DB21∕T 2072-2013 硅酸铝质耐火材料化学分析试剂制备试样分解与重量法测定二氧化硅的方法.doc

ICS点击此处添加中国标准文献分类号DB21辽宁省地方标准DB 21/ XXXXX201X硅酸铝质耐火材料化学分析试剂制备硅酸铝质耐火材料化学分析试剂制备试样分解与重量法测定二氧化硅的方法Chemical analysis of aluminosilicate refractoriesMethod of reagent preparation, samples dissolution and gravimetric silica点击此处添加与国际标准一致性程度的标识（本稿完成日期：2011年07月12日）201X - XX - XX发布201X - XX XX实施辽宁省质量技术监督局发布DB21/ XXXXX201X目次前言II1范围12规范性引用文件13试剂14试样分解4前言本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。本标准由辽宁省质量技术监督局提出。本标准由辽宁省质量技术监督局归口。本标准起草单位：辽宁省产品质量监督检验院。本标准主要起草人：贾子涛 杨孝岐 王堂玺 杜鹏 王忠义 姜琪 本标准由辽宁省产品质量监督检验院负责解释。本标准为首次发布。7硅酸铝质耐火材料化学分析试剂制备 试样分解与重量法测定二氧化硅的方法1 范围本标准规定了硅酸铝质耐火材料化学分析使用试剂制备、试样分解与测定二氧化硅的方法。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 8170 数值修约规则GB/T 10325 定形耐火制品抽样验收规则GB/T 17617 耐火原料和不定形耐火材料 取样DB*-201* 硅酸铝质耐火材料化学分析方法DB*-201* 硅酸铝质耐火材料化学分析原子吸收光谱法3 试剂3.1 标准滴定溶液3.1.1 环己烷二氨基四乙酸标准滴定溶液c(CyDTA)=0.05mol/L将18g环己烷二氨基四乙酸与少量的氢氧化钾溶液逐渐加入500mL水中，使其溶解。注：大约需要25mL，通过滴定锌标准滴定溶液判断精确的溶解强度。c(Zn)=0.05mol/L3.1.2 环己烷二氨基四乙酸标准滴定溶液c(CyDTA)=0.02mol/L将16mL氢氧化钾溶液（100g/L）和150mL水加入7.30g环己烷二氨基四乙酸中，加热溶解，冷却后用水稀释至1000mL。注：大约需要25mL，通过滴定锌标准滴定溶液判断精确的溶解强度，c(Zn)=0.02mol/L。3.1.3 乙二胺四乙酸标准滴定溶液c(EDTA)=0.0125mol/L在水中溶解5gEDTA (乙二胺四乙酸二钠，C10H14N2O8Na2.2H2O)，在定量瓶中稀释至1000mL，储藏在塑料瓶中。3.1.3.1 用钙标定溶液用吸管吸取25mL氧化钙标准溶液(1mg/mL)，滴入500mL的锥形瓶中，加入10mL氢氧化钾溶液，稀释至200mL，加入0.015g钙黄绿素指示剂，用乙二胺四乙酸标准滴定溶液滴定，颜色由荧光绿色变为粉红色。3.1.3.2 用镁标定溶液用吸管吸取25mL氧化镁标准溶液(1mg/mL)，滴入500mL的锥形瓶中，加入20滴高纯盐酸和20mL高纯氨水，稀释至200mL。加入0.04g甲基百里香酚蓝指示剂，用乙二胺四乙酸标准滴定溶液滴定。3.1.4 锌标准滴定溶液c(Zn)=0.05mol/L用50mL盐酸(1+1)清洗5g球状金属锌颗粒表面，去除氧化皮，接着连续用水、酒精和乙醚冲洗。称量3.269g干燥后的小球颗粒，在10mL高纯盐酸和50mL水中溶解，在1000mL容量瓶中冷却和稀释到刻度线处。