ĐẤT, ĐÁ QUẶNG APATIT VÀ PHOTPHORIT - PHẦN 3: XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CANXI, MAGIE BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ PHÁT XẠ CẢM ỨNG (ICP-OES)

Apatite and phosphorite ores - Part 7: Determination of calcium and magiesium content - Inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES) method

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp phân tích quang phổ PLASMA (ICP) xác định nguyên tố canxi, magie có hàm lượng từ 0,05 % đến 10% trong mẫu đất, đá quặng apatit và photphorit.

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).

TCVN 4851 (ISO 3696), Nước dùng để phân tích trong phòng thí nghiệm - Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử

TCVN 7151 (ISO 648), Dụng cụ thí nghiệm bằng thủy tinh - Pipet một mức

...

...

...

TCVN 9924:2013, Đất, đá quặng - Quy trình gia công mẫu sử dụng cho các phương pháp phân tích hóa học, hóa lý, rơnghen, nhiệt.

3  Nguyên tắc

Sau khi nung chảy mẫu với Na₂O₂ trong chén Zirconi được hòa tan bằng dung dịch HCl. Dung dịch được phun vào ngọn lửa PLASMA. Đo cường độ phát xạ của nguyên tố Ca, Mg khi bị kích thích bởi nguồn năng lượng PLASMA từ đó xác định được hàm lượng của chúng bởi phương trình.

4  Hóa chất, thuốc thử

Trong quá trình phân tích, chỉ sử dụng thuốc thử loại tinh khiết phân tích và nước phù hợp với loại 2 của TCVN 4851 (ISO 3696).

4.1  Axit clohydric HCl (d=1,19), dung dịch (1+1), dung dịch 1 % (v/v).

4.2  Axit flohidric HF (d=1,14).

4.3  Axit nitric HNO3 (d=1,4).

4.4  Axit pecloric HClO₄ (d=1,7).

...

...

...

4.5  Dung dịch tiêu chuẩn dùng cho quang phổ ICP hàm lượng Ca, Mg có nồng độ 1000 mg/l.

5  Thiết bị, dụng cụ

Trong tiêu chuẩn này sử dụng các thiết bị, dụng cụ thông thường trong phòng thí nghiệm và các thiết bị, dụng cụ sau:

5.1  Pipet một mức theo TCVN 7151

5.2  Bình định mức theo TCVN 7153

5.3  Máy quang phổ PLASMA

5.4  Cân phân tích độ chính xác 0,0002 g.

5.5  Bình hút ẩm.

5.6  Bình khí Argon tinh khiết 99,99 %.

...

...

...

5.8  Micropipet tự động 2 ml, 5 ml, 10 ml.

5.9  Chén Teflon có nắp dung tích 50 ml.

6  Chuẩn bị mẫu thử

Chuẩn bị và gia công mẫu thử theo TCVN 9924:2013

7  Cách tiến hành

7.1  Phân hủy mẫu thử

Cân 0,1000 g mẫu đã sấy đến khối lượng không đổi ở 105 °C vào chén zirconi dung tích 15 ml và khoảng 0,5 g Na₂O₂ (4.5), trộn đều. Cho chén vào lò điện và nung chảy hỗn hợp ở nhiệt độ 600 °C đến khối đồng nhất khoảng 15 min đến 20 min. Lấy chén ra để nguội bớt, rửa tạp chất ở đáy chén bằng bằng HCl 1 % (4.1). Đặt chén vào cốc teflon dung tích 150 ml (5.8). Rót từ từ vào khoảng 10ml đến 15 ml nước cất sôi, để nguội bớt thêm vào 16 ml HCl (1+1) (4.1). Lấy chén ra rửa nó bằng vài ml HCl 1 % (4.1), sẽ thu được dung dịch trong suốt, định mức vào bình 200 ml, lắc đều.

Tiến hành đồng thời làm mẫu trắng của phương pháp (method bank).

7.2  Chuẩn bị dãy dung dịch chuẩn

...

...

...

Sử dụng dung dịch tiêu chuẩn nguyên tố canxi, magie có độ chuẩn 1000 mg/l dùng cho ICP để pha dãy chuẩn có nồng độ lần lượt các nồng độ như bảng 1, trong nền dung dịch muối NaCl 0,75 % và nồng độ HCl 2 M, cụ thể:

Bảng 1 - Dung dịch dãy chuẩn của Ca và Mg

TT

Nguyên tố

Nồng độ nguyên tố Ca và Mg trong dãy chuẩn (ppm)

A

B

C

D

...

