-3:2016-12 4 1 Anwendungsbereich Dieses Dokument legt ein Verfahren zum Probenaufschluss fr Elementbestimmungen mit Hilfe der ICP O
9、ES, ICP-MS, AAS oder RFA fest. Dieses Verfahren ist anwendbar fr ungebrauchte Minerallprodukte, Altle, wassermischbare Khlschmierstoffe und deren Emulsionen, Rohle, le aus der Lebensmittelindustrie, lschlamm, Schmierfette, Teer, Pech und fr andere hochviskose, lartige Verbindungen, die aschebildende
10、 Elemente im Konzentrationsbereich ab etwa 0,1 mg/kg enthalten. ANMERKUNG Fr die Zwecke dieses Dokuments wird zur Angabe des Massenanteils einer Substanz der Ausdruck % (m/m)“ und fr den Volumenanteil einer Substanz der Ausdruck % (V/V)“ verwendet. WARNUNG Die Anwendung dieser Norm kann die Anwendun
11、g gefhrlicher Stoffe, Arbeitsgnge und Gerte mit sich bringen. Diese Norm beansprucht nicht, alle damit verbundenen Sicherheitsprobleme zu behandeln. Es liegt in der Verantwortung des Anwenders dieser Norm, vor ihrer Anwendung geeignete Manahmen fr die Sicherheit und den Gesundheitsschutz des Persona
12、ls zu ergreifen, und dafr Sorge zu tragen, dass behrdliche und gesetzliche Manahmen eingehalten werden. 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente, die in diesem Dokument teilweise oder als Ganzes zitiert werden, sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verw
13、eisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). DIN 51574, Prfung von Schmierstoffen Probenahme von Schmierlen aus Verbrennungskraftmaschinen DIN 51750-1, Prfung von Minerallen P
14、robenahme Teil 1: Allgemeines DIN 51750-2, Prfung von Minerallen Probenahme Teil 2: Flssige Stoffe DIN EN ISO 385, Laborgerte aus Glas Bretten DIN EN ISO 3170, Flssige Minerallerzeugnisse Manuelle Probenahme DIN ISO 3448, Flssige Industrie-Schmierstoffe ISO-Viskosittsklassifikation DIN ISO 3696, Was
15、ser fr analytische Zwecke Anforderungen und Prfungen 3 Kurzbeschreibung Die Aufbereitung der Proben erfolgt durch einen drucklosen Aufschluss mit Mineralsuren. Dieser Aufschluss kann mit konvektiver Erhitzung oder in einer Apparatur mittels Mikrowelleneinwirkung erfolgen. Das so aufbereitete Probenm
16、aterial ist fr die quantitative Bestimmung der verschiedenen zu untersuchenden Elemente, insbesondere mittels Atomspektrometrie, geeignet. Im Bedarfsfall ist zur Ermittlung der Vollstndigkeit der Probenaufbereitung die Wiederfindungsrate anhand einer Standard-Addition erforderlich (siehe Anhang A).