1mL此溶液相当于2.55mg氧化铝。3.1.5 锌标准滴定溶液c(Zn)=0.02mol/L用盐酸(1+3)清洗质量分数99.9%以上的锌的表面，溶解掉氧化层。然后连续用水、酒精和乙醚冲洗，放入干燥器中干燥。称量0.66g（准确至0.1mg）锌放入300mL烧杯中，用表面皿盖住，小心的加入20mL水和10mL硝酸，在蒸气浴中加入溶解，冷却后，在标准容量瓶中用水稀释至1000mL。锌溶液系数按公式（1）计算：(1)式中：F：锌溶液系数（%）；M：为称量锌的重量，单位克（g）；A：为锌的纯度，质量百分比（%）。3.2 标准溶液3.2.1 氧化铝标准溶液 c(Al2O3)= 1mg/mL用盐酸（1+4）清洗足够多的质量分数大于99.9%的金属铝，除去氧化层。接着连续用水、酒精和乙醚冲洗。称量0.5292g铝放入250mL烧杯中，用表面皿盖上。加入20mL盐酸(1+1)，加热溶解，冷却后，用水在容量瓶中稀释至1000mL。3.2.2 氧化钙标准溶液 c(CaO)= 1mg/mL称量1.785g经过150干燥的纯碳酸钙，在250mL烧杯中，将其溶解到轻微过量的盐酸（1+4）中，用表面皿盖住。煮沸排出二氧化碳，冷却后在容量瓶中稀释至1000mL。3.2.3 三氧化二铁标准溶液 c(Fe2O3) =1mg/mL用盐酸（1+4）冲洗质量分数大于99.9%的金属铁表面，溶解氧化层，连续用水、酒精和乙醚冲洗，放入干燥器中干燥后，称量0.6994g放入200mL烧杯中，用表面皿盖好。加入40mL盐酸（1+1），在蒸气浴中加热至溶解，冷却后，在容量瓶中用水稀释至1000mL。3.2.4 三氧化二铁标准溶液 c(Fe2O3) =0.2mg/mL用吸管吸取三氧化二铁标准溶液（1mg/mL）20mL，滴入1000mL的容量瓶中，用水稀释至刻度处。在需要时制备新的溶液。3.2.5 三氧化二铁标准溶液 c(Fe2O3) =0.04mg/mL用吸管吸取三氧化二铁标准溶液（1mg/mL）4mL，滴入1000mL的容量瓶中，用水稀释至刻度处。在需要时制备新的溶液。3.2.6 氧化镁标准溶液 c(MgO) =1mg/mL用盐酸（1+1）冲洗质量分数大于99.9%的金属镁表面，溶解氧化层，接着连续用水、酒精和乙醚冲洗，放入干燥器中干燥。称量0.3015g放入200mL烧杯中，用表面皿盖好。加入20mL盐酸（1+1），在蒸气浴中加热至溶解，冷却后，移入500mL容量瓶中，用水稀释至刻度处。3.2.7 氧化锰标准溶液 c(MnO) =1mg/mL用盐酸（1+3）冲洗足够多的质量分数大于99.9%的金属锰表面，溶解氧化层，接着连续用水、酒精和乙醚冲洗，放入干燥器中干燥。称量0.7745g金属锰放入200mL烧杯中，用表面皿盖好。加入40mL盐酸（1+1），加热至溶解，冷却后，移入1000mL容量瓶中。3.2.8 氧化锰标准溶液 c(MnO) =0.04mg/mL用吸管吸取氧化锰标准溶液（1mg/mL）4mL，滴入1000mL的容量瓶中，用水稀释至刻度处。在需要时制备新的溶液。3.2.9 五氧化二磷标准溶液 c(P2O5) =1mg/mL将3g左右的磷酸二氢钾在（1105）加热3h，在干燥器中冷却，称量1.9176g，放入烧杯中，用大约300mL水溶解，接着在容量瓶中稀释至1000mL。3.2.10 五氧化二磷标准溶液 c(P2O5) =0.04mg/mL用吸管吸取五氧化二磷标准溶液（1mg/mL）40mL，滴入1000mL的容量瓶中，用水稀释至刻度处。当需要时制备新的溶液。3.2.11 五氧化二磷标准溶液 c(P2O5) = 0.01mg/mL用吸管吸取五氧化二磷标准溶液（1mg/mL）10mL，滴入1000mL的容量瓶中，用水稀释至刻度处。