Кадмий высокой чистоты. Метод спектрографического определения алюминия, висмута, железа, индия,кобальта, меди, марганца, мышьяка,никеля, олова, свинца, сурьмы и серебра

КАДМИЙ ВЫСОКОЙ чистоты

МЕТОДЫ СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА

ГОСТ 23116.1-78—23Н6.5.78

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР по СТАНДАРТАМ
Москва
РАЗРАБОТАНЫ Министерством цветной металлургии СССР ь • -
ИСПОЛНИТЕЛИ Л. К. Ларина, В. Н. Макарцева, Н. С- Беленкова, О. А. Козлова
ВНЕСЕНЫ Министерством цветной металлургии СССР
Зам. министра В. С. Устинов
УТВЕРЖДЕНЫ И ВВЕДЕНЫ В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государ­

Перепечатка воспрещена
© Издательство стандартов, 1978

2. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ

Спектрограф кварцевый средней дисперсии любого типа, по­зволяющий за одну экспозицию получить спектр от 230,0 до 400,0 нм, укомплектованный трехлинзовой системой освещения щели.
Генератор активизированной дуги переменного тока.
Спектропроектор типа ПС-18.
Микрофотометр нерегистрирующий, предназначенный для из­мерения почернений спектральных линий (комплектная установ­ка).
Станок для заточки угольных электродов.
Весы торсионные типа ВТ.
Весы лабораторные.
Печь муфельная.
Прибор кварцевый для перегонки реактивов.
Боксы из органического стекла.
Плитка электрическая по ГОСТ 306—76, покрытая кварцевой пластинкой.
Лампа инфракрасная с лабораторным автотрансформатором.
Установка для вакуумной дистилляции основы (см. чертеж) или другая аналогичной конструкции.
Вакуумметр типа ВТ-2 для измерения вакуума от 6,67 до 26,66 Па (от 0,05 до 0,2 мм рт. ст.).
Насос форвакуумный типа ВН-46/М.
Шланги вакуумные.
Автотрансформатор лабораторный типа РНО-250—2.
Термопара или термометр на 500°С.
Краны вакуумные двойные и тройные.
Посуда кварцевая (чашки, стаканы и т. д.).
Колбы с градуированной горловиной по ГОСТ 1770—74.
Пипетки вместимостью 1, 2, 5 и 10 мл.
Электроды угольные ос. ч., диаметром 6 мм, с размером кра­тера 4x3 мм и контрэлектроды длиной 30—50 мм, один конец за­точен на усеченный конус с площадкой приблизительно 1,5 мм.
Вода дистиллированная по ГОСТ 6709—72, дважды перегнан­ная в кварцевом аппарате или очищенная на ионизационной ко­лонке.
Порошок угольный марки ОСЧ-7—4.
Кислота азотная марки ОСЧ-19—4 (при необходимости дваж­ды перегнанная в кварцевом аппарате).
Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 18300—72.
Теллур марки ТВ-3 по ГОСТ 18428—73.
Кадмий марки Кд-0000 по ГОСТ 22860—77.
Сплав кадмий-теллур. Содержание теллура в сплаве 0,04— 0,07%; готовят сплав следующим образом: в кварцевую ампулу помещают навески кадмия и теллура. Откачивают из ампулы вбз-