17、DIN 51460-3:2016-12 5 4 Gerte 4.1 Allgemeines Alle verwendeten Gerte mssen sorgfltig gereinigt sein. 4.2 Aufschluss mit konvektiver Erwrmung Es werden Glasgerte/Quarzgerte, bei Bedarf mit Rckflusseinrichtung, verwendet. Die Zugabe der Mineralsuren erfolgt mit geeigneten Dosiereinrichtungen. Zur konv
18、ektiven Erhitzung eignen sich Heizplatten oder Heizmulden. Offenes Feuer, z. B. in Form von Bunsenbrennern, ist zu vermeiden. Die Absaugung der Suredmpfe sollte mit einer Neutralisationseinrichtung verbunden sein. 4.3 Aufschluss mit Mikrowellenuntersttzung zur Wrmezufuhr Es werden Glasgerte/Quarzger
19、te mit Rckflusseinrichtung verwendet. Die Zugabe der Mineralsuren erfolgt mit geeigneten Dosiereinrichtungen. Das Mikrowellengert sollte zur reproduzierbaren Steuerung des Mikrowelleneintrags mit einer Temperaturmesseinrichtung fr jede Probe ausgestattet sein. Die Absaugung der Suredmpfe sollte mit
20、einer Neutralisationseinrichtung verbunden sein. 4.4 Sonstige Laborgerte 4.4.1 Kolbenhubbrette, nach DIN EN ISO 385 4.4.2 Analysenwaage, ablesbar auf 0,1 mg 4.4.3 Aufschlussgef 5 Chemikalien 5.1 Allgemeines Alle Chemikalien mssen mindestens dem Reinheitsgrad zur Analyse“ entsprechen. Es ist ausschli
21、elich Wasser entsprechend der Qualitt 3 nach DIN ISO 3696 zu verwenden. 5.2 Lsemittel Weil, mit einer zur untersuchenden Probe vergleichbaren kinematischen Viskositt, z. B. Paraffinum subliquidum (European Pharmacopeia, siehe Literaturhinweise) oder Neutrall ISO VG 68 nach DIN ISO 3448. 5.3 Elements
22、tandard llslich, zur Ermittlung der Wiederfindungsrate, z. B. 1 000 mg/kg Yttrium. 5.4 Aufschlussreagenzien Die nachfolgenden Aufschlussreagenzien werden als Gemische nach Tabelle 2 eingesetzt. 5.4.1 Salpetersure, c(HNO3) = 65 % (m/m) 5.4.2 Wasserstoffperoxid, c(H2O2) = 30 % (m/m) 5.4.3 Schwefelsure
23、, c(H2SO4) = (95 bis 97) % (m/m) 5.4.4 Flursure, c(HF) = (38 bis 40) %(m/m) 5.4.5 Borsure, analytischer Reinheitsgrad DIN 51460-3:2016-12 6 6 Probenahme Die Probenahme erfolgt nach DIN EN ISO 3170, DIN 51750-1 und DIN 51750-2 bzw. DIN 51574. Die Proben mssen in saubere Gefe eingefllt werden. 7 Durch
24、fhrung 7.1 Allgemeine Hinweise zum Sureaufschluss Der Sureaufschluss besteht aus mehreren Teilschritten. Zur Verkokung der Probe wird Schwefelsure hinzugegeben und auf 250 C bis 300 C erhitzt. Die nun erhaltene schwarze Lsung wird durch langsame und kontinuierliche Zugabe von Salpetersure solange ox
25、idiert, bis eine klare Lsung erhalten wird. Es knnen noch nitrose Gase in der klaren, gelblichen Aufschlusslsung enthalten sein, die durch Zugabe von geringen Mengen an Wasserstoffperoxid entfernt werden mssen. Die Aufschlusslsung ist dann klar und farblos und kann zur weiteren elementspezifischen s
26、pektrometrischen Messung verwendet werden. 7.2 Besonderheiten bei der Anwendung Das kritische Verhalten der im Anwendungsbereich genannten Produkte ist unbedingt zu beachten. Sie sind hufig schwer aufschliebar und knnen Bestandteile enthalten, die unter den Bedingungen des Sureaufschlusses stark exo
27、therm reagieren bzw. sehr groe Mengen an gasfrmigen Produkten bilden knnen. Eine flssige lprobe wird vor der Entnahme eines Probenteils geschttelt, um eventuell vorhandene Inhomogenitt auszugleichen. Hochviskose Proben sind vor dem Schtteln auf etwa 60 C zu erwrmen. Um eine bestmgliche Homogenitt zu