当需要求时制备新的溶液。3.2.12 氧化钾标准溶液 c(K2O) = 1mg/mL将（1.01.5）g氯化钾放入铂坩埚中，在(60025)下燃烧60min，使坩埚和材料在干燥器中冷却。称量0.7914g放入200mL烧杯中，用100mL水溶解，放入500mL容量瓶中，用水稀释至刻度处。3.2.13 二氧化硅标准溶液 c(SiO2) = 1mg/mL称量（1.52.0）g质量分数大于99.9%的高纯二氧化硅，放入铂坩埚中，在(115050)下加热30min。在干燥器中冷却，然后称量1.000g放入铂坩埚中，与5.0g无水碳酸钠一起熔化。冷却后从坩埚中取出，在一个200mL烧杯中溶解在150mL的温水中，同时用塑料棒搅拌。冷却后用容量瓶稀释到1000mL，然后立即倒入一个塑料瓶中。3.2.14 二氧化硅标准溶液 c(SiO2) = 0.2mg/mL用吸管吸取二氧化硅标准溶液（1mg/mL）40mL，滴入200mL的容量瓶中，用水稀释至刻度处。当需要求时制备新的溶液。3.2.15 二氧化硅标准溶液 c(SiO2) = 0.04mg/mL用吸管吸取二氧化硅标准溶液（1mg/mL）20mL，滴入500mL的容量瓶中，用水稀释至刻度处。当需要求时制备新的溶液。3.2.16 氧化钠标准溶液 c(Na 2O) = 1mg/mL称量（1.01.5）g氯化钠放入铂坩埚中，在(60025)下燃烧60min左右，将坩埚和材料一起放在干燥器中冷却。称量0.9429g放入200mL的烧杯中，溶解在100mL水中，然后倒入一个500mL的容量瓶中，用水稀释至刻度处。3.2.17 二氧化钛标准溶液 c(TiO2) = 1mg/mL用盐酸（1+3）冲洗足够多的质量分数大于99.9%的金属钛表面，溶解氧化层，然后连续用水、酒精和乙醚冲洗，放入干燥器中干燥。称量0.5994g金属钛放入铂坩埚中，用乙烯四氟树脂制成的表面皿盖住，然后加入氢氟酸40mL、硫酸（1+1）15mL和2mL浓硝酸，接着在蒸气浴中加热溶解。移开表面皿，表面皿用水冲洗，在沙浴中加热至出现强烈的硫酸烟雾。冷却后，用少量水洗铂坩埚内壁，再次加热直到烟雾变绿。冷却后添加水，在容量瓶中用水稀释至1000mL。3.2.18 二氧化钛标准溶液 c(TiO2) = 0.1mg/mL用吸管吸取二氧化钛标准溶液（1mg/mL）20mL，滴入200mL的容量瓶中，用水稀释至刻度处。当需要求时制备新的溶液。3.2.19 二氧化钛标准溶液 c(TiO2) = 0.01mg/mL用吸管吸取二氧化钛标准溶液（1mg/mL）10mL，滴入1000mL的容量瓶中，用水稀释至刻度处。当需要求时制备新的溶液。3.2.20 钪标准溶液，c (Sc)= 1.0mg/mL0.2g左右的氧化钪在(1105)）下干燥60min，在干燥器中冷却。称取0.1534g放入100mL的烧杯中，逐渐加入10mL盐酸（1+1）溶解，然后准确的用水在容器瓶稀释到1000mL。注：使用合适的商业标准溶液。3.2.21 钇标准溶液，c(Y)=1.0mg/mL0.2g左右的氧化钇在(1105)下干燥60min，在干燥器中冷却。称取0.1270g放入100mL的烧杯中，逐渐加入10mL盐酸（1+1）溶解，然后准确的用水在容器瓶稀释到1000mL。注：使用合适的商业标准溶液。3.2.22 内标溶液，c(Sc)=0.1 mg/mL，c(Y)= 0.1 mg/mL分别量取钪标准溶液和钇标准溶液各10mL，放入100mL的烧杯中，用水稀释至刻度线，最好在使用前制备。4 试样分解4.1 常规分解技术在标准方法中应用的各种传统技术，湿法、火焰光度法、原子吸收光谱测定法。