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日本工業規格

JIS

 M

8216

-1994

鉄鉱石−りん定量方法

Iron ores

−Method for determination

of phosphorus content

1.

適用範囲  この規格は,鉄鉱石中のりん定量方法について規定する。

備考1.  この規格の引用規格を,次に示す。

JIS M 8202

  鉄鉱石−分析方法通則

2.

この規格の対応国際規格を,次に示す。

ISO 4687-1 : 1992 Iron ores

−Determination of phosphorus content−Part 1 : Molybdenum blue

spectrophotometric method

2.

一般事項  定量方法に共通な一般事項は,JIS M 8202 による。

3.

定量方法の区分  りんの定量方法は,次による。

モリブドりん酸青吸光光度法  この方法は,りん含有率 0.002% (m/m)  以上 1.0% (m/m)  以下の試料に適用

するもので,

附属書による。


2

M 8216-1994

附属書  モリブドりん酸青吸光光度法

1.

要旨  試料を塩酸,硝酸及び過塩素酸で分解し,ろ過する。残さはふっ化水素酸で処理した後,二硫

酸カリウムで融解し,融成物を塩酸に溶解後,りんをりん酸鉄として回収し,これをろ液に合わせる。又

は,試料を過酸化ナトリウムで融解して,融成物を温水で溶解し,硫酸を加えた後,過酸化水素で溶解す

る。これらの溶液中の鉄などを亜硫酸水素ナトリウムで還元した後,りんを七モリブデン酸六アンモニウ

ム及び硫酸ヒドラジニウム (2

)

でモリブドりん酸青とし,その吸光度を測定する。

2.

試薬  試薬は,次による。

(1)

塩酸

(2)

塩酸 (1+1)  

(3)

硝酸

(4)

過塩素酸

(5)

ふっ化水素酸

(6)

臭化水素酸

(7)

硫酸 (1+1)  

(8)

アンモニア水

(9)

過酸化水素 (1+9)  

(10)

過酸化ナトリウム

(11)

亜硫酸水素ナトリウム溶液 (100g/l)

(12)

二硫酸カリウム

(13)

硫酸ヒドラジニウム (2+)  硫酸溶液  硫酸ヒドラジニウム (2

)

溶液 (1.5g/l) 10ml に硫酸 (1+1)

15ml

と水 75ml を加え振り混ぜる。

(14)

呈色試薬溶液  七モリブデン酸六アンモニウム溶液[七モリブデン酸六アンモニウム四水和物 20g を

温水 100ml に溶解し,これに硫酸 (1+1) 600ml を加えて冷却した後,水で液量を 1 000ml とする。

25ml

,硫酸ヒドラジニウム (2

)

溶液 (1.5g/l) 10ml 及び水 65ml を使用の都度混合する。

(15)

塩化鉄 (III) 溶液  純度の高い鉄 0.300g をはかり採って,ビーカー (300ml) に移して時計皿で覆い,

塩酸 10ml を加えて静かに加熱分解する。これに硝酸 3ml を加えて鉄を酸化した後,過塩素酸 5ml を

加えて加熱蒸発し,十分に白煙を発生させる。放冷後,正確に調製した塩酸 (10+6) 20ml を用いて分

液漏斗 (100ml) に洗い移す。4−メチル−2−ペンタノン 20ml を加えて約 1 分間激しく振り混ぜ,静

置した後下層を捨て,分液漏斗に水 20ml を加えて約 1 分間激しく振り混ぜ,静置した後下層をビー

カー (300ml) に移す。更に水 5ml を分液漏斗に加えて,同様に操作して下層を同じビーカーに集める。

しばらく煮沸した後,硝酸 5ml と過塩素酸 10ml を加えて加熱蒸発し,濃厚な白煙が出始めたら放冷

して塩酸 10ml を加えて加熱溶解し,数滴の硝酸を加えて酸化する。煮沸した後常温まで冷却し,100ml

の全量フラスコに水を用いて移し入れ,水で標線まで薄める。

(16)

標準りん溶液 A (500

µgP/ml)    りん酸二水素カリウムを 105℃で恒量としデシケーター中で常温まで

放冷したもの 2.196 5g をはかり採り,水に溶解して 1 000ml の全量フラスコに水を用いて移し入れ,

水で標線まで薄める。


3

M 8216-1994

(17)

標準りん溶液 B (100

µgP/ml)    標準りん溶液 A を使用の都度正確に水で 5 倍に薄める。

(18)

標準りん溶液 C (10

µgP/ml)    標準りん溶液 A を使用の都度正確に水で 50 倍に薄める。

3.

試料はかり採り量  試料はかり採り量は,附属書表 による。

附属書表 1  試料はかり採り量

試料はかり採り量

g

りん含有率

% (m/m)

酸分解法

アルカリ融解法

0.002

以上 0.05 未満

1.0 1.0

0.05

以上 0.2  未満

0.50 1.0

0.2

以上 0.5  未満

0.50 0.50

0.5

以上 1.0  以下

0.25 0.25

4.

