GBT 40795.1-2021 鑭鈰金屬及其化合物化學(xué)分析方法 第1部分：鈰量的測定 硫酸亞鐵銨滴定法

鑭鈰金屬及其化合物化學(xué)分析方法I本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件是GB/T40795《鑭鈰金屬及其化合物化學(xué)分析方法》的第1部分。GB/T40795已經(jīng)發(fā)布了以下部分：——第1部分：鈰量的測定硫酸亞鐵銨滴定法?！?部分：稀土量的測定。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由全國稀土標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC229)提出并歸口。本文件起草單位：國標(biāo)(北京)檢驗(yàn)認(rèn)證有限公司、虔東稀土集團(tuán)股份有限公司(贛州艾科銳檢測技術(shù)有限公司)、湖南稀土金屬材料研究院、樂山有研稀土新材料有限公司、中國北方稀土(集團(tuán))高科技股份有限公司、贛州有色冶金研究所、四川江銅稀土有限責(zé)任公司、四川省樂山銳豐冶金有限公司、國家鎢與稀土產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心。Ⅱ鑭鈰金屬及其化合物系列產(chǎn)品目前在國內(nèi)市場上占有較大的份額，國際貿(mào)易的需求量也很大，未來市場需求仍有望進(jìn)一步增長。鑭鈰金屬是生產(chǎn)鎳氫電池所用的稀土儲(chǔ)氫合金的主要原料，隨著新能源汽車行業(yè)的發(fā)展，以鑭鈰金屬代替金屬鈰用于稀土儲(chǔ)氫合金的生產(chǎn)已經(jīng)成為一種趨勢。同時(shí)，鑭鈰化合物產(chǎn)品是產(chǎn)量最大的稀土產(chǎn)品，主要用于新型拋光粉、石油催化裂化劑等生產(chǎn)。建立鑭鈰金屬及其化合物中鈰量、稀土量的測定方法，可滿足相關(guān)生產(chǎn)和貿(mào)易的基本需求，規(guī)范相關(guān)產(chǎn)品的檢測流程，給出精密度要求，從而提高檢測數(shù)據(jù)的可比性，減少供需雙方關(guān)于檢測結(jié)果的糾紛，也有利于規(guī)范相關(guān)產(chǎn)品的質(zhì)GB/T40795《鑭鈰金屬及其化合物化學(xué)分析方法》由兩個(gè)部分組成?！?部分：鈰量的測定硫酸亞鐵銨滴定法；——第2部分：稀土量的測定。兩個(gè)部分之間，針對鈰量的檢測是重疊的。第1部分，以硫酸亞鐵銨滴定法測定鑭鈰金屬及其化合物中鈰含量，適用于較高含量的鈰及氧化鈰量的測定；第2部分，以ICP-OES方法先測定稀土雜質(zhì)量，然后以差減法測定鑭、鈰量，稀土雜質(zhì)元素分析下限低，便于全面了解、追蹤鑭鈰金屬及其化合物系列產(chǎn)品中各稀土元素量的分布。當(dāng)兩個(gè)部分針對鈰量測定范圍重疊時(shí)，考慮到硫酸亞鐵銨滴定法精度較高，仲裁方法宜選擇該方法。1鑭鈰金屬及其化合物化學(xué)分析方法第1部分：鈰量的測定硫酸亞鐵銨滴定法本文件規(guī)定了鑭鈰金屬及其化合物中鈰含量的測定方法。本文件適用于鑭鈰金屬中鈰含量的測定，以及氧化鑭鈰、碳酸鑭鈰、氯化鑭鈰中氧化鈰量的測定，測定范圍見表1。表1測定范圍試料測定范圍(質(zhì)量分?jǐn)?shù))%鑭鈰金屬55.00～85.00氧化鑭鈰55.00～85.00碳酸鑭鈰25.00～50.00氯化鑭鈰20.00～45.00注：鑭鈰金屬的測定范圍為鈰的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，氧化鑭鈰、碳酸鑭鈰和氯化鑭鈰的測定范圍為氧化鈰的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T8170數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的表示和判定3術(shù)語和定義本文件沒有需要界定的術(shù)語和定義。4方法原理試料用鹽酸或硝酸溶解后，在磷酸介質(zhì)中，高氯酸將三價(jià)鈰氧化為四價(jià)；于稀硫酸介質(zhì)中，加入尿素，用亞硝酸鈉溶液將紫紅色的高價(jià)錳還原成無色的二價(jià)錳，消除錳的干擾；以苯代鄰氨基苯甲酸為指示劑，用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液對試液中鈰離子進(jìn)行滴定。