为满足要求，标准中需要采用不同的分解技术，具体方案如下：a）熔化分解，然后脱水去除大部分二氧化硅（见4.2.2）。b）熔化分解，然后凝固去除大部分二氧化硅（见4.2.3）。c）火焰光度法通过氢氟酸分解和去除二氧化硅（见4.3.2）。d）原子吸收光谱测定法通过氢氟酸分解和去除二氧化硅（见4.3.3）。4.2 熔化分解法4.2.1 综述通过下列方法之一检测溶液中剩余的二氧化硅、三氧化二铁、二氧化钛、氧化镁、氧化锌和五氧化二磷：a）与碱式碳酸盐和硼酸一起熔化，溶于盐酸中分解，通过脱水去除大部分二氧化硅。b）与碱式碳酸盐和硼酸一起熔化，溶于盐酸中分解，通过凝固去除大部分二氧化硅。4.2.2 熔化和脱水制备溶液4.2.2.1 原理试样用碳酸钠-硼酸混合熔剂熔融，盐酸浸取，蒸干脱去硅酸。将可溶性盐溶入盐酸，进行过滤，将沉淀物灼烧，然后称量经过氢氟酸和硫酸处理前后的质量，这两者质量之差即为二氧化硅的主量，这个结果加上溶液中残留的二氧化硅，可以计算出二氧化硅总含量。4.2.2.2 测试物质的质量称量1.00g测试试样，精确到0.1mg注：没经过烧结的试样可以测烧失量。4.2.2.3 步骤按下列程序进行分解：称量干燥后的样品放入铂坩埚中，加入混合熔剂或无水碳酸钠3.0g，0.4g硼酸，混匀，用盖子盖紧。用电阻炉将铂坩埚和样品从室温加热到(115050)，直到发生分解。注1：一般15min足够将坩埚从炉子中取出冷却，然后加入5mL乙醇、30mL盐酸（1+1）和2mL硫酸，用盖子盖好，在水浴中加热，直到完全分解。 注2：对含有大量五氧化二磷的试样不能按规定程序处理，如果加入盐酸和硫酸，磷酸锆生成白色沉淀，在这种情况下，应按以下程序进行，冷却熔化物，加入50mL热水，放在水浴上加热直到熔化物完全消失，用滤纸在200mL左右的铂坩埚中过滤，用质量分数1%的热碳酸钠冲洗十次，将滤液和洗涤液在水浴上蒸发至20mL，然后加入乙醇、盐酸和硫酸，继续进行。烧尽包含过滤物的滤纸，冷却后，加入1.0g无水碳酸钠和0.5g硼酸，放在一个铂坩埚中在电阻炉中在低温下熔融。用10mL盐酸（1+1）溶解熔化物，然后把溶液倒入500mL的容量瓶中，用水稀释至刻度线处。溶液中的二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁、二氧化钛和五氧化二磷可以按照适当的常规方法检出。从滤纸和沉淀物获得一份结果，从滤液与洗涤液中获得一份结果，每种成分的含量就是将以上两组结果相加的总和。移开盖子，用水冲洗，在水浴中加热铂坩埚和其中物质直到明显的干燥。如果需要可以用玻璃棒间断的铺开其中的盐。冷却后，加入10mL高浓度盐酸，静置1min。加入30mL热水后，在水浴中加热5min，加热过程中间断的搅拌直到完全形成盐溶液，在这个阶段加入无灰滤纸浆有助于过滤，在500mL烧杯中通过无灰滤纸过滤，用热盐酸（1+50）清洗七次，然后用热水清洗至没有氯化物。保留烧杯中的滤液和洗涤液，用表面皿盖住。将沉淀物用滤纸转移到一个称好质量（m0）的铂坩埚中，加入一滴硫酸（1+1），在电阻炉中低温加热，将滤纸燃尽，然后在电阻炉中加热坩埚和其中的物质至（115050），保温30min。在干燥器中冷却，称量质量（m1），然后用水润湿坩埚中的物质，加入5滴硫酸（1+1）和10mL高浓度盐酸，在沙浴中加热干燥，然后加热(115050)，保温5min，在干燥器中冷却，称量质量（m2）。计算m1和m2之间的差别可以为测定二氧化硅质量做准备和要素。如果剩余多于5g，重复用氢氟酸和硫酸处理，确保所有的二氧化硅都移除。加入混合熔剂或无水碳酸钠1.0g，0.3g硼酸到坩埚中，熔化残留物，冷却后，加入10mL的盐酸（1+1），加热至溶解，然后将溶液倒入保留的滤液中。