操作

4.1

試料溶液の調製  試料溶液の調製は,次のいずれかによる。

(1)

酸分解法

(a)

試料をはかり採ってビーカー (300ml) に移し入れ,時計皿で覆い,塩酸 20ml を加え,初めは熱板

周辺の低温部 (60∼100℃)  にビーカーを置いて約 1 時間保持した後,高温部に移して約 10 分間煮

沸直前まで加熱して分解する。次に硝酸 5ml 及び過塩素酸 15ml を加え,引続き加熱蒸発する。ビ

ーカー内部に白煙が発生し始め,更に内部が透明となり,過塩素酸の蒸気がビーカーの内壁を伝わ

って逆流する状態で約 10 分間加熱する。

放冷後,

これに温水約 50ml を加えて可溶性塩類を溶解し,

ろ紙(5 種 B)とろ紙パルプを用いて不溶解残さをろ過し,温水で十分洗浄する。ろ液及び洗液は

ビーカー (300ml) に集め,主液として保存する。

(b)

不溶解残さは,ろ紙と共に白金るつぼ(30 番)に移し入れ,乾燥後強熱灰化し,放冷する。この強

熱残さを硫酸 (1+1)  で湿し,ふっ化水素酸 5ml を加えて静かに加熱し,二酸化けい素及び硫酸を

揮散させる。放冷後,これに二硫酸カリウム約 3g を加え,ふたをして初めは徐々に加熱し,次第に

温度を高め暗赤熱状に加熱して残さを融解する。放冷後,白金るつぼをビーカー (300ml) に入れ,

温水約 30ml,塩酸約 5ml を加えて塩類を溶解する。白金るつぼは水で洗って取り出す。これに塩化

鉄 (III) 溶液  [4.2(15)] 10ml を正しく加え,振り混ぜながらアンモニア水を少量ずつ加え,沈殿の生

成が終わり微アルカリ性となったら添加を止め,約 2 分間煮沸した後熱源から降ろして静置し,り

ん酸鉄,水酸化鉄などの沈殿を沈降させる。この沈殿をろ紙(5 種 A)を用いてこし分け,温水で

洗浄する。このときのろ液及び洗液は捨てる。ろ紙上から温塩酸 (1+1)  約 10ml を注いで沈殿を溶

解し,(a)で保存した主液に合わせる。この溶液(

1

)

を加熱濃縮して濃厚な白煙がビーカーの内壁を伝

わって逆流する状態で約 3 分間加熱を続ける。放冷後,これに温水約 50ml を加えて塩類を溶解す

る。もし,このとき不溶解残さを認めたら,ろ紙(5 種 B)を用いてろ過し,温水で十分に洗浄す

る。このときの不溶解残さは捨てる。ろ液及び洗液は常温まで冷却した後,250ml の全量フラスコ

に水を用いて移し入れ,水で標線まで薄める。

(

1

)

附属書表2で分取する試料溶液中にひ素が0.10mg 以上含まれるときは,この溶液に臭化水

素酸5ml を加える。

(2)

アルカリ融解法

(a)

試料をはかり採ってニッケルるつぼ (30ml)(

2

)

に移し入れ,過酸化ナトリウム 5g を加えて白金線で


4

M 8216-1994

よく混合する。

(b)

ふたをして,初めは低温で徐々に加熱し,内容物が焼結状態になってから次第に温度を高めて暗赤

熱状態で融解した後,熱源から降ろし放冷する。ニッケルるつぼを温水 100ml を入れたビーカー

(300ml)

に入れ,融成物を溶解し硫酸 (1+1) 20ml を加え静かに加熱した後,過酸化水素 (1+9) 1ml

を加えて酸化物などを溶解する。ニッケルるつぼは水で洗って取り出す(

3

)

。溶液を 3∼5 分間煮沸し

て過剰の過酸化水素を分解し,常温まで冷却後,ろ紙(5 種 A)を用いてろ過し,水で十分に洗浄

する。ろ液及び洗液は,250ml の全量フラスコに水を用いて移し入れ,水で標線まで薄める。

(

2

)

ニッケルるつぼの代わりにジルコニウムるつぼを用いてもよい。

(

3

)

るつぼを取り出すとき,ガラス棒などでるつぼ内壁をこすると,黒色のニッケル酸化物が

はげ落ちて混入するので,射水による洗浄だけで処理する。

4.2

呈色  呈色は,次の手順によって行う。

(1)  4.1

で得た試料溶液を,

附属書表 に従って分取して 100ml の全量フラスコ(

4

)

に移し入れる。

(2)

