1 總則
1.1 分析試樣均應在105~110℃烘干1~2h,然后放入干燥器中冷卻至室溫后稱量。
1.2 化學分析用水應為蒸鎦水或去離子水;原子吸收分析用水應為
兩次去離子水或同等純度水;所用化學試劑應為分析純或優級純;
用于標定的化學試劑,應為基準試劑或高純試劑。
1.3 分析天平感量應達到0.1毫克。天平砝碼應定期檢定。
1.4 溶液的百分濃度為重量-體積百分濃度,系指100毫升溶液中所
含溶質的克數。而1+1,1+3,1+n等系指溶質體積與水體積之比。
1.5 滴定管、容量瓶、移液管及其他量具均須進行校正。
1.6 各項測定中應同時做空白試驗,校正分析結果。
1.7 仲裁分析時,同一試樣平行份數不得少于兩份。分析結果的差值
在允許誤差范圍時,取算術平均值為最終分析結果。
2 試樣制備
按制樣要求操作,最后分取試樣15~20克,磨細至全部通過180目標準篩。
3 燒失量的測定
準確稱取約1克試樣置于預先在950~1000℃灼燒至恒重的鉑坩堝
或瓷坩堝中,加蓋,并稍留空隙,置于高溫爐中,從低溫開始升至
950 ̄1000℃灼燒1小時,取出,置于干燥器中,冷卻到室溫,稱量。
反復灼燒稱量,直至恒重。
燒失量的百分含量按式(1)計算:
G1 - G2
燒失量%=──────×100 ………………(1)
G
式中:G1──灼燒前坩堝及試樣,克;
G2──灼燒后坩堝及試樣,克;
G───試樣重量,克。
4 二氧化硅的測定
4.1 試劑
4.1.1 鹽酸:1+1;1+4;1N。
4.1.2 無水乙醇。
4.1.3 硫酸:1+1
4.1.4 氟化鉀:2%水溶液。
4.1.5 硼酸:2%水溶液。
4.1.6 鉬酸銨:7%水溶液,過濾后貯于塑料瓶中備用。
4.1.7 0.25%抗壞血酸溶液:稱取0.25克抗壞血酸,用少許水溶解,
加硫酸(1+1)至100毫升(用時現配)。
4.1.8 硼砂-碳酸鈉混合熔劑:1:2(重量比)。
4.1.9 二氧化硅標準溶液:準確稱取預先在950 ̄1000℃灼燒 1 小時
的高純二氧化硅0.1000克,置于鉑坩堝中,加硼砂-碳酸鈉混合熔劑
4克,于950 ̄1000℃熔融至透明,立即取下稍冷,用熱水浸取熔塊于
塑料燒杯中。待溶液清澈并冷卻至室溫后,移入1000毫升容量瓶中,用
水稀釋至刻度,搖勻,立即轉入干塑料瓶中保存。此溶液每毫升含二氧
硅0.1毫克。
4.1.10 氫氧化鈉:20%水溶液,貯于塑料瓶中。
4.1.11 對硝基苯酚:0.5%乙醇溶液。
4.2 工作曲線的繪制
于一組100毫升塑料杯中,分別加入0.00,1.00,2.00,3.00,......6.00
毫升二氧化硅標準溶液(0.1毫克/毫升),分別加入2%氟化鉀 5 毫升,搖勻,
放置 10 分鐘。再加入2%硼酸 5 毫升,加 0.5% 對硝基苯酚 1 滴,用 20%
氫氧化鈉調至溶液變黃,加入 1N 鹽酸 7 毫升和無水乙醇 10 毫升,再加 7%
鉬酸銨 5 毫升,在20 ̄30℃溫度下放置 20 分鐘。移入 100 毫升容量瓶中,稀
釋至約 80 毫升。加0.25%抗壞血酸溶液 10 毫升,用水稀釋至刻度,搖勻,放
置90分鐘。在分光光度計上用0.5厘米比色皿,以試劑空白為參比,于波長680納
米處測定其吸光度,繪制工作曲線。
4.3分析步驟
準確稱取試樣約0.05克,置于鉑坩堝中,加入硼砂-碳酸鈉混合熔劑2克,使
熔劑與試樣混合均勻,然后再加入2克混合熔劑覆蓋于試樣表面,在950 ̄1000℃熔
融至透明,再繼續熔融5 ̄10min,取下冷卻后,用熱水沖洗坩堝外壁,放入預先盛
有鹽酸(1+4)50毫升的300毫升燒杯中,加熱。待熔塊溶解后洗凈坩堝,冷卻后