如果需要在500mL烧杯中蒸发，然后转移至500mL的容量瓶中，用水稀释至刻度处。这个溶液被定义为原溶液（S1）。4.2.2.4 空白试验不加入试样按照4.2.2.3程序进行，省略了溶剂的熔化，空白试验的结果定义为（B1）。4.2.3 熔化和凝固法制备溶液4.2.3.1 原理试样用碳酸钠-硼酸混合熔剂熔融，盐酸浸取，用聚氧化乙烯做凝聚剂凝聚硅酸，经过滤并灼烧成二氧化硅。然后用氢氟酸处理，使硅以四氟化硅的形式除去。氢氟酸处理前后的质量之差即为二氧化硅的主量。再用熔剂处理残渣，稀盐酸浸取，将溶液稀释到标准体积，得到原溶液。注：这个过程中，氢氟酸处理后引起很少量的残留物，因此从改变剩余物质来减少误差的影响。4.2.3.2 测试物质的质量称量1.000g测试样品，精确到0.1mg。注：烧结后的样品不能做烧失量试验。4.2.3.3 步骤通过下列步骤完成分解。将试样置于铂皿中，加入3.0g的混合熔剂或者无水碳酸钠和0.4g的硼酸，混匀。通过电炉加热（试样需缓慢加热，以免硼酸分解产生喷溅），加热到(115050)保温15min。待试样完全熔解，取出铂皿，冷却。分次加入5mL乙醇，15mL浓盐酸，1mL硫酸(1+1)和10mL水。用水浴加热法使熔融物完全溶解，继续加热至溶液成胶状，取下铂皿。加入适量纸浆，搅匀。在搅拌的同时缓慢加入10mL聚氧化乙烯(2.5g/L)搅匀。加入10mL水并保持5min。用中速滤纸过滤，滤液用250mL容量瓶承装，将沉淀全部转移到滤纸上，用热盐酸(1+50)冲洗2次，然后再用水冲洗直至没有氯离子。保留过滤物和烧杯中的洗液。将纸和沉淀物放入已称重的铂坩埚 (质量为m0)，加入1滴硫酸(1+1)。放到700以下高温炉中，低温灰化，待沉淀完全变白后，开始升温，升至1150后保温30min。在干燥器中冷却至室温然后称重(质量为m1)。用水将坩埚弄湿，加入3滴硫酸(1+1)和10mL的氢氟酸，沙浴加热干燥。在1150加热大约5min，在干燥器中冷却称重(质量为m2)。计算第一次和这一次的质量差。在坩埚残留物中加入1.0g的混合熔剂或者无水碳酸钠和0.3g的硼酸然后熔融。冷却后加入5mL的盐酸(1+1)加热溶解，然后加到保留的滤液中。这个溶液被定义为原溶液（S1）。4.2.3.4 空白试验按照4.2.3.3进行操作，不加入检测样品，省略了溶剂的熔化。空白试验结果定义为（B1）。4.3 氢氟酸侵蚀分解法4.3.2 综述使用下面的方法：a) 使用乙二胺四乙酸滴定分析和火焰光度测定前先用氢氟酸溶解除去二氧化硅（见4.3.2）；b) 使用原子吸收光谱测定法前先用用氢氟酸溶解除去二氧化硅（见4.3.3）。4.3.3 乙二胺四乙酸滴定分析和火焰光度测定前用氢氟酸溶解4.3.3.1 原理一部分试样用氢氟酸溶解，剩下的氟化物用硫酸蒸发干燥后除去，残渣用盐酸溶解为液体，并收集起来，定义为原液（S2）。4.3.3.2 测试物质的质量称0.25g的试样，精确到0.1mg。4.3.3.3 步骤按照下面的步骤完成溶解将试样放入铂皿中，放到700以下高温炉中除去试样中的碳质物质。等铂坩埚冷却后，用水润湿残渣，并加入2mL硫酸（1+1），2mL硝酸和10mL氢氟酸。将铂皿移到沙浴中，盖上盖子，让其反应15min。打开盖子，用清水冲洗铂皿，然后让其蒸发干燥，小心避免喷射。冷却后，用少量的水冲洗铂皿的内壁。然后加入1mL硫酸（1+1）和2mL硝酸，再蒸发干燥。冷却后，加入5mL盐酸（1+1）和大约20mL水，水浴加热溶解。过滤，（如果必要的话， 在200mL的烧杯中用滤纸和热水彻底的冲洗），冷却后，放入250mL的容量瓶中并加水稀释到刻度线。这溶液定义为原液（S2