ISO 14720-2:2013

NORME ISO
INTERNATIONALE 14720-2
Première édition
2013-03-01
Essais des matières premières pour
produits réfractaires — Dosage du
soufre dans les matières premières
non oxydantes sous forme de poudre
et de granulés —
Partie 2:
Spectrométrie d’émission optique avec
plasma induit par haute fréquence
(ICP/OES) ou chromatographie
ionique après combustion dans un
courant d’oxygène
Testing of ceramic raw and basic materials — Determination of sulfur in
powders and granules of non-oxidic ceramic raw and basic materials —
Part 2: Inductively coupled plasma optical emission spectrometry
(ICP/OES) or ion chromatography after burning in an oxygen flow
Numéro de référence
©
ISO 2013
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2013
Droits de reproduction réservés. Sauf indication contraire, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée
sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur
l’internet ou sur un Intranet, sans autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées à l’ISO à
l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2013 – Tous droits réservés

Sommaire Page
Avant-propos .iv
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Principe . 2
5 Interférences . 2
5.1 ICP/OES . 2
5.2 Chromatographie ionique . . 3
6 Appareillage . 3
7 Réactifs . 3
8 Échantillonnage et préparation de l’échantillon . 4
9 Préparation . 4
9.1 Dispositif de combustion. 4
9.2 Oxygène (7.10) . 4
9.3 Spectromètre d’émission optique avec plasma induit par haute fréquence (6.7) . 4
9.4 Chromatographe ionique (6.8). 4
10 Étalonnage . 5
10.1 Spectromètre d’émission optique avec plasma induit par haute fréquence . 5
10.2 Chromatographe ionique . 5
11 Performance . 5
11.1 Détermination de la valeur à blanc . 5
11.2 Dosage du soufre . 5
12 Calcul et consignation des résultats . 6
13 Fidélité . 6
13.1 Répétabilité . 6
13.2 Reproductibilité . 6
14 Rapport d’essai . 7
Annexe A (informative) Exemple de dispositif de combustion . 8
Annexe B (informative) Exemple de paramètres opérationnels appropriés pour le dosage du
soufre par chromatographie ionique . 9
Annexe C (informative) Exemple de paramètres opérationnels appropriés pour le dosage
du soufre par chromatographie d’émission optique avec plasma induit par
haute fréquence .10
Annexe D (informative) Résultats de l’essai interlaboratoires .11
Annexe E (informative) Informations relatives à la validation de l’incertitude de la
valeur moyenne .14
Annexe F (informative) Matériaux de référence certifiés commerciaux (MRC) .15
Bibliographie .16
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’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 l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne
la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives
ISO/CEI, Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d’élaborer les Normes internationales. Les projets de
Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote.
Leur publication comme Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des comités
membres votants.
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de
ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L’ISO 14720-2 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 33, Matériaux réfractaires.
L’ISO 14720 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Essais des matières premières
pour produits réfractaires — Dosage du soufre dans les matières premières non oxydantes sous forme de
poudre et de granulés:
— Partie 1: Méthodes d’essai par infrarouge
— Partie 2: Spectrométrie d’émission optique avec plasma induit par haute fréquence (ICP/OES) ou
chromatographie ionique après combustion dans un courant d’oxygène
iv © ISO 2013 – Tous droits réservés

NORME INTERNATIONALE ISO 14720-2:2013(F)
Essais des matières premières pour produits réfractaires —
Dosage du soufre dans les matières premières non
oxydantes sous forme de poudre et de granulés —
Partie 2:
Spectrométrie d’émission optique avec plasma induit par
haute fréquence (ICP/OES) ou chromatographie ionique
après combustion dans un courant d’oxygène
1 Domaine d’application
La présente partie de l’ISO 14720 définit une méthode de dosage du soufre dans des matières premières
et des matériaux céramiques en poudre et en granulés non oxydants, qui sont complètement oxydés
à haute température dans une atmosphère d’oxygène, par exemple des matériaux carbonés et des
matériaux de graphite.
Pour les matériaux qui ne peuvent être complètement oxydés dans ces conditions, il est possible de
doser le soufre qui peut être libéré dans ces conditions, par exemple le soufre adhérent.
La présente partie de l’ISO 14720 est applicable aux matériaux dont la fraction massique de soufre est
≤ 10 % et dont la fraction massique de cendres est < 20 %. La méthode définie est limitée aux matériaux
dont la fraction massique de baryum est < 10 mg/kg parce que le soufre lié dans le sulfate de baryum ne
peut pas être détecté par cette méthode.
Pour ce qui est de la limite de détection inférieure, une fraction massique de soufre de 0,5 mg/kg
dans le cas de la spectrométrie d’émission optique avec plasma induit par haute fréquence (ICP/OES)
et de 5 mg/kg dans le cas de la chromatographie ionique (IC) doit être considérée comme la valeur
recommandée pour cette méthode.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l’application du présent document. Pour
les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les références non datées, la dernière édition
du document de référence s’applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 11885, Qualité de l’eau — Dosage d’éléments choisis par spectroscopie d’émission optique avec plasma
induit par haute fréquence (ICP-OES)
ISO 10304-1, Qualité de l’eau — Dosage des anions dissous par chromatographie des ions en phase liquide —
Partie 1: Dosage du bromure, chlorure, fluorure, nitrate, nitrite, phosphate et sulfate
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
3.1
teneur en soufre
fraction massique de soufre inorganique et organique lié
4 Principe
L’échantillon sec, placé dans un creuset en porcelaine, est oxydé dans un courant d’oxygène à la
température de 1 100 °C. Les oxydes de soufre libérés sont absorbés dans une solution d’hydroxyde de
sodium et de peroxyde d’hydrogène. Si le matériau échantillon contient du sulfate de calcium, la matière
résiduelle (cendres) est dissoute et combinée au liquide d’absorption. La concentration en soufre de la
solution échantillon est déterminée par spectrométrie d’émission optique avec plasma induit par haute
fréquence (ICP/OES) conformément à l’ISO 11885 ou par chromatographie ionique (IC), sous forme de
sulfate, conformément à l’ISO 10304-1.
5 Interférences
5.1 ICP/OES
5.1.1 Interférences spectrales
La compensation des interférences spectrales s’effectue conformément aux instructions du fabricant du
spectromètre.
NOTE 1 Les interférences spectrales peuvent être causées par:
a) chevauchement avec la raie d’émission d’un autre élément;
b) chevauchement avec des bandes moléculaires;
c) bruit de fond non spécifique (par exemple dispersion, recombinaisons).
Le chevauchement des raies peut être compensé par correction arithmétique des données brutes, le cas
échéant.
Les facteurs de correction sont déterminés en mesurant au moins une raie d’émission supplémentaire,
non perturbée, de l’élément interférent et en étudiant la relation entre l’intensité de cette raie d’émission
et l’intensité de la raie d’émission qui interfère avec l’analyte.
En cas d’interférence avec des bandes moléculaires, il faut choisir une autre raie d’émission.
NOTE 2 Un bruit de fond non spécifique se compense, normalement, en mesurant le signal de fond autour de la
raie d’émission de l’analyte.
5.1.2 Interférences physiques
Des mesures appropriées doivent être prises pour compenser les interférences physiques.
NOTE Les interférences physiques sont des interférences soit dues au plasma, soit liées au transport. Les
deux types d’interférences ont pour origine une différence de comportement entre la solution d’étalonnage et la
solution échantillon en raison de leur composition chimique différente. Les interférences dues au plasma ont pour
origine des modifications des conditions du plasma, par exemple la distribution de la température et la densité
électronique, qui modifient les conditions d’excitation des raies d’émission. Les interférences liées au transport
ont pour origine des différences de caractéristiques physiques, principalement la densité, la viscosité et la tension
superficielle, entre la solution d’étalonnage et la solution échantillon.
On peut réduire certaines des interférences liées au transport en utilisant des pompes (péristaltiques)
appropriées. Les interférences dues au plasma, comme les interférences liées au transport, peuvent être
réduites de manière significative en utilisant les raies de référence d’un élément de référence présent
en concentration identique dans la solution d’étalonnage et dans la solution échantillon (étalon interne).
D’autres solutions consistent à faire en sorte que la composition chimique de la solution d’étalonnage
et celle de la solution échantillon soient aussi similaires que possible (correspondance matricielle) ou à
utiliser un mode opératoire d’ajout dosé ou un mode opératoire d’étalonnage par ajout dosé à la place du
mode opératoire d’étalonnage normalisé.
2 © ISO 2013 – Tous droits réservés

5.2 Chromatographie ionique
Des mesures appropriées doivent être prises pour éviter les interférences croisées d’anions
supplémentaires.
NOTE La présence d’anions chlorures, bromures, fluorures, nitrites, nitrates, formiates et acétates dans le
liquide d’absorption peut être à l’origine d’interférences croisées. L’utilisation des paramètres chromatographiques
donnés à l’Annexe B permet normalement de séparer complètement le signal correspondant au sulfate des signaux
correspondant aux autres anions.
6 Appareillage
6.1 Dispositif de combustion, réglable à la température de (1 100 ± 20) °C, adapté pour l’oxydation de
l’échantillon dans un courant d’oxygène et pour l’absorption complète des gaz de la réaction.
NOTE Un exemple de dispositif approprié est donné à l’Annexe A.
6.2 Creuset en porcelaine, non émaillé.
6.3 Flacons de lavage de gaz, de type normalisé, ayant un volume nominal de 100 ml, remplis de 25 ml
de solution d’absorption (7.6 et Annexe A).
6.4 Adaptateur de filtration, avec une membrane filtrante de 0,45 µm de porosité, pouvant être
connecté à la sortie de la seringue jetable (6.5).
6.5 Seringue jetable, d’un volume nominal de 5 ml.
6.6 Bain à ultrasons, de préférence d’un volume ≥ 1 l et de puissance ultrasonique ≥ 150 W.
6.7 Spectromètre d’émission optique avec plasma induit par haute fréquence, spectromètre
séquentiel ou simultané avec une limite de longueur d’onde inférieure d’au moins 180 nm.
6.8 Chromatographe ionique avec une colonne pour les anions et un détecteur de conductivité,
si possible avec suppresseur.
7 Réactifs
7.1 Généralités
Des réactifs de qualité analytique connue doivent être utilisés, sous réserve de s’être assuré auparavant
que le réactif est d’un niveau de pureté suffisamment élevé pour pouvoir être utilisé sans diminuer la
précision du dosage.
7.2 Solution de peroxyde d’hydrogène, H O , w(H O ) = 30 %.
2 2 2 2
7.3 Solution d’hydroxyde de sodium, NaOH, c(NaOH) = 0,001 mol/l.
7.4 Acide chlorhydrique, HCl, w(HCl) = 18 %.
7.5 Eau ultrapure, avec une résistance spécifique de 18 MΩ ⋅ cm (à 25 °C).
7.6 Solution d’absorption, solution d’hydroxyde de sodium (7.3) et solution de peroxyde
d’hydrogène (7.2) mélangées dans un rapport 9:1.
7.7 Solution mère étalon de sulfate, solution mère étalon monoélément ou multiéléments certifiée,
de préférence à concentration en soufre de 1 000 µg/ml.
7.8 Solution d’étalonnage, au moins deux solutions d’étalonnage doivent être préparées par dilution
de la solution mère étalon (7.7) avec de l’eau (7.5) en fonction des concentrations en soufre attendues.
7.9 Éluant, uniquement pour la chromatographie ionique; suivre les instructions du fabricant pour l’utiliser.
NOTE Selon la colonne, des éluants différents sont utilisés. Un éluant approprié est indiqué à l’Annexe B.
7.10 Oxygène, d’une bouteille de gaz comprimé, pureté ≥ 99,998 % V/V.
8 Échantillonnage et préparation de l’échantillon
L’échantillonnage doit être réalisé de sorte que l’échantillon à analyser soit représentatif de la totalité du
[1]
matériau, par exemple conformément à l’ISO 8656-1 .
La granulométrie du matériau échantillon doit être ≤ 160 µm; si nécessaire, broyer et homogénéiser le
matériau. Les échantillons qui brûlent complètement peuvent être utilisés sans être broyés à condition
de tenir dans le creuset en porcelaine (6.2).
Si l’état de séchage du matériau n’est pas connu, sécher l’échantillon à (110 ± 5) °C à masse constante.
Refroidir ensuite l’échantillon à la température ambiante et le conserver dans un dessiccateur.
...