ISO 5416:1987
(Main)Direct reduced iron — Determination of metallic iron content — Bromine-methanol titrimetric method
Direct reduced iron — Determination of metallic iron content — Bromine-methanol titrimetric method
Minerais de fer préréduits — Dosage du fer métallique — Méthode titrimétrique au brome-méthanol
General Information
Relations
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Standards Content (Sample)
IS0
INTERNATIONAL STANDARD
5416
First edition
1987-1 1-01
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION
ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
MEXAYHAPOAHAR OPTAHMSAUMR no CTAHAAPTM3AqMM
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Direct reduced iron - Determination of metallic iron
content - Bromine-methanol titrimetric method
Minerais de fer préréduits - Dosage du fer métallique - Méthode titrimétrique au brome-
méthanol
8
\
Reference number
IS0 5416: 1987 (E)
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Foreword
IS0 (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of
national standards bodies (IS0 member bodies). The work of preparing International
Standards is normally carried out through IS0 technical committees. Each member
body interested in a subject for which a technical committee has been established has
the right to be represented on that committee. International organizations, govern-
mental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to
the member bodies for approval before their acceptance as International Standards by
the IS0 Council. They are approved in accordance with IS0 procedures requiring at
least 75 % approval by the member bodies voting.
International Standard IS0 5416 was prepared by Technical Committee ISO/TC 102,
iron ores.
Users should note that all International Standards undergo revision from time to time
and that any reference made herein to any other International Standard implies its
latest edition, unless othewise stated.
0 International Organization for Standardization, 1987 O
Printed in Switzerland
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INTERNATIONAL STANDARD IS0 5416 : 1987 (E)
Direct reduced iron - Determination of metallic iron
content - Bromine-methanol titrimetric method
1 Scope and field of application 4 Reagents
This International Standard specifies a titrimetric method for During the analysis use only reagents of recognized analytical
the determination of the metallic iron content of reduced iron grade and only distilled water or water of equivalent purity.
ores (direct reduced iron: DRI).
Hydrochloric acid, ,q 1,16 to 1,?9 g/ml.
This method is applicable to a concentration range of 15 to 4.1
95 % (m/m) of metallic iron in DRI.
4.2 Sulfuric acid, ,q 1.84 g/ml, diluted 1 + 1.
NOTE - The term “metallic iron” means those forms of iron not bond-
ed to oxygen or not present as pyrite.
4.3 Methanol, Karl Fischer reagent grade, max. 0,l % H20.
2 References
4.4 Bromine-methanol solution, 50 mVI.
IS0 385, Laboratory glassware - Burettes,
Dissolve 5 ml of bromine in 95 ml of methanol (4.3). This solu-
IS0 648, Laboratory glassware - One-mark pipettes.
tion shall be freshly prepared and used immediately.
IS0 1042, Laboratory glassware - One-mark volumetric
flasks. WARNING - The preparation of the bromine-methanol
solution and all stages of the procedure where bromine is
IS0 2596, Iron ores - Determination of hygroscopic moisture
present must be carried out in an efficient fume cup-
in analytical samples - Gravimetric and Karl Fischer methods.
board.
IS0 2597, iron ores - Determination of total iron content -
Titrimetric methods.
4.5 Hydrogen peroxide solution, 30 % (V/ U.
IS0 3081, Iron ores - Increment sampling - Manualmethod.
4.6 Tin(l1) chloride solution, 100 g/l.
IS0 3082, Iron ores - Increment sampling and sampleprepara-
tion - Mechanical method.
Dissolve 100 g of tin(ll) chloride (SnCI2-2H20) successively in
small amounts with 200 ml of hydrochloric acid (4.1) by warm-
I.S03W, Iron ores - Preparation of samples - Manual
ing. Cool, dilute to 1 litre and mix. Add 2 g of coarsely
method.
granulated tin and store the solution in a brown bottle.
50 g/l.
4.7 Mercury(l1) chloride solution,
3 Principle
Dissolution of metallic iron by treatment with bromine- Dissolve 50 g of mercury(l1) chloride in 800 ml of hot water.
Cool, dilute to 1 litre and mix.
methanol solution. Separation of the insoluble residue by filtra-
tion, Reduction of the iron in the filtrate to iron(ll) followed by
titration with potassium dichromate solution.
4.8 Sulfuric acid-phosphoric acid mixture.
NOTE - Other metallic elements such as chromium, cobalt,
Add cautiously and with stirring 150 ml of sulfuric acid
manganese, nickel and vanadium are also dissolved by the bromine-
(e 1,84 g/ml) and 150 ml of phosphoric acid (e 1,7 g/ml) to
methanol solution but except for vanadium they do not interfere with
the titration procedure. 600 ml of water. Cool, dilute to 1 litre and mix.
