1 总则
1.1 分析试样均应在105~110℃烘干1~2h,然后放入干燥器中冷却至室温后称量。
1.2 化学分析用水应为蒸镏水或去离子水;原子吸收分析用水应为
两次去离子水或同等纯度水;所用化学试剂应为分析纯或优级纯;
用于标定的化学试剂,应为基准试剂或高纯试剂。
1.3 分析天平感量应达到0.1毫克。天平砝码应定期检定。
1.4 溶液的百分浓度为重量-体积百分浓度,系指100毫升溶液中所
含溶质的克数。而1+1,1+3,1+n等系指溶质体积与水体积之比。
1.5 滴定管、容量瓶、移液管及其他量具均须进行校正。
1.6 各项测定中应同时做空白试验,校正分析结果。
1.7 仲裁分析时,同一试样平行份数不得少于两份。分析结果的差值
在允许误差范围时,取算术平均值为最终分析结果。
2 试样制备
按制样要求操作,最后分取试样15~20克,磨细至全部通过180目标准筛。
3 烧失量的测定
准确称取约1克试样置于预先在950~1000℃灼烧至恒重的铂坩埚
或瓷坩埚中,加盖,并稍留空隙,置于高温炉中,从低温开始升至
950 ̄1000℃灼烧1小时,取出,置于干燥器中,冷却到室温,称量。
反复灼烧称量,直至恒重。
烧失量的百分含量按式(1)计算:
G1 - G2
烧失量%=──────×100 ………………(1)
G
式中:G1──灼烧前坩埚及试样,克;
G2──灼烧后坩埚及试样,克;
G───试样重量,克。
4 二氧化硅的测定
4.1 试剂
4.1.1 盐酸:1+1;1+4;1N。
4.1.2 无水乙醇。
4.1.3 硫酸:1+1
4.1.4 氟化钾:2%水溶液。
4.1.5 硼酸:2%水溶液。
4.1.6 钼酸铵:7%水溶液,过滤后贮于塑料瓶中备用。
4.1.7 0.25%抗坏血酸溶液:称取0.25克抗坏血酸,用少许水溶解,
加硫酸(1+1)至100毫升(用时现配)。
4.1.8 硼砂-碳酸钠混合熔剂:1:2(重量比)。
4.1.9 二氧化硅标准溶液:准确称取预先在950 ̄1000℃灼烧 1 小时
的高纯二氧化硅0.1000克,置于铂坩埚中,加硼砂-碳酸钠混合熔剂
4克,于950 ̄1000℃熔融至透明,立即取下稍冷,用热水浸取熔块于
塑料烧杯中。待溶液清澈并冷却至室温后,移入1000毫升容量瓶中,用
水稀释至刻度,摇匀,立即转入干塑料瓶中保存。此溶液每毫升含二氧
硅0.1毫克。
4.1.10 氢氧化钠:20%水溶液,贮于塑料瓶中。
4.1.11 对硝基苯酚:0.5%乙醇溶液。
4.2 工作曲线的绘制
于一组100毫升塑料杯中,分别加入0.00,1.00,2.00,3.00,......6.00
毫升二氧化硅标准溶液(0.1毫克/毫升),分别加入2%氟化钾 5 毫升,摇匀,
放置 10 分钟。再加入2%硼酸 5 毫升,加 0.5% 对硝基苯酚 1 滴,用 20%
氢氧化钠调至溶液变黄,加入 1N 盐酸 7 毫升和无水乙醇 10 毫升,再加 7%
钼酸铵 5 毫升,在20 ̄30℃温度下放置 20 分钟。移入 100 毫升容量瓶中,稀
释至约 80 毫升。加0.25%抗坏血酸溶液 10 毫升,用水稀释至刻度,摇匀,放
置90分钟。在分光光度计上用0.5厘米比色皿,以试剂空白为参比,于波长680纳
米处测定其吸光度,绘制工作曲线。
4.3分析步骤
准确称取试样约0.05克,置于铂坩埚中,加入硼砂-碳酸钠混合熔剂2克,使
熔剂与试样混合均匀,然后再加入2克混合熔剂覆盖于试样表面,在950 ̄1000℃熔
融至透明,再继续熔融5 ̄10min,取下冷却后,用热水冲洗坩埚外壁,放入预先盛
有盐酸(1+4)50毫升的300毫升烧杯中,加热。待熔块溶解后洗净坩埚,冷却后
移入250mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀,备用。
吸取上述溶液10 ̄15mL,于100mL塑料杯中,加2%氟化钾5mL,摇匀,放置10min
加入2%硼酸5mL和1N盐酸4mL,充分摇匀,加入无水乙醇 10mL,以下操作按4.2步骤