дух до 1,33 Па (1-Ю-2 мм рт. ст.), ампулу запаивают и нагревают в муфельной печи при температуре 700°С в течение 6—7 ч, через каждые 30 мин тщательно перемешивая. Затем ампулу вскрыва­ют и через отверстие расплав выливают тонкой струей в стакан с водой. Полученные гранулы сплава промывают в растворе аммиа­ка, затем в воде и высушивают.
Натрий хлористый марки ОСЧ 6—4.
Кислота винная по ГОСТ 5817—77.
Аммиак марки ОСЧ 17—4.
Эфир диэтиловый (медицинский).
Смазка вакуумная.
Кислота щавелевая по ГОСТ 5.1173—71.
Кислота серная по ГОСТ 4204—77.
Олово по ГОСТ 860—75.
Сурьма по ГОСТ 1089—73.
Буферная смесь, состоящая из угольного порошка с добавлени­ем 0,5% хлористого натрия.
Растворы определяемых элементов приведены в табл. 1.
Образцы для построения градуировочных графиков. Основной образец, содержащий 1-Ю-3% меди и серебра, 3-Ю”2 % свинца, 3-Ю-1 % мышьяка и остальных элементов по 1-Ю-2%; готовят сле­дующим образом: в кварцевую чашку вместимостью 150 мл по­мещают 10 г угольного порошка и вводят по 1 мл растворов меди, серебра, алюминия, никеля, индия, висмута, железа, кобальта, марганца, олова, сурьмы, 3 мл раствора свинца и 30 мл мышьяка. Смесь перемешивают кварцевой палочкой, высушивают под ин­фракрасной лампой, а затем прокаливают на плитке до удаления запаха азотной кислоты. Приготовленный основной образец тща­тельно перетирают в ступке из органического стекла. Первый гра­дуировочный образец готовят разбавлением основного образца разбавителем в 10 раз. Затем методом последовательного разбав­ления каждого вновь приготовленного образца разбавителем в три раза готовят серию рабочих образцов. Приготовленные образ­цы для построения графика и разбавитель хранят в бюксах или баночках с завинчивающимися крышками.
Разбавитель- готовят следующим образом: в кварцевую чаш­ку вместимостью 100 мл помещают 50 г угольного порошка и на­капывают по 5 мл растворов теллура и кадмия. Смесь высушива­ют на плитке до удаления запаха азотной кислоты и затем вво­дят в нее 5 мл раствора хлористого натрия. Вновь высушивают,

ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

3.1. Получение концентрата примесей
3.1.1. Перед началом работы необходимо тщательно подгото­вить установку для вакуумной дистилляции кадмия. Для этого с помощью ваты, смоченной диэтиловым эфиром, удаляют вакуум­ную смазку со шлифов, растворяют в азотной кислоте остатки
2 Зак. 167
5
кадмия и погружают на 10 мин всю установку в 'нитрующую смесь, состоящую из трех частей серной и одной части азотной кислоты, температура которой должна быть близка к температуре кипения. Затем трижды промывают водой и сушат в сушильном шкафу при температуре приблизительно 170°С.;
3.1.2. Кадмий на анализ поступает в виде чушек массой 20—
40 г, диаметром 15—25 мм, высотой 10—20 мм. Перед началом работы ее выдерживают в растворе аммиака до полного раство­рения окисной пленки, дважды промывают водой и высушивают. Подготовленную таким образом пробу помещают в кварцевую чашку вместимостью 50 мл, добавляя туда же 500 мг сплава кад­мий-теллур. Чашку с пробой устанавливают на кварцевую под­ставку в вакуумную камеру, надевают кварцевый колпак, шлиф которого смазывают вакуумной смазкой. Колпак притирают к ва­куумной резине. Создают вакуум 6,67—13,33 Па (0,05— —0,1 мм рт. ст.) К холодильнику присоединяют шланги притока и сброса воды и включают нагревание. Охлаждение должно быть незначительным.
Вакуумную дистилляцию кадмия проводят при 380—410°С в течение 2—4 ч. После удаления основы нагреватель убирают, пе­
рекрывают вакуум, открывают кран для доступа воздуха, снима­ют вакуумную камеру и в чашку добавляют 100 мг буфера. Смесь перемешивают в течение 5—7 мин. Коэффициент обогаще­ния (К) вычисляют по формуле где т — масса пробы, мг;

ТОО — масса концентрата, мг.
Для проведения контрольного опыта в кварцевую чашку вмес­тимостью 50 мл помещают 500 мг сплава кадмий-теллур и прово­дят отгонку кадмия в вакууме при тех же условиях, что и для пробы, в течение 20—25 мин. К остатку добавляют 100 мг буфера и тщательно перетирают.
3.2. Спектральный анализ концентрата
От подготовленных концентратов и контрольного опыта, а так­же от градуировочных образцов на торсионных весах отбирают по три навески по 20 мг и помещают в кратеры угольных электро­дов. Угольные электроды предварительно обжигают в дуге пере­менного тока силой 15 А или постоянного силой 10 А в тече­ние 10 с.
Спектры фотографируют на кварцевом спектрографе при ши­рине щели 0,015 мм на спектрографических фотопластинках ти­па II. Испарение пробы и возбуждение спектра проводят з дуге переменного тока силой 14 А. Время экспозиции 15 с. Для постро­ения характеристической кривой фотопластинки одновременно с пробами и образцами для построения градуировочных графиков
фотографируют спектр железа через девятиступенчатый пл а ти но­вый ослабитель.