1
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IS0 5416 : 1987 (E)
4.9 Iron, standard solution. 6.2 Preparation of test samples
Dissolve0,800 g of high purity iron(ll1) oxide (Fe203 > 99 %) in
Thoroughly mix the laboratory sample using non-magnetic
40 ml of hydrochloric acid (4.1). Dilute to 1 litre and mix.
materials. Taking multiple increments with a non-magnetic
spatula, extract a test sample of not less than 25 g in such a
1 ml of this solution contains 0,558 mg of iron.
manner that it is representative of the whole contents of the
container. Prepare an air-equilibrated test sample in accordance
NOTE - If the purity of the iron(lll) oxide is unknown, the solution
with IS0 2596.
should be standardized using a 100 ml aliquot evaporated to a low
volume.
4.10 Potassium dichromate solution,
7 Procedure
c(K2Cr207) = 0,016 67 mol/l.
Pulverize about 6 g of potassium dichromate in an agate mor-
7.1 Number of determinations
tar, dry at 140 to 150 OC for 2 h then cool to room temperature
in a desiccator.
Carry out the analysis at least in duplicate, in accordance with
annex A, independently, on one air-equilibrated test sample.
Weigh 4,904 g of the dried material, dissolve in water and
transfer to a 1 O00 ml volumetric flask. Dilute to the mark with
NOTE - The expression "independently" means that the second and
water and mix.
any subsequent result is not affected by the previous result(s). For this
particular analytical method this condition implies that the repetition of
Sodium diphenylamine sulfonate solution, 2 g/l.
4.11
the procedure shall be carried out either by the same operator at a dif-
ferent time, or by a different operator, including in either case îp-
Dissolve 0,2 g of sodium diphenylamine sulfonate in 100 ml of
propriate recalibration.
water. Store the solution in a brown glass bottle.
7.2 Blank test and check test
5 Apparatus
In each run, one blank test and one analysis of a certified
reference material of the same type of DRI shall be carried out
5.1 Ordinary laboratory apparatus.
in parallel with the analysis of the sample(s1 under the same
conditions. A test sample of the certified reference material
Any pipettes and volumetric flasks required shall be one-mark
shall be prepared as specified in clause 6.
pipettes and volumetric flasks complying with the specifica-
tions of IS0 648 and IS0 1042. The burette required shall com-
NOTE - The certified reference material should be of the same type as
IS0 385.
ply with the specifications of
the sample to be analysed and the properties of the two materials
should be sufficiently similar to ensure that in either case no significant
5.2 Conical flask, capacity 100 ml, diameter 50 to 60 mm,
changes in the analytical procedure become necessary.
without concave base, for dissolving the sample. A watch glass
or reflux condenser is required if working outside a fume
When the analysis is carried out on several samples at the same
cupboard.
time, the blank value may be represented by one test, provided
that the procedure is the same and the reagents used are from
5.3 Magnetic stirrer (rotational frequency 200 to the same reagent bottles.
400 min-11, magnetic stirring bar without pivot ring, PTFE
coated; diameter 5 mm, length 40 mm. When the analysis is carried out on several samples of the same
type of DRI at the same time, the analytical value of one cer-
tified reference material may be used.
5.4 Filtering apparatus, with glass fibre filters or plastic
micro-filters 11, in either case with a pore size of less than 1 pm.
7.3 Determination of hygroscopic moisture
content
6 Sampling and samples
Determine the hygroscopic moisture content in accordance
6.1 Laboratory sample
with IS0 2596, simultaneously with the taking of the test por-
tion (7.4) for the determination of metallic iron content.
For analysis use a laboratory sample of minus 160 pm particle
size.
7.4 Test portion
NOTE - There is no International Standard for sampling and sample
preparation of direct reduced iron, and the application of IS0 3081,
IS0 3082 and IS0 3083, which cover the sampling and sample Taking several increments, using a non-magnetic spatula,
preparation of iron ores, is recommended for materials suitably stabil- weigh, to the nearest 0,000 2 g, approximately 0.50 g of the
ized against oxidation.
air-equilibrated test sample (clause 6).
PVC filters or PVF filters.
1)
2
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IS0 5416 : 1987 (E)
7.5 Determination Subtract 1,00 ml from the volume of potassium dichromate
solution required for the titration of the blank test solution
(0,50 ml in the case of an aliquot of test solution being used).