5試劑除非另有說明，在分析中僅使用確認(rèn)為優(yōu)級純及以上試劑和蒸餾水或去離子水或相當(dāng)純度的水。2GB/T40795.1—20215.2高氯酸(p=1.67g/mL)。5.3過氧化氫(30%)。5.4鹽酸(1+1)。5.5硝酸(1+1)。5.6硫酸(5+95)。5.7尿素溶液(200g/L)。5.8亞硝酸鈉溶液(2g/L)。5.9苯代鄰氨基苯甲酸(2g/L):稱取0.2g苯代鄰氨基苯甲酸，0.2g無水碳酸鈉，溶于100mL水中，混勻。5.10硫酸高鈰溶液：c[Ce(SO?)?]≈0.01mol/L。稱取1.66g無水硫酸高鈰于250mL燒杯中，加入100mL硫酸(5.6)溶解，移入500mL容量瓶中，用硫酸(5.6)稀釋至刻度，混勻。5.11重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液：c(1/6K?Cr?O?)=0.025mol/L。稱取1.2258g經(jīng)140℃~150℃干燥2h的基準(zhǔn)重鉻酸鉀于250mL燒杯中，加入100mL水溶解，移入1000mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。5.12硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液c[(NH?)?Fe(SO?)?]≈0.015mol/L,配制與標(biāo)定方法如下：a)配制：稱取5.88g硫酸亞鐵銨[(NH?)?·Fe(SO?)?·6H?O]于500mL燒杯中，加入150mL硫酸(5.6)溶解，移入1000mL容量瓶中，以硫酸(5.6)稀釋至刻度，混勻。b)標(biāo)定：移取15.00mL重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液(5.11),置于250mL錐形瓶中，加入50mL硫酸(5.6),滴加2滴苯代鄰氨基苯甲酸(5.9),用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液(5.12)滴定至溶液由玫瑰紅色突變?yōu)榱辆G色為終點(diǎn)。平行滴定三份，所消耗的硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液(5.12)的體積極差值不大于0.10mL。取其平均值。隨同標(biāo)定做空白試驗(yàn)。5.13按公式(1)計(jì)算硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液(5.12)的濃度：……………(1)式中：c——硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的濃度，單位為摩爾每升(mol/L);c?——重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，單位為摩爾每升(mol/L);V?——移取重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，單位為毫升(mL);V?——消耗硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，單位為毫升(mL);V?——滴定空白溶液時(shí)所消耗的硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，單位為毫升(mL)。6樣品6.1鑭鈰金屬樣品的制備：樣品應(yīng)去除表面氧化層，取樣后立即稱量。6.2氧化鑭鈰樣品測定鈰量通常有兩種基礎(chǔ)狀態(tài)，制備方式相應(yīng)分為如下兩種方式：a)原樣測定鈰量：直接稱取。b)烘干處理后測定鈰量：試樣于105℃烘1h,置于干燥器中，冷卻至室溫，立即稱量。6.3碳酸鑭鈰樣品的制備：樣品開封后立即稱量。6.4氯化鑭鈰樣品的制備：將樣品破碎(過程中注意防潮),迅速置于稱量瓶中，立即稱量。7試驗(yàn)步驟7.1試料按表2準(zhǔn)確稱取試料，精確至0.0001g。