移入250mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,搖勻,備用。
吸取上述溶液10 ̄15mL,于100mL塑料杯中,加2%氟化鉀5mL,搖勻,放置10min
加入2%硼酸5mL和1N鹽酸4mL,充分搖勻,加入無水乙醇 10mL,以下操作按4.2步驟
進行。
二氧化硅的百分含量按式(2)計算:
C
SiO2%=───────── ×100 ……… (2)
V
G×─── ×1000
250
式中:C──從工作曲線上查得試液中二氧化硅的量,毫克;
V──吸取試液的體積,毫升;
G──試樣重量,克。
5 三氧化二鋁的測定
5.1 試劑
5.1.1 銅鐵試劑:6%水溶液,過濾后備用。
5.1.2 三氯甲烷(氯仿)。
5.1.3 鹽酸:比重 1.19,1+1。
5.1.4 對硝基苯酚:0.5%乙醇溶液。
5.1.5 1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚(PAN):0.2%乙醇溶液,稱取0.1克PAN溶于
乙醇溶液中,用乙醇稀釋至50毫升。
5.1.6 氫氧化銨:比重0.9,1+1。
5.1.7 乙酸-乙酸鈉緩沖溶液:稱取32克無水乙酸鈉,加60毫升冰乙酸,用
水稀釋至1000毫升,此溶液PH約為4.3。
5.1.8 硫酸銅標準溶液:0.01M。稱取2.49克硫酸銅(CuSO4.5H2O)溶于少量水
中,加硫酸(1+1)4 ̄5滴,用水稀釋至1000毫升。
5.1.9 硼砂-碳酸鈉混合熔劑:1:2(重量比)。
5.1.10 三氧化二鋁標準溶液:準確稱取950 ̄1000℃灼燒1小時的高純三氧化
二鋁0.5000克,置于鉑坩堝中,加入6 ̄7克硼砂-碳酸鈉(1:2)混合熔劑,于
950 ̄1000℃熔融至透明。再繼續熔融20分鐘,用鹽酸(1+1)30毫升浸取熔塊,
加熱使熔塊全部溶解。冷卻后移入500毫升容量瓶中,用水稀釋至刻度,搖勻。
此溶液每毫升含三氧化二鋁1毫克。
5.1.11 EDTA標準溶液:0.01M。稱取乙二胺四乙酸二鈉3.6克,溶于少量水中,
用水稀釋至1000毫升。
5.1.12 EDTA標準溶液對三氧化二鋁滴定度的確定:準確吸取上述三氧化二鋁
標準溶液10毫升,放入300毫升燒杯中,加入0.01EDTA標準溶液25 ̄30毫升,用
水稀釋至150毫升左右。加0.5%對硝基苯酚2滴,用氫氧化銨(1+1)調至溶液變
黃,然后再用鹽酸(1+1)調至無色,加PH為4.3的乙酸-乙酸鈉緩沖溶液10毫升,
加熱煮沸3分鐘,稍冷,加0.2%PAN指示劑5滴,立即用0.01M硫酸銅標準溶液回
滴至由黃色變為紫色,即為終點。
準確吸取0.01M EDTA標準溶液10毫升,放入250毫升燒杯中,加水至150毫升
左右,加10毫升乙酸-乙酸鈉緩沖溶液(PH為4.3),煮沸3分鐘。冷卻至80 ̄90℃,
加0.2%PAN指示劑2 ̄3滴,立即用0.01M硫酸銅標準溶液滴定至紫色,即為終點。
三氧化二鋁的滴定度按式(3)計算:
C×10
TAL2O3=────────── ……………………(3)
V1 -K.V2
式中:C─────三氧化二鋁標準溶液的濃度,毫克/毫升;
V1──── 加入EDTA標準溶液的體積,毫升;
V2──── 滴定時消耗硫酸銅標準溶液的體積,毫升;
10──── 三氧化二鋁標準溶液的體積,毫升;
K──── 每毫升硫酸銅標準溶液相當于EDTA標準溶液的體積比。
體積比K按式(4)求出:
10
K=─── …………………………………(4)
V
式中:V───滴定時消耗硫酸銅標準溶液的體積,毫升。
5.2 分析步驟