亜硫酸水素ナトリウム溶液 10ml を加え,沸騰水浴中で加熱して溶液の色が変化しなくなるまで鉄を

還元する(

5

)

。これに呈色試薬溶液  [2.(14)] 25ml を加えて再び沸騰水浴中で 10 分間加熱を続ける。こ

れを常温まで冷却した後,水で標線まで薄める。

附属書表 2  試料溶液分取量

試料溶液分取量

ml

りん含有率

% (m/m)

酸分解法

アルカリ融解法

0.002

以上 0.05 未満

25 25

0.05

以上 0.2  未満

25 10

0.2

以上 0.5  未満

10 10

0.5

以上 1.0  以下

10 10

(

4

)

新しい全量フラスコを使用するときは,水を標線まで入れて沸騰水浴中で約10分間加熱した後,

常温まで冷却する。この操作を数回繰り返し,容積変化がわずかになってから使用する。

(

5

)

酸分解法で試料溶液を調製した場合,砂鉄のようにチタン含有率の高い試料は,加水分解して

白濁することがあるが,試料溶液調製時に,硫酸 (1+1) 1ml を加えておくと抑制できる。この

ように試料溶液に硫酸を加えたときは,検量線溶液及び対照溶液にも同量の硫酸を加える必要

がある。

4.3

対照溶液の調製  4.2 に従って,試料と同じ操作を行う。ただし,呈色試薬溶液の代わりに硫酸ヒド

ラジニウム (2

)

硫酸溶液  [2.(13)] 25ml を用いる。

4.4

吸光度の測定  4.2 で得た呈色溶液及び 4.3 で得た対照溶液の一部を,それぞれ附属書表 に従った

光度計の吸収セルに取り,対照溶液を対照液として波長 660nm 又は 825nm 付近における吸光度を測定す

る。

附属書表 3  吸収セル

りん含有率

% (m/m)

吸収セル

mm

0.002

以上  0.05 未満

20

0.05

以上  1.0  以下

10

5.

空試験  試料を用いないで,4.14.4 の手順に従って試料と同じ操作を試料と併行して行う。


5

M 8216-1994

6.

検量線の作成  検量線の作成は,次のいずれかによる。

(1)

酸分解法で試料溶液を調製する場合  附属書表 のりん含有率範囲ごとに 6 個のビーカー (300ml) を

準備し,それぞれに標準りん溶液を

附属書表 に従って正確に加える。硝酸 5ml 及び過塩素酸 15ml

を加えて加熱蒸発する。ビーカー内部が透明となり,次に過塩素酸の蒸気がビーカーの内壁を伝わっ

て逆流する状態で約 10 分間加熱を続ける。常温まで冷却後,250ml の全量フラスコに水を用いて移し

入れ,水で標線まで薄める。以下,4.2 以降の手順に従って操作し,得た吸光度とりん量との関係線を

作成し,その関係線を原点を通るように平行移動して検量線とする。

(2)

アルカリ融解法で試料溶液を調製する場合  ニッケルるつぼ (30ml) を 6 個準備し,それぞれに過酸

化ナトリウム 5g をはかり採る。以下 4.1(2)(b)に従って操作する(

6

)

。次に

附属書表 の含有率範囲ごと

に 2 個一組の 100ml の全量フラスコ六組を準備し,それぞれの組に

附属書表 に従って標準りん溶液

を正確に加える。さらに,上記 4.1(2)(b)の操作によって得た溶液を

附属書表 に従って分取し,加え

る。その後,各組の第 1 の全量フラスコは,4.2(2)に従って操作し,呈色溶液を得る。第 2 の全量フラ

スコは,4.3 に準じて操作し,対照溶液を得る。以下,4.4 に従って操作し,得た吸光度とりん量との

関係線を作成し,その関係線を原点を通るように平行移動して検量線とする。

(

6

)

この操作では過酸化水素の分解が遅いため,約10∼15分煮沸させ完全に分解することが必要で

ある。

附属書表 4  標準りん溶液添加量

りん含有率

% (m/m)

分解法

使用する標準りん溶液

標準りん溶液添加量

ml

酸分解 B

[2.(17)] 0

,1,2,3,4,5

0.002

以上  0.05 未満

アルカリ融解 C

[2.(18)] 0

,1,2,3,4,5

酸分解 B

[2.(17)] 0

,2,4,6,8,10

0.05

以上  0.2  未満

アルカリ融解 C

[2.(18)] 0

,2,4,6,8,10

酸分解 A

[2.(16)] 0

,1,2,3,4,5

0.2

以上  0.5  未満

アルカリ融解 C

[2.(18)] 0

,2,4,6,8,10

酸分解 A

[2.(16)] 0

,1,2,3,4,5

0.5

以上  1.0  以下

アルカリ融解 C

[2.(18)] 0

,2,4,6,8,10

7.