...

...

F

G

1

Ca

100

50

25

5

0,5

...

...

...

2

Mg

100

50

25

12,5

6,25

0,625

...

...

...

3

Dung dịch nền có nồng độ NaCl 0,75% và nồng độ HCl 2M

7.3  Đo mẫu

Tiến hành đo phổ phát xạ nguyên tố Ca và Mg theo các thông số của thiết bị ICP - OES như sau:

1. Công suất máy phát (RF power):

1150 W

2. Thời gian từ khi hút dung dịch đến khi bắt đầu đo phổ:

20 sec

3. Kiểu đồ thị chuẩn lựa chọn:

...

...

...

4. Số lần lặp lại một phép đo:

3 lần

5. Tốc độ khí Ar tạo plasma:

15 l/min

6. Tốc độ khí Ar làm sạch đường truyền tín hiệu quang:

4 l/min

7. Tốc độ khí Ar làm sạch buồng chứa hệ quang học:

4 l/min

8. Tốc độ khí làm sạch camera:

...

...

...

9. Áp lực khí Ar ở đầu vào nebulizer

30 psi

10. Tốc độ khí Ar bổ trợ:

0,5 l/min

11. Tốc độ bơm hút dung dịch mẫu vào nebulizer:

120 rpm

12. Chế độ đo:

xuyên tâm

13. Thời gian đo ở các vùng bước sóng

...

...

...

Xuyên tâm

Vùng UV

6 sec

Vùng Vis

6 sec

14. Bước sóng của nguyên tố Ca và Mg được lựa chọn cho phương pháp là λ_Ca: 317,933 nm; λ_Mg: 285,213 nm

CHÚ THÍCH: Các tham số trên có tính chất tham khảo. Các thiết bị có tính năng tương đương, chọn điều kiện đo theo hướng dẫn của nhà sản xuất.

8  Tính kết quả

...

...

...

Hàm lượng nguyên tố Ca và Mg được tính theo công thức sau:

Ca(Mg)(%) = a x  x 10^-4

trong đó:

a  Hàm lượng nguyên tố Ca hoặc Mg trong mẫu, tương ứng với cường độ phát xạ được đo trên đồ thị chuẩn, ppm.c;

V_đm  là thể tích định mức của dung dịch đo phổ (ml);

m  là khối lượng mẫu lấy để phân tích, (g);

10^-4  Hệ số chuyển đổi từ ppm về %.

Hệ số chuyển đổi từ Ca sang CaO: K = M_CaO/M_Ca= 56,08/40,08 = 1,3992

Hệ số chuyển đổi từ Mg sang MgO: K = M_MgO/M_Mg = 50,31/24,31 = 2,0695

...

...

...

Sai lệch lớn nhất giữa hai kết quả xác định song song hoặc đối song không vượt quá giá trị trong bảng 2

Bảng 2 - Sai số phân tích

Cấp hàm lương Ca, Mg

(%)

Sai lệch tương đối

(%)

Từ 0,05 đến nhỏ hơn 0,5

19

Từ 0,5 đến nhỏ hơn 5

...

...

...

Từ 5 đến nhỏ hơn 10

8

9  Báo cáo thử nghiệm

Báo cáo thử nghiệm bao gồm các thông tin sau:

a) viện dẫn tiêu chuẩn này;

b) nhận dạng mẫu thử;

c) tên và địa chỉ phòng thử nghiệm;

d) ngày tiến hành thử nghiệm;

e) kết quả thử nghiệm;

...

...

...

h) bất kỳ các đặc điểm đã ghi nhận trong quá trình xác định, các thao tác không quy định trong tiêu chuẩn này có thể ảnh hưởng đến kết quả của mẫu thử.

Thư mục tài liệu tham khảo

[1] Tiêu chuẩn ngành 2001- Phương pháp quang phổ Plasma xác định hàm lượng Ca, Mg trong đất, đá quặng mẫu địa chất quặng Apatit, Photphorit (ký hiệu TCN 01-IX ICP/01).

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12202-7:2018 về Đất, đá quặng apatit và photphorit - Phần 7: Xác định hàm lượng canxi, magie bằng phương pháp quang phổ phát xạ plasma cảm ứng (ICP-OES)