7.5. Dissolution of metallic iron The result is the blank test value to be subtracted from the titra-
tion value obtained in 7.5.2 (see 8.1) for the test portion.
Place the test portion (7.4) in a thoroughly dry 100 ml conical
flask (5.2). add 50 ml of bromine-methanol solution (4.4), cover
with a watch glass or fit a reflux condenser and stir continuous- 8 Expression of results
ly with the magnetic stirrer for 30 min (see note below) at a
temperature of 20 OC. Filter immediately through a glass fibre
8.1 Calculation of metallic iron content
filter or plastic microfilter (5.4) under suction and collect the
filtrate in a suction filter flask. Wash the filter with methanol
Calculate the metallic iron content, as a percentage by mass, to
(4.3) (e.g. six times with 5 ml portions) until the washings are
three decimal places using the equation
colourless (free from bromine), then wash a further three times
with water in order to remove the methanol. Transfer the solu-
Fe (metallic) % (m/m) =
600 ml beaker, washing with water.
tion to a
(V - Vol X 0,558 5 X F 100
NOTE - A dissolution time of 30 min is usually adequate. In order to X .
. (1)
m 100 - A
ensure complete dissolution, two different dissolution times should be
used. I
...
IS0
NORME INTERNATIONALE
5416
Première édition
1987- 1 1-01
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION
ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
MEXAYHAPOAHAR OPrAHM3AuMR Il0 CTAHAAPTM3AuMM
Minerais de fer préréduits - Dosage du fer
métallique - Méthode titrimétrique au brome-
méthanol
Direct reduced iron - Determination of metallic iron content - Bromine-methanol titrimetric
method
Numéro de référence
IS0 5416 : 1987 (F)
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Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale
d'organismes nationaux de normalisation (comités membres de I'ISO). L'élaboration
des Normes internationales est normalement confiée aux comités techniques de I'ISO.
Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité
technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec I'ISO participent également aux travaux.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis
aux comités membres pour approbation, avant leur acceptation comme Normes inter-
nationales par le Conseil de I'ISO. Les Normes internationales sont approuvées confor-
I'ISO qui requièrent l'approbation de 75 % au moins des
mément aux procédures de
comités membres votants.
La Norme internationale IS0 5416 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 102,
Minerais de fer.
L'attention des utilisateurs est attirée sur le fait que toutes les Normes internationales
sont de temps en temps soumises à révision et que toute référence faite à une autre
Norme internationale dans le présent document implique qu'il s'agit, sauf indication
contraire, de la dernière édition.
@ Organisation internationale de normalisation, 1987 O
Imprimé en Suisse
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NORM E I N TE R N AT1 O NA LE IS0 5416 : 1987 (FI
Minerais de fer préréduits - Dosage du fer
métallique - Méthode titrimétrique au brome-
méthanol
NOTE - D’autres éléments métalliques tels que le chrome, le cobalt, le
1 Objet et domaine d’application
manganèse, le nickel et le vanadium sont également dissous par la
solution de brome-méthanol, mais ils n’interfèrent pas lors du titrage,
La présente Norme internationale spécifie une méthode titrimé-
sauf le vanadium.
trique pour le dosage du fer métallique dans les minerais de fer
préréduits (minerai de fer réduit directement: DRI).
Cette méthode est applicable à un intervalle de concentrations
4 Réactifs
15 à 95 % (m/m) de fer métallique dans les minerais de fer
de
préréduits.
Au cours de l’analyse, utiliser uniquement des réactifs de qua-
lité analytique reconnue, et de l’eau distillée ou de pureté équi-
NOTE - Le terme «fer métallique)) correspond aux formes dans les-
valente.
quelles le fer n’est pas lié à l’oxygène, ni présent en tant que pyrite.
4.1 Acide chlorhydrique, e 1,16 à 1,19 g/ml.
2 Références
4.2 Acide sulfurique, e 1,84 g/ml, dilué 1 e 1.
IS0 385, Verrerie de laboratoire - Burettes.
4.3 Méthanol, qualité Karl Fischer, 0,l % HzO max.
IS0 648, Verrerie de laboratoire - Pipettes à un trait.
IS0 1042, Verrerie de laboratoire - Fioles jaugées à un trait.
Brome-méthanol, solution à 50 mVI.
4.4
IS0 2596, Minerais de fer - Détermination de I’humidité
Dissoudre 5 ml de brome dans 95 ml de méthanol (4.3). Cette
h ygroscopique dans les échantillons pour analyse - Méthodes
solution est à préparer extemporanément et à utiliser immédia-
gravimétrique et de Karl Fischer.
tement.