28、 erreichen, sind pastse Proben manuell zu verrhren. Feste Proben sind bestmglich, z. B. durch einen entsprechenden Mahlvorgang, zu homogenisieren. 7.3 Einwaage eines Probenteils Von der homogenisierten Probe wird ein reprsentativer Probenteil entnommen und in das Aufschlussgef (4.4.3) auf 0,1 mg ein
29、gewogen. Es ist darauf zu achten, dass die Probe auf den Boden des Gefes gelangt und keine Probenreste an der Wandung hngen bleiben, um die Gefahr einer unzureichenden Benetzung des Probenmaterials durch die Aufschlussmischung so weit als mglich zu vermeiden. Bei unbekannten Proben, z. B. Altlen, wi
30、rd empfohlen, mit einer kleinen Probeneinwaage zu beginnen. Im Falle von Kraftstoffverdnnungen, z. B. in Gebrauchtlen, ist der Kraftstoffanteil durch geeignete Verfahren, z. B. durch Erwrmen, vorab auf ein Minimum zu reduzieren. Beispiele fr eine empfohlene Probeneinwaage fr den drucklosen Aufschlus
31、s sind in Tabelle 1 zusammengestellt. Wie in 7.2 erlutert, ist bei einer Erhhung der Einwaage vorher sorgfltig das Reaktionsverhalten der Probe zu prfen. DIN 51460-3:2016-12 7 Tabelle 1 Empfohlene Probeneinwaage fr den drucklosen Aufschluss Produkt Ungefhre Probeneinwaage mg Rohle, schwere Heizle 1
32、000 Grundle 1 000 Schmierle 1 000 Schmierfette 1 000 Khlschmierstoff-Emulsion 2 000 Altle, Gebrauchtle 1 000 Rckstnde 1 000 Teer/Pech 1 000 FAME 1 000 Hherwertige Alkohole 1 000 Pflanzenl 1 000 ANMERKUNG 1 Die ungefhre Probeneinwaage ergibt sich je nach Zusatzstoffen und Zusammensetzung der Produkte
33、. ANMERKUNG 2Mit einer Verfahrensoptimierung kann die Einwaage auf mehrere Gramm erhht werden. WARNUNG Der Aufschluss von Ottokraftstoffen, Dieselkraftstoffen, FAME, Heizl, Flugkraftstoffen (z. B. Jet A1, AVGAS) und leichtentzndlichen Lsemitteln kann mit erheblichen Sicherheitsrisiken verbunden sein
34、. 7.4 Zugabe der Aufschlussreagenzien Zu der Probe wird in Abhngigkeit von der Reaktivitt des Probenmaterials und unter Bercksichtigung der Betriebshinweise des Herstellers in ein Aufschlussgef aus geeignetem Fluorpolymer (z. B. Teflon PFA oder Hostaflon TFM)1)oder aus Quarz 10 ml Schwefelsure gegeb
35、en. Diese Surezugabe kann manuell oder automatisiert vom Aufschlussgert durchgefhrt werden. Anschlieend wird die Aufschlussprobe einem Aufschlussprogramm mit definierter Aufschlusstemperatur und Verweilzeit unterworfen. Es ist dafr zu sorgen, dass mgliche entstehende Reaktionsgase und Dmpfe abgesaug
36、t und neutralisiert bzw. abgefhrt werden. In Tabelle 2 sind Vorschlge fr Mischungen der Aufschlussreagenzien angegeben. 1) Diese Angabe dient nur zur Unterrichtung der Anwender dieser Norm und bedeutet keine Anerkennung des genannten Produktes durch DIN. Gleichwertige Produkte drfen verwendet werden
37、, wenn sie nachweisbar zu den gleichen Ergebnissen fhren. DIN 51460-3:2016-12 8 Tabelle 2 Vorschlge fr die Mischung der Aufschlussreagenzien Produkt Mischung der Aufschlussreagenzien ml HNO3HF H2O2H3BO3Silicathaltige Proben (z. B. Bentonite, Silicatfette) 6 4 2 bis 4 10 Alternative fr Silicathaltige
38、 Proben 6 6 ml HBF4 2 bis 4 Proben mit Molybdn oder Wolfram als Additivelement 6 1 2 bis 4 alle anderen Proben nach Tabelle 1 6 0 bis 0,5 2 bis 4 7.5 Ablauf des drucklosen Aufschlusses Nach Tabelle 1 wird die Probe in einen geeigneten Aufschlussbehlter (z. B. 250 ml Volumen) gegeben und mit 10 ml Sc