計算  計算は,次による。

(1)

りん含有率の計算  4.4 及び 5.で得た吸光度と 6.で作成した検量線とからりん量を求め,試料中のりん

含有率を,次の式によって算出する。

100

P

2

1

×

×

=

B

m

A

A

ここに,

P

試料中のりん含有率 [% (m/m)]

A

1

分取した試料溶液中のりん検出量 (g)

A

2

分取した空試験溶液中のりん検出量 (g)

m

試料はかり採り量 (g)

B

試料溶液及び空試験溶液の分取比

(2)

酸化りん含有率の計算  試料中の酸化りん含有率の計算は,りん含有率から次の式によって算出する。

P

2

O

5

=2.291 4×P

ここに,

P

2

O

5

試料中の酸化りん含有率 [% (m/m)]

P

(1)

に同じ


6

M 8216-1994

8.

許容差  許容差は,附属書表 による。

附属書表 5  許容差

単位 % (m/m)

分解法

りん含有率

室内許容差

室間許容差

0.20

未満

D (n) 

[0.010 4×(りん含有率)+0.000 4]D (n)  [0.031 0×(りん含有率)+0.000 5]

酸分解

0.20

以上

D (n) 

[0.004 0×(りん含有率)−0.000 4]D (n)  [0.004 1×(りん含有率)+0.000 9]

0.20

未満

D (n) 

[0.006 2×(りん含有率)+0.000 5]D (n)  [0.025 3×(りん含有率)+0.000 3]

アルカリ融解

0.20

以上

D (n) 

[0.003 0×(りん含有率)+0.000 9]D (n)  [0.004 2×(りん含有率)+0.001 4]

n

=2 のとき,D (n)=2.8

 

 

参考  この許容差は,りん含有率 0.014% (m/m)  以上 0.6% (m/m)  以下の試料を用いて求めたものであ

る。

鉄鉱石 JIS 改正 WG 委員会  構成表

氏名

所属

鉄鋼分析部会

(部会長)

佐  伯  正  夫

新日本製鐵株式会社

化学分析分科会

(主査)

岩  田  英  夫

日本鋼管株式会社

鉄鉱石 JIS 改正 WG

(リーダー)

岩  田  英  夫

日本鋼管株式会社

(直属幹事)

石  橋  耀  一

日本鋼管株式会社

岡  野  輝  雄

川崎製鉄株式会社

杉  原  孝  志

川鉄テクノリサーチ株式会社

中  川      孝

川鉄テクノリサーチ株式会社

秋  窪  英  敏

合同製鐵株式会社

金  築  宏  治

株式会社神戸製鋼所

河  村  恒  夫

株式会社コベルコ科研

稲  本      勇

新日本製鐵株式会社

大  水      勝

新日本製鐵株式会社

笠  井  茂  夫

新日本製鐵株式会社

鈴  木  興  三

新日本製鐵株式会社

鈴  木  節  雄

新日本製鐵株式会社

土  屋  武  久

新日本製鐵株式会社(りん担当)

蔵  保  浩  文

住友金属工業株式会社

中  里  福  和

住友金属工業株式会社

西  野  和  美

住友金属工業株式会社

平  松  茂  人

住友金属工業株式会社

菅  野      清

株式会社中山製鋼所

西  田      宏

日新製鋼株式会社

小  倉  正  之

日本鋼管株式会社

船  曵  佳  弘

日本鋼管株式会社

大  槻      孝

社団法人日本鉄鋼協会

増  喜  浩  二

社団法人日本鉄鋼協会


7

M 8216-1994

社団法人鉄鋼連盟  鉄鉱石分析標準化推進委員会原案検討小委員会  構成表

氏名

所属

鉄鉱石分析標準化推進委員会

(委員長)

松  村  泰  治

川鉄テクノリサーチ株式会社

原案検討小委員会

(委員長)

松  村  泰  治

川鉄テクノリサーチ株式会社

宮  本  幸  夫

通商産業省工業技術院

藤  本  京  子

川崎製鉄株式会社

岡  山  和  生

合同製鐵株式会社

金  築  宏  治

株式会社神戸製鋼所

今  北      毅

株式会社コベルコ科研

西  埜      誠

株式会社島津製作所

笠  井  茂  夫

新日本製鐵株式会社

鈴  木  興  三

新日本製鐵株式会社

鈴  木  節  雄

新日本製鐵株式会社

西  野  和  美

住友金属工業株式会社

松  本  義  朗

住友金属工業株式会社

原  田  幹  雄

株式会社中山製鋼所

藤  田  昇  平

日新製鋼株式会社

林      三  男

社団法人日本海事検定協会

石  橋  耀  一

日本鋼管株式会社

小  倉  正  之

日本鋼管株式会社

河  野  久  征

理学電機工業株式会社

大  槻      孝

社団法人日本鉄鋼協会

脊  戸  雄  功

社団法人日本鉄鋼連盟