準確稱取試樣約0.3克,放入鉑坩堝中,加入3克硼砂-碳酸鈉混合熔劑,
使其與試樣混合均勻,然后再加入3克混合熔劑覆蓋于試樣表面,在950 ̄1000℃
熔融。待熔至透明后,再繼續熔融15 ̄20分鐘。取下冷卻,用水沖洗坩堝外
壁,將坩堝與熔塊一并放入預先盛有25毫升熱鹽酸(1+1)的150毫升燒杯中,
加熱使其溶解。待溶液清澈透明后,取出坩堝用水洗凈,冷卻,移入250毫升
容量瓶中,用水稀釋至刻度,搖勻,備用。此溶液為試液甲。
準確吸取試液甲25毫升,置于150毫升分液漏斗中,加入1+1鹽酸10毫升,
再用水稀釋至60毫升,搖勻。加入6%銅鐵試劑3毫升,振蕩后,立即加入15
毫升氯仿,劇烈振蕩萃取1分鐘。靜置分層后。棄去有機相。加入2 ̄3滴6%
銅鐵試劑,再立即加入5 ̄10毫升氯仿,萃取1分鐘。靜置分層后,棄去有機
相(如有機相呈黃色需要再萃取一次)。
將水相移入300毫升燒杯中,用水洗凈分液漏斗,準確加入0.01M EDTA 標
準溶液30毫升(視鋁量而定),加熱至60 ̄70℃,加入0.5%對硝基苯酚2滴,再
加氫氧化銨(比重0.9)溶液4毫升,然后先用氫氧化銨(1+1)調至溶液變黃,再
用鹽酸(1+1)調至無色,加PH為4.3的乙酸-乙酸鈉緩沖溶液10毫升,加熱煮沸
2 ̄3分鐘,稍冷,滴加PAN指示劑2 ̄3滴,立即用0.01M硫酸銅標準溶液回滴至紫
色,即為終點。
三氧化二鋁的百分含量按式(5)計算:
TAL2O3(V1 -V2.K)×10
AL2O3%=──────────────── ×100………(5)
G×1000
式中:TAL2O3── EDTA標準溶液對三氧化二鋁的滴定度,毫克/毫升;
V1──── 加入EDTA標準溶液的體積,毫升;
V2──── 滴定時消耗硫酸銅標準溶液的體積,毫升;
K ──── 每毫升硫酸銅標準溶液相當于EDTA標準溶液的體積比;
10──── 全部試液與所分取試液的體積比;
G ──── 試樣重量,克。
6 二氧化鋯與二氧化鉿含量的測定
6.1 試劑
6.1.1 硫酸:1+4。
6.1.2 氫氟酸:40%。
6.1.3 鹽酸:比重1.19,1+1。
6.1.4 茉羥乙酸(苦杏仁酸):固體。
6.1.5 苦杏仁酸洗滌液:5%水溶液。稱取苦杏仁酸5克,加濃鹽酸2毫升,
用水稀釋至100毫升。
6.1.6 硼砂-碳酸鈉混合熔劑:2:1(重量比)。
6.1.7 乙醇:95%。
6.2 分析步驟
準確稱取試樣約0.3克,置于鉑坩鍋中,用水潤濕,加入硫酸(1+4) 1 ̄1.5
毫升,再加40%氫氟酸5毫升,于低溫電爐上蒸發至近干,反復處理一次。升高
溫度至冒盡三氧化硫白煙。殘渣加硼砂-碳酸鈉混合熔劑4 ̄5克,于950 ̄1000
℃熔融至透明,繼續熔融15 ̄20分鐘,以熱的鹽酸(1+1)25毫升溶解熔塊。待
全部溶解后,冷卻,移入250毫升容量瓶中,用水稀釋至刻度,搖勻,備用。此
溶液為試液乙。
吸取試液乙100毫升,置于300毫升燒杯中,加入鹽酸(比重1.19) 20毫升,調
整體積約120毫升,加熱至80 ̄85℃(在水浴上進行)。在攪拌下緩慢加入苦杏仁酸
6 ̄7克,放置水浴上保溫半小時,取下,靜置3 ̄4小時。用慢速紙過濾,以苦杏
仁酸洗滌液洗滌8 ̄10次,用水洗滌3 ̄5次后,再用少許95%乙醇洗滌1 ̄2次,沉
淀和濾紙一并放入已灼燒至恒重的鉑坩堝中,烘干灰化,在950℃高溫爐中灼燒30
分鐘,取出放入干燥器中冷卻到室溫,稱量。反復灼燒,直至恒重。
二氧化鋯與二氧化鉿的百分含量按式(6)計算:
(G1 -G2)×2.5
Zr(Hf)O2%=─────────×100……………………(6)