进行。
二氧化硅的百分含量按式(2)计算:
C
SiO2%=───────── ×100 ……… (2)
V
G×─── ×1000
250
式中:C──从工作曲线上查得试液中二氧化硅的量,毫克;
V──吸取试液的体积,毫升;
G──试样重量,克。
5 三氧化二铝的测定
5.1 试剂
5.1.1 铜铁试剂:6%水溶液,过滤后备用。
5.1.2 三氯甲烷(氯仿)。
5.1.3 盐酸:比重 1.19,1+1。
5.1.4 对硝基苯酚: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,称取0.1克PAN溶于
乙醇溶液中,用乙醇稀释至50毫升。
5.1.6 氢氧化铵:比重0.9,1+1。
5.1.7 乙酸-乙酸钠缓冲溶液:称取32克无水乙酸钠,加60毫升冰乙酸,用
水稀释至1000毫升,此溶液PH约为4.3。
5.1.8 硫酸铜标准溶液:0.01M。称取2.49克硫酸铜(CuSO4.5H2O)溶于少量水
中,加硫酸(1+1)4 ̄5滴,用水稀释至1000毫升。
5.1.9 硼砂-碳酸钠混合熔剂:1:2(重量比)。
5.1.10 三氧化二铝标准溶液:准确称取950 ̄1000℃灼烧1小时的高纯三氧化
二铝0.5000克,置于铂坩埚中,加入6 ̄7克硼砂-碳酸钠(1:2)混合熔剂,于
950 ̄1000℃熔融至透明。再继续熔融20分钟,用盐酸(1+1)30毫升浸取熔块,
加热使熔块全部溶解。冷却后移入500毫升容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。
此溶液每毫升含三氧化二铝1毫克。
5.1.11 EDTA标准溶液:0.01M。称取乙二胺四乙酸二钠3.6克,溶于少量水中,
用水稀释至1000毫升。
5.1.12 EDTA标准溶液对三氧化二铝滴定度的确定:准确吸取上述三氧化二铝
标准溶液10毫升,放入300毫升烧杯中,加入0.01EDTA标准溶液25 ̄30毫升,用
水稀释至150毫升左右。加0.5%对硝基苯酚2滴,用氢氧化铵(1+1)调至溶液变
黄,然后再用盐酸(1+1)调至无色,加PH为4.3的乙酸-乙酸钠缓冲溶液10毫升,
加热煮沸3分钟,稍冷,加0.2%PAN指示剂5滴,立即用0.01M硫酸铜标准溶液回
滴至由黄色变为紫色,即为终点。
准确吸取0.01M EDTA标准溶液10毫升,放入250毫升烧杯中,加水至150毫升
左右,加10毫升乙酸-乙酸钠缓冲溶液(PH为4.3),煮沸3分钟。冷却至80 ̄90℃,
加0.2%PAN指示剂2 ̄3滴,立即用0.01M硫酸铜标准溶液滴定至紫色,即为终点。
三氧化二铝的滴定度按式(3)计算:
C×10
TAL2O3=────────── ……………………(3)
V1 -K.V2
式中:C─────三氧化二铝标准溶液的浓度,毫克/毫升;
V1──── 加入EDTA标准溶液的体积,毫升;
V2──── 滴定时消耗硫酸铜标准溶液的体积,毫升;
10──── 三氧化二铝标准溶液的体积,毫升;
K──── 每毫升硫酸铜标准溶液相当于EDTA标准溶液的体积比。
体积比K按式(4)求出:
10
K=─── …………………………………(4)
V
式中:V───滴定时消耗硫酸铜标准溶液的体积,毫升。
5.2 分析步骤
准确称取试样约0.3克,放入铂坩埚中,加入3克硼砂-碳酸钠混合熔剂,
使其与试样混合均匀,然后再加入3克混合熔剂覆盖于试样表面,在950 ̄1000℃
熔融。待熔至透明后,再继续熔融15 ̄20分钟。取下冷却,用水冲洗坩埚外
壁,将坩埚与熔块一并放入预先盛有25毫升热盐酸(1+1)的150毫升烧杯中,
加热使其溶解。待溶液清澈透明后,取出坩埚用水洗净,冷却,移入250毫升
容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀,备用。此溶液为试液甲。