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1. На спектрограмме с помощью микрофотометра измеряют
почернения аналитических линий определяемых элементов и фона справа или слева от них. Строят характеристическую кривую фо­топластинки и по ней находят значение 1g (7л+(Ь ) и . Вычис-
ляют величину 1g ““—, находят среднее значение этой 'Ф
для трех спектров каждого образца для построения
концентрата и контрольного опыта. Градуировочные графики строят в координатах 1g-рр- , IgC, где С — концентрация опреде­ляемого элемента в градуировочных образцах. По градуировоч­ным графикам находят содержание примеси в концентрате и кон-
трольном опыте. Массовую долю элемента (X) числяют по формуле
.где —массовая доля определяемого элемента в концентрате, %;
п?2 — массовая доля определяемого элемента в контрольном опыте, %;
К — коэффициент обогащения.
За окончательный результат анализа принимают среднее ариф­метическое результатов параллельных определений, полученных па двух фотопластинках.
Средняя квадратичная ошибка метода от 10 до 20%.
Фотометрируют следующие аналитические линии (длины волн zb им):
алюминий — Al I 308,22;
висмут — Bi I 306,79;
железо — Fe I 302,06 или Fe I 271,9;
индий — ! п 1 325,61 или In I 303,94;
кобальт — Со I 341,23 или Со I 304,40;
медь —• Си I 327,40 или Си I 324,75;
марганец — Мп I 279,83;
мышьяк — As I 234, 98;
никель — Ni I 305,08 или Ni I 341,48;
олово — Sn I 303,41 или Sn I 284,0;
свинец — Pb I 283,31;
сурьма — Sb I 259,80;
серебро — Ag I 328,07.
4.2. Абсолютные допускаемые расхождения между результата­ми двух параллельных определений, рассчитанные при доверитель­ной вероятности Р=О,95, не должны превышать значений, указан­ных в табл. 2.

От 2-Ю-6
до
6-Ю""6
Св. 6-Ю-6
»
2-Ю-5
» 2-Ю-5

6-10-5
От 2-Ю-6
>
5-Ю-6
Св. 5-Ю-6

1 • ю-5
» 1-Ю-5
>
5-Ю-5
От 5-Ю-6
»
2-Ю-5
Св. 2-Ю-5
»
1 • 10-4
> 1-Ю-4

5-Ю-4
» 5-Ю-4
»
1-Ю-3
От 2-Ю-6
>
5-Ю-6
Св. 5-Ю-6
»
1 • 10-5
» 1 • 10-5

5-Ю-5
От 1-Ю-6

5-Ю-6
Св. 5-Ю-6
»
1-Ю-5
» 1-Ю-5

5-Ю-5
» 5-Ю-5

3-Ю-4
» 3-Ю-4

5-Ю-4
От 2-Ю-6
»
5-Ю-6
Св. 5-Ю-6

1-Ю-5
» ЬЮ“5

5-Ю-5
От 5-Ю-6

1-Ю-5
Св. 1-Ю-5

3-Ю-5
» 3-Ю-6
>
1-Ю-4

МО-5

3-10-5
3-Ю-5

1-Ю-4
1.10-4
»
5-Ю—4
5-Ю-4
>
1-Ю-3
4-Ю-5
»
1 • 10-
1 • 10-4

5-10~
5-Ю~4
»
1-ю-

Изменение № 1 ГОСТ 23116*1—78 Кадмий высокой чистоты. Метод спектрогра­фического определения алюминия, висмута, железа, индия, кобальта, меди, мар­ганца* мышьяка, никеля, олова, свинца, сурьмы и серебра
Постановлением Государственного комитета СССР по № 6502 срок введения установлен
Под наименованием стандарта проставить код: ОКСТУ 1721.
По всему тексту стандарта заменить обозначение: мл на см3.
Вводную часть до слов «Метод основан» изложить в «Настоящий стандарт устанавливает спектрографический
чия примесей в кадмии высокой чистоты в следующем диапазоне массовых долей, % '■
алюминий от 1-Ю-6 до 6-Ю-5
висмут » 1-Ю-6 » 5-Ю-5
железо » 2*10-6 » НО-3
индий » НО-6 » 5-Ю-5
кобальт » НО-6 » 5"10~5
медь » 7*10—7 » 5