G
式中:G1 ────坩堝與沉淀的重量,克;
G2 ────坩堝的重量,克;
G ────試樣的重量,克;
2.5────全部試液與分取試液的體積比。
8 氧化鉀、氧化鈉、氧化鈣、氧化鎂、三氧化二鐵的測定
8.1 試劑
8.1.1 氯化鉀:光譜純。
8.1.2 氯化鈉:光譜純。
8.1.3 碳酸鈣:光譜純。
8.1.4 氧化鎂:光譜純。
8.1.5 三氧化二鐵:光譜純。
8.1.6 鹽酸:優級純;比重 1.19,1+1。
8.1.7 硝酸:優級純;比重 1.40。
8.1.8 20%氯化鍶(SrCL2.6H2O)2水溶液,貯于塑料瓶中備用。
8.1.9 偏硼酸鋰(LiBO2):由LiBO2.8H2O于625℃以上脫水制得。
8.1.10 二氧化鋯溶液:稱取6.54克氯氧化鋯(ZrOCl3.8H2O),溶于500毫升
水中。此溶液每毫升含二氧化鋯約5毫克。
8.1.11 三氧化二鋁標準溶液:稱取2.65克純鋁屑(99.999%),用40毫升王水
(HCL+HNO3=3+1)加熱溶解后,移入1000毫升容量瓶中,用水稀釋至刻度,搖
勻。此溶液每毫升約含三氧化二鋁5毫升。
8.2 儀器
8.2.1 原子吸收分光光度計。
8.2.2 鉀、鈉、鈣、鎂、鐵單元素空心陰極燈。
8.3 標準溶液的配制
8.3.1 單一元素貯存標準溶液的配制
8.3.1.1 氧化鉀標準溶液:準確稱取在105 ̄110℃烘干2小時的氯化鉀1.5830
克于300毫升燒杯中,用水溶解后,移入1000毫升容量瓶中,用水稀釋至刻度,
搖勻。此溶液每毫升含氧化鉀1毫克。
8.3.1.2 氧化鈉標準溶液:準確稱取在105 ̄110℃烘干2小時的氯化鈉1.8859
克于300毫升燒杯中,用水溶解后,移入1000毫升容量瓶中,用水稀釋至刻度,
搖勻。此溶液每毫升含氧化鈉1毫克。
8.3.1.3 氧化鈣標準溶液:準確稱取在105 ̄110℃烘干2小時的碳酸鈣1.7848
克于300毫升燒杯中,加少量水潤濕后,蓋上表皿,滴加鹽酸(1+1),使其溶
解后再過量少許,加熱煮沸除去二氧化碳。冷卻,移入1000毫升容量瓶中,用
水稀釋至刻度,搖勻。此溶液每毫升含氯化鈣1毫克。
8.3.1.4 氧化鎂標準溶液:準確稱取在105 ̄110℃灼燒過的氧化鎂1.0000克于
300毫升燒杯中,加入少量水,蓋上表皿,逐滴加鹽酸(1+1)20毫升,加熱溶
解后冷卻,移入1000毫升容量瓶中,用水稀釋至刻度,搖勻。此溶液每毫升含
氧化鎂1毫克。
8.3.1.5 三氧化二鐵標準溶液:準確稱取在105 ̄110℃烘干2小時的碳酸鈣1.0000
克,置于300毫升燒杯中,加少量水潤濕,再加鹽酸(1+1)30毫升和硝酸(比重
1.40)5毫升,加熱溶解。冷卻,移入1000毫升容量瓶中,用水稀釋至刻度,搖
勻。此溶液每毫升含三氧化二鐵1毫克。
8.3.2 混合標準母液的配制
分別準確吸取上述氧化鉀、氧化鈉、氧化鈣、氧化鎂、三氧化二鐵單一
元素貯存標準溶液50毫升,置于1000毫升容量瓶中,用水稀釋至刻度,搖勻。
此溶液為每毫升含50微克上述各氧化物的等量混合標準母液。
8.3.3 混合標準溶液系列的配制
準確吸取上述混合標準母液,加入適量的偏硼酸鋰,鹽酸,20%氯化鍶
溶液,三氧化二鋁溶液和二氧化鋯溶液,使各級標準中均含有0.7%偏硼酸鋰,
4%鹽酸,1%氯化鍶,500微克/毫升三氧化二鋁和400微克/毫升二氧化鋯,稀
釋成待測元素氧化物濃度分別為0.00,0.25,0.50,1.00,2.00,3.00,4.00,
……10.0微克/毫升的標準系列溶液。其中不加混合標準母液的第一份溶液即為
標準系列空白。以上標準溶液系列貯存于塑料瓶中備用。