准确吸取试液甲25毫升,置于150毫升分液漏斗中,加入1+1盐酸10毫升,
再用水稀释至60毫升,摇匀。加入6%铜铁试剂3毫升,振荡后,立即加入15
毫升氯仿,剧烈振荡萃取1分钟。静置分层后。弃去有机相。加入2 ̄3滴6%
铜铁试剂,再立即加入5 ̄10毫升氯仿,萃取1分钟。静置分层后,弃去有机
相(如有机相呈黄色需要再萃取一次)。
将水相移入300毫升烧杯中,用水洗净分液漏斗,准确加入0.01M EDTA 标
准溶液30毫升(视铝量而定),加热至60 ̄70℃,加入0.5%对硝基苯酚2滴,再
加氢氧化铵(比重0.9)溶液4毫升,然后先用氢氧化铵(1+1)调至溶液变黄,再
用盐酸(1+1)调至无色,加PH为4.3的乙酸-乙酸钠缓冲溶液10毫升,加热煮沸
2 ̄3分钟,稍冷,滴加PAN指示剂2 ̄3滴,立即用0.01M硫酸铜标准溶液回滴至紫
色,即为终点。
三氧化二铝的百分含量按式(5)计算:
TAL2O3(V1 -V2.K)×10
AL2O3%=──────────────── ×100………(5)
G×1000
式中:TAL2O3── EDTA标准溶液对三氧化二铝的滴定度,毫克/毫升;
V1──── 加入EDTA标准溶液的体积,毫升;
V2──── 滴定时消耗硫酸铜标准溶液的体积,毫升;
K ──── 每毫升硫酸铜标准溶液相当于EDTA标准溶液的体积比;
10──── 全部试液与所分取试液的体积比;
G ──── 试样重量,克。
6 二氧化锆与二氧化铪含量的测定
6.1 试剂
6.1.1 硫酸:1+4。
6.1.2 氢氟酸:40%。
6.1.3 盐酸:比重1.19,1+1。
6.1.4 茉羟乙酸(苦杏仁酸):固体。
6.1.5 苦杏仁酸洗涤液:5%水溶液。称取苦杏仁酸5克,加浓盐酸2毫升,
用水稀释至100毫升。
6.1.6 硼砂-碳酸钠混合熔剂:2:1(重量比)。
6.1.7 乙醇:95%。
6.2 分析步骤
准确称取试样约0.3克,置于铂坩锅中,用水润湿,加入硫酸(1+4) 1 ̄1.5
毫升,再加40%氢氟酸5毫升,于低温电炉上蒸发至近干,反复处理一次。升高
温度至冒尽三氧化硫白烟。残渣加硼砂-碳酸钠混合熔剂4 ̄5克,于950 ̄1000
℃熔融至透明,继续熔融15 ̄20分钟,以热的盐酸(1+1)25毫升溶解熔块。待
全部溶解后,冷却,移入250毫升容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀,备用。此
溶液为试液乙。
吸取试液乙100毫升,置于300毫升烧杯中,加入盐酸(比重1.19) 20毫升,调
整体积约120毫升,加热至80 ̄85℃(在水浴上进行)。在搅拌下缓慢加入苦杏仁酸
6 ̄7克,放置水浴上保温半小时,取下,静置3 ̄4小时。用慢速纸过滤,以苦杏
仁酸洗涤液洗涤8 ̄10次,用水洗涤3 ̄5次后,再用少许95%乙醇洗涤1 ̄2次,沉
淀和滤纸一并放入已灼烧至恒重的铂坩埚中,烘干灰化,在950℃高温炉中灼烧30
分钟,取出放入干燥器中冷却到室温,称量。反复灼烧,直至恒重。
二氧化锆与二氧化铪的百分含量按式(6)计算:
(G1 -G2)×2.5
Zr(Hf)O2%=─────────×100……………………(6)
G
式中:G1 ────坩埚与沉淀的重量,克;
G2 ────坩埚的重量,克;
G ────试样的重量,克;
2.5────全部试液与分取试液的体积比。
8 氧化钾、氧化钠、氧化钙、氧化镁、三氧化二铁的测定
8.1 试剂
8.1.1 氯化钾:光谱纯。
8.1.2 氯化钠:光谱纯。
8.1.3 碳酸钙:光谱纯。
8.1.4 氧化镁:光谱纯。
8.1.5 三氧化二铁:光谱纯。
8.1.6 盐酸:优级纯;比重 1.19,1+1。
8.1.7 硝酸:优级纯;比重 1.40。
8.1.8 20%氯化锶(SrCL2.6H2O)2水溶液,贮于塑料瓶中备用。
8.1.9 偏硼酸锂(LiBO2):由LiBO2.8H2O于625℃以上脱水制得。
8.1.10 二氧化锆溶液:称取6.54克