IS0 2597, Minerais de fer - Dosage du fer total - Méthodes - La préparation de la solution de brome-
ATTENTION
titrimétriques.
méthanol et toutes les étapes de la methode impliquant
le brome doivent &re effectuées sous hotte bien ventilée.
IS0 3081, Minerais de fer - Échantillonnage par prélèvements
- Méthode manuelle.
Peroxyde d’hydrogène, solution à 30 % ( V/ V).
4.5
IS0 3082, Minerais de fer - Échantillonnage par prélèvements
- Méthode mécanique.
et préparation des échantillons
Chlorure d’étain(ll), solution à 100 g/l.
4.6
IS0 3083, Minerais de fer - Préparation des échantillons -
Dissoudre 100 g de chlorure d’étain(l1) (SnCl2.2H20) successi-
Méthode manuelle.
vement, par petites quantités, dans 200 ml d’acide chlorhydri-
que (4.1) en chauffant. Refroidir, diluer à 1 litre et homogénéi-
ser. Ajouter 2 g de gros grains d’étain et conserver la solution
dans une bouteille de teinte brune.
3 Principe
4.7
Mise en solution du fer métallique au moyen d’une solution de Chlorure de mercure(ll), solution à 50 g/l.
brome-méthanol. Séparation du résidu insoluble par filtration.
Dissoudre 50 g de chlorure de mercure(l1) dans 800 ml d’eau
Réduction du fer dans le filtrat en fer(ll), puis titrage avec une
chaude. Refroidir, diluer à 1 litre et homogénéiser.
solution de dichromate de potassium.
1
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IS0 5416 : 1987 (FI
6 Échantillonnage et échantillons
4.8 Acide sulfurique-acide phosphorique, mélange.
Ajouter avec précaution et en agitant, 150 ml d'acide sulfurique
6.1 Échantillon pour laboratoire
1,7 g/ml)
(e 1,84 g/ml) et 150 ml d'acide phosphorique
dans 600 ml d'eau. Refroidir, diluer à 1 litre et homogénéiser. Pour l'analyse, utiliser un échantillon pour laboratoire de granu-
lométrie inférieure à 160 pm.
4.9 Fer, solution étalon.
NOTE - II n'existe pas de Norme internationale pour l'échantillonnage
et la préparation des échantillons de minerais de fer préréduits. L'appli-
Dissoudre 0,800 g d'oxyde de fer(lll) de haute pureté
cation de I'ISO 3081, I'ISO 3082 et I'ISO 3083, qui concernent I'échan-
(Fe203 > 99 %) dans 40 ml d'acide chlorhydrique (4.1).
tillonnage et la préparation des minerais de fer est recommandée pour
les matériaux convenablement stabilisés quant à leur oxydation.
Diluer à 1 litre et homogénéiser.
6.2 Préparation des échantillons pour analyse
1 ml de cette solution contient 0,558 mg de Fe.
Homogénéiser soigneusement l'échantillon pour laboratoire au
NOTE - Si la pureté de l'oxyde de fer(lll) n'est pas connue, la solution
moyen d'un matériau non magnétique et y prélever des incré-
doit être étalonnée en réduisant 100 ml à un faible volume par évapora-
ments multiples avec une spatule non magnétique pour consti-
tion.
tuer un échantillon pour analyse d'au moins 25 g, de telle
manière qu'il soit représentatif de la totalité du contenu du réci-
4.10 Dichromate de potassium, solution,
pient. Préparer un échantillon pour analyse équilibré à l'air en
c(K2Cr207) = 0,016 67 mol/l.
accord avec I'ISO 2596.
Pulvériser environ 6 g de dichromate de potassium dans un
mortier en agate, sécher à 140 à 150 OC pendant 2 h, et refroidir
7 Mode opératoire
à température ambiante dans un dessiccateur.
7.1 Nombre de déterminations
Peser 4,904 g de ce dichromate de potassium séché, dissoudre
dans de l'eau et transférer dans une fiole jaugée de 1 O00 ml.
Effectuer l'analyse au moins en double, en accord avec
Diluer au volume avec de l'eau et homogénéiser.
l'annexe A, indépendamment, à partir d'un échantillon pour
analyse équilibré à l'air.
4.11 Diphénylamine sulfonate de sodium, solution
NOTE - L'expression "indépendamment" signifie que le second et
à 2 g/l.
tout résultat ultérieur n'est pas affecté par le(s) résultatfs)
precédentM. Pour la présente méthode d'analyse, cette condition
Dissoudre 0,2 g de diphénylamine sulfonate de sodium dans
implique que la répétition du mode opératoire doit être effectuée soit
100 ml d'eau. Conserver la solution dans un flacon de teinte
par le même opérateur à des temps différents, soit par un autre opéra-
brune.
teur, en incluant dans chaque cas un réétalonnage approprié.