39、hwefelsure versetzt. Das Probengef wird nach Angaben des Herstellers in das konvektiv beheizte Aufschlusssystem oder in ein Mikrowellen-Aufschlusssystem eingebracht. Alle gertespezifischen Sicherheitseinrichtungen (z. B. Temperaturkontrolle und Abluftsystem) sollten wegen der Mglichkeit spontaner Re
40、aktionen regelmig auf ihre Funktionstchtigkeit berprft werden. Das Aufschlussprogramm beinhaltet unter der Bercksichtigung der Betriebshinweise des Herstellers das Ansteuern der maximalen Aufschlusstemperatur von 250 C bis 300 C. Die Verweilzeit mit der Zugabe von Salpetersure sollte so gewhlt sein,
41、 dass ein klarer Aufschluss erzielt wird. Zum Vermeiden von Siedeverzgen knnen vom Gertehersteller empfohlene Siedesteinchen oder Siederhrchen eingesetzt werden. Whrend der Verweilzeit wird die notwendige Menge an Salpetersure in gleichmigen Teilmengen zugegeben, bis ein klarer Aufschluss erzielt wi
42、rd. Der Aufschluss sollte eine klare Flssigkeit darstellen, kann aber eingefrbt sein. Die Aufschlussanstze werden vollstndig (ggf. mit Splen) in einen Messkolben berfhrt und auf ein definiertes Endvolumen mit Wasser aufgefllt. Zur Ermittlung der Vollstndigkeit des Probenaufschlusses ist die Wiederfi
43、ndungsrate mit Hilfe eines internen Standards zu bestimmen. Angaben zur Durchfhrung dieser Kontrolle und zur Auswahl des internen Standards befinden sich in Anhang A. DIN 51460-3:2016-12 9 8 Endbestimmung Die Endbestimmung der Elementgehalte kann insbesondere mittels eines elementspezifischen spektr
44、ometrischen Analysenverfahrens, z. B. ICP OES, ICP-MS, AAS oder RFA, erfolgen, das in Prfverfahren zur Analyse von Minerallerzeugnissen oder wssrigen Lsungen beschrieben wird. Die Przision zur Bestimmung der Elementgehalte wird dabei in Ringversuchen ermittelt und ist nicht Bestandteil dieser Norm.
45、Fr die Analyse ist die in Vorversuchen ermittelte elementspezifische Wiederfindungsrate (nach Anhang A durchzufhren) mageblich. DIN 51460-3:2016-12 10 Anhang A (normativ) Ermittlung der Wiederfindungsrate zum drucklosen Aufschluss A.1 Allgemeines Zur Ermittlung der Vollstndigkeit der Probenaufbereit
46、ung kann es erforderlich sein, die Wiederfindungsrate anhand einer Standard-Addition zu bestimmen. Hierfr mssen die zu analysierenden Elemente in bekannter Menge zugegeben werden. Als interner Standard muss ein Element ausgewhlt werden, welches in der Probe nicht vorkommt (z. B. Yttrium als lgelster
47、 Standard mit einer Ausgangskonzentration von 1 000 mg/kg). Zur Ermittlung der Wiederfindungsrate wird die Probe einmal ohne internen Standard sowie einmal mit internem Standard (entspricht Kontrollprobe) angesetzt und nach dem jeweiligen Druckaufschluss wird die entsprechende Elementbestimmung durc
48、hgefhrt. A.2 Herstellen der Kontrollprobe Nach Einwaage der Probe in den Aufschlussbehlter werden etwa 50 mg des internen Standards zugegeben. Die Einwaage ist auf 0,1 mg durchzufhren. A.3 Berechnung der Wiederfindungsrate Die Wiederfindungsrate, WF, angegeben in % (m/m), wird nach Gleichung (A.1) berechnet. WF=null100(A.1) Dabei ist a der gemessene Gehalt des betreffenden internen Standards, in mg/kg; b der eingewogene Gehalt des betreffenden internen Standards, in mg/kg. DIN 51460-3:2016-12 11 Literaturhinweise DIN 1333, Zahlenangaben DIN 51008-2, Optische Emissionsspek
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