3表2試料量單位為克試料試樣量鑭鈰金屬氧化鑭鈰碳酸鑭鈰、氯化鑭鈰平行做兩份試驗(yàn)。7.3空白試驗(yàn)移取5.00mL硫酸高鈰溶液(5.10)于300mL錐形瓶中，加入50mL硫酸(5.6)、10mL磷酸(5.1)、2滴苯代鄰氨基苯甲酸(5.9)指示劑，搖勻，用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液(5.12)滴定至溶液由紫紅色突變成亮黃色為終點(diǎn)。再移取5.00mL硫酸高鈰溶液(5.10)于該錐形瓶中，用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液(5.12)滴定至終點(diǎn)。第一次消耗的硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積減去第二次消耗的硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，該體積差即為空白值。7.4.1試料的溶解7.4.1.1鑭鈰金屬試料的溶解：將鑭鈰金屬試料(7.1)置于250mL燒杯中，加入5mL鹽酸(5.4),低溫加熱至試料溶解完全，冷卻后，移入100mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。7.4.1.2氧化鑭鈰試料的溶解：將氧化鑭鈰試料(7.1)置于300mL錐形瓶中，加入5mL硝酸(5.5)和5滴過氧化氫(5.3),低溫加熱至試料溶解完全。7.4.1.3碳酸鑭鈰和氯化鑭鈰試料的溶解：將碳酸鑭鈰和氯化鑭鈰試料(7.1)置于250mL燒杯中，加入10mL鹽酸(5.4),低溫加熱至試料溶解完全，冷卻后，移入250mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。按表3分別移取試液(7.4.1)于300mL錐形瓶中，加入10mL磷酸(5.1),3mL高氯酸(5.2),加熱邊加入50mL硫酸(5.6),冷卻至室溫。表3試液體積及移取體積單位為毫升試料定容體積分取體積鑭鈰金屬氧化鑭鈰———碳酸鑭鈰、氯化鑭鈰注：氧化鑭鈰試料全量進(jìn)行滴定，無需定容及分取。4觀察試液(7.4.2)顏色，如呈紫紅色，則加入5mL尿素溶液(5.7),滴加亞硝酸鈉溶液(5.8)至高價(jià)錳的紫紅色消失，再過量2滴；如試液(7.4.2)中無紫紅色，則無需加入尿素溶液(5.7)和亞硝酸鈉溶液(5.8)。隨后加入2滴苯代鄰氨基苯甲酸指示劑(5.9),用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液(5.12)滴定至溶液由紫紅色突變成亮黃色為終點(diǎn)。8試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理鈰及氧化鈰的含量以質(zhì)量分?jǐn)?shù)w計(jì)，按公式(2)計(jì)算：c——硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的濃度，單位為摩爾每升(mol/L);V?——試液總體積，單位為毫升(mL);V?——滴定試液時(shí)所消耗硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，單位為毫升(mL);V?——空白試驗(yàn)中得到的空白值，單位為毫升(mL);M鈰或氧化鈰量的相對摩爾質(zhì)量，單位為克每摩爾(g/mol),當(dāng)測定鈰量時(shí)，M為140.12g/mol;m——試料的質(zhì)量，單位為克(g);V?——分取試液體積，單位為毫升(mL)。在分析結(jié)果表述中，應(yīng)注明樣品的制備方法。數(shù)值修約按照GB/T8170的規(guī)定執(zhí)行。9精密度在重復(fù)性條件下獲得的兩次獨(dú)立測試結(jié)果的絕對差值不超過重復(fù)性限(r),超過重復(fù)性限(r)的情況不超過5%,重復(fù)性限(r)按表4數(shù)據(jù)采用線性內(nèi)插法或外延法求得。表4重復(fù)性限測定元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)%重復(fù)性限(r)%鑭鈰金屬中鈰61.460.3567.120.32