7.2 Essai à blanc et essai de contrble
5 Appareillage
Au cours de chaque série d'analyses, un essai à blanc et une
5.1 Matériel courant de laboratoire. de
analyse d'un matériau de référence certifié du même type
minerai de fer préréduit doivent être effectués en parallèle avec
Les pipettes et fioles jaugées mises en œuvre doivent être du l'analyse de I' (des) échantillon(s) et dans les mêmes condi-
type à un trait, conforme aux spécifications de 1'60 648 et de
tions. Un échantillon pour analyse du matériau de référence
I'lSO 1042. La burette utilisée doit répondre aux spécifications certifié doit être préparé comme spécifié au chapitre 6.
données dans 1'60 385.
NOTE - Le matériau de référence certifié doit être du même type que
l'échantillon à analyser et les propriétés des deux matériaux doivent
5.2 Fiole conique, de 100 ml de capacité, diamètre de 50 à
être suffisamment semblables pour assurer qu'en aucun cas des modi-
60 mm, sans base concave, pour la mise en solution de I'échan-
fications significatives dans le mode opératoire ne deviennent nécessai-
tillon. Un verre de montre ou un refrigérant à reflux est néces-
res.
saire si l'on opère en dehors d'une hotte.
Lorsque l'analyse porte sumultanément sur plusieurs échantil-
lons, la valeur de l'essai à blanc peut être obtenue par un seul
5.3 Agitateur magnétique (fréquence de rotation 200 à
essai à condition que le mode opératoire soit le même et que les
400 min - 11, barreau magnétique sans anneau de pivotement,
réactifs utilisés proviennent des mêmes flacons de réactifs.
revêtu de PTFE, diamètre 5 mm, longueur 40 mm.
Lorsque l'analyse porte sur plusieurs échantillons de minerais
5.4 Appareil de filtration, avec filtres en fibres de verre ou de fer préréduits du même type, le résultat analytique d'un
micro-filtres en plastique I), dans les deux cas avec une porosité matériau de référence certifié peut être utilisé.
inf6rieure à 1 pm.
1) Filtres en PVC ou PVF.
2
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IS0 5416 : 1987 (FI
et ajouter 15 ml de solution de chlorure de mercure(l1) (4.7).
7.3 Détermination de l’humidité
Attendre environ 5 min jusqu’is uùservation d’une légère turbi-
Déterminer l’humidité en accord avec I’ISO 2596, en même
dité, ajouter 25 ml de mélange sulfo-phosphorique (4.8) puis
tenips qu’en prélevant la prise d’essai (7.4) pour le dosage du
1 ,O ml de solution de diphénylamine sulfonate de sodium (4.11
fer métallique.
et titrer avec la solution de dichromate de potassium (4.10)
jusqu’à ce qu’une goutte conduise à un virage du vert au
pourpre.
7.4 Prise d’essai
En prélevant plusieurs incréments, à l‘aide d’une spatule non
7.5.3 Essai à blanc
à 0,000 2 g près, approximativement 0,50 g
magnétique, peser
de l’échantillon pour analyse équilibré à l‘air (chapitre 6).
Déterminer la valeur de l’essai à blanc de la même manière en
utilisant tous les réactifs, mais en ajoutant 10 ml de solution
étalon de fer (4.9) à la place de la prise d’essai. Ajouter la solu-
7.5 Dosage
tion étalon de fer après l’addition de 25 ml d’acide chlorhydri-
que (fin du paragraphe 1, en 7.5.2). Puis poursuivre comme
7.5.1 Mise en solution du fer métallique
décrit SOUS 7.5.2.
Disposer la prise d‘essai (7.4) dans une fiole conique (5.2) très
Soustraire 1,OO ml du volume de solution de dichromate de
sèche de 100 ml, ajouter 50 ml de solution de brome-méthanol
(0,N ml dans le cas
potassium nécessaire au titrage du blanc
(4.4), couvrir d’un verre de montre ou mettre en place un réfri-
où une aliquote de la solution d‘essai a été utilisée). Le résultat
gérant à reflux et agiter en permanence avec l’agitateur magné-
est la valeur à blanc à soustraire de la valeur du titrage obtenue
tique durant 30 min (voir note ci-dessous) à une température de
sous 7.5.2 (voir 8.1) pour la prise d‘es
...
Questions, Comments and Discussion
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