8.4 試樣溶液的制備
準確稱取試樣約0.1克,置于預先鋪有0.1克偏硼酸鋰的鉑坩堝中,再加入
0.5克偏硼酸鋰,用鉑絲或細玻棒攪拌均勻,上面再覆蓋0.1克偏硼酸鋰,壓實。
于900 ̄950℃溶融至透明。再繼續熔融5 ̄10分鐘,使試樣完全分解。取出坩堝,
邊旋轉邊冷卻,使熔融物均勻地附著在坩堝內壁上。
將坩堝及蓋一并放入盛有約70毫升4%鹽酸溶液的100毫升燒杯中,坩堝內
放入包胯聚乙烯外殼的磁子,在電磁攪拌器上于室溫下提取。待熔塊全部溶解
后,將坩堝和蓋及磁子用4%鹽酸洗出,溶液轉移到100毫升容量瓶中,加入20%
氯化鍶5毫升,再用4%鹽酸稀釋至刻度,搖勻,待測。
8.5 分析步驟
根據使用的儀器型號,選擇適當的工作參數(如空心陰極電流值,狹縫寬度,
燃燒器高度,火焰狀態,標尺擴展倍數等),采用空氣-乙炔火焰,各元素測定
波長見表1。
注:儀器工作參數應根據所使用儀器的條件試驗進行選擇。
表 1
───────┬─────┬─────┬─────┬─────┬──────
元素 │ K │ Na │ Ca │ Mg │ Fe
───────┼─────┼─────┼─────┼─────┼──────
測定波長, │ 7665 │ 5890 │ 4227 │ 2852 │ 2483
───────┴─────┴─────┴─────┴─────┴──────
比較測定標準系列溶液、試樣溶液、空白溶液中各待測元素的吸光度值。
按直接比較法或緊密內插法計算試樣中待測元素氧化物的濃度CX。
直接比較法CX按式(8)計算:
CA
CX=────── ×EX …………………(8)
EA
式中:EA ─────標準溶液的吸光度值;
EX ─────試樣溶液的吸光度值;
CA ─────標準溶液的濃度,微克/毫升。
計算中應分別扣除標準溶液和試樣溶液的空白值,試樣中各元素氧化
物的百分含量M(%)按式(9)計算:
CX.V.A
M=───────── ×100 ……………(9)
1000000G
式中:CX───試樣溶液中元素氧化物的濃度,微克/毫升;
V ───試樣溶液體積,毫升;
A ───試樣溶液的稀釋倍數;
G ───試樣重量,克。
9 分析結果的允許差
分析結果的允許誤差范圍見表2
表 2
─────────────┬───────────┬────────────
測 定 項 目 │室 內 允 許 差,% │ 室 間 允 許 差,%
─────────────┼───────────┼────────────
燒 失 量 │ 0.04 │ 0.05
─────────────┼───────────┼────────────
SiO2 │ 0.20 │ 0.30
─────────────┼───────────┼────────────
Zr(Hf)O2 │ 0.30 │ 0.35
─────────────┼───────────┼────────────
AL2O3 │ 0.35 │ 0.40
─────────────┼───────────┼────────────
TiO2 │ 0.08 │ 0.10
─────────────┼───────────┼────────────
CaO │ 0.02 │ 0.03
─────────────┼───────────┼────────────
MgO │ 0.02 │ 0.03
─────────────┼───────────┼────────────
K2O │ 0.01 │ 0.02
─────────────┼───────────┼────────────
Na2O │ 0.05 │ 0.10
─────────────┼───────────┼────────────
Fe2O3 │ 0.05 │ 0.10
─────────────┴───────────┴────────────
`
附錄A
氫氟酸-高氯酸分解試樣
氧化鉀、氯化鈉、氧化鈣、氧化鎂、三氧化二鐵的測定
(參考件)
A1 試制
A1.1 氫氟酸:優級純,40%。
A1.2 高氯酸:優級純,比重1.67。
A2 混合標準溶液系列的配制
參照本方法8.3.3,但各級待測元素標準中僅加入4%鹽酸,1%氯化鍶。
A3 試樣溶液的制備
準確稱取試樣約0.1克,置于鉑皿中,加水潤濕后,加入0.5毫升高氯酸,
使試樣盡量分散。加10 ̄15毫升氫氟酸,在低溫電爐上加熱分解,保持不沸
狀態蒸發至冒高氯酸煙,冷卻。再補加5 ̄10毫升氫氟酸,加熱蒸發至干,冷
卻,加4毫升鹽酸(比重1.67)溫熱浸取3 ̄4分鐘,補加20毫升水,繼續加熱浸
取15 ̄20分鐘。冷卻后,連同不溶物一并轉移到100毫升容量瓶中,加入5毫升
20%氯化鍶,用水稀釋至刻度,搖勻,靜置4小時以上。測定時將吸液毛細管插
入上層清液。
也可采用離心沉降或過濾轉入容量瓶中。濾紙先用溫稀鹽酸溶液沖洗。
A4 分析步驟
分析步驟按照本方法8.5條進行。
附錄B
標準樣
(參考樣)
在制訂本標準分析方法的過程中,為便于開展共同試驗,驗證分析方法,建
筑材料科學研究院制備了兩個鋯剛玉耐火材料分析標準樣84-1鋯剛玉、84-2鋯
剛玉,標準分析結果列于下表。
鋯剛玉標準樣分析結果
─────────────┬───────────┬────────────
測 標準樣名稱│ 84-1 鋯 剛 玉 │ 84-2 鋯 剛 玉
測 定 ├───────────┼────────────
定 項 目 結 果 │ 測 定 結 果,%│ 測 定 結 果,%
─────────────┼───────────┼────────────
燒 失 量 │ 0.10 │ 0.10
─────────────┼───────────┼────────────
SiO2 │ 16.21 │ 15.05
─────────────┼───────────┼────────────
AL2O3 │ 50.08 │ 49.25
─────────────┼───────────┼────────────
ZrO2+HfO2 │ 30.57 │ 33.12
─────────────┼───────────┼────────────
TiO2 │ 0.73 │ 0.20
─────────────┼───────────┼────────────
K2O │ 0.04 │ 0.18
─────────────┼───────────┼────────────
Na2O │ 1.34 │ 0.90
─────────────┼───────────┼────────────
CaO │ 0.10 │ 0.10
─────────────┼───────────┼────────────
MgO │ 0.02 │ 0.09
─────────────┼───────────┼────────────
Fe2O3 │ 0.28 │ 0.38
─────────────┴───────────┴────────────
`
附加說明:
本標準由國家建筑材料工業局提出。
本標準由建筑材料科學研究院歸口。
本標準由建筑材料科學研究院負責起草,參加單位有山東陶瓷研究所、山東
建筑材料工業學院、沈陽耐火材料廠。
本標準主要起草人張鵬光、華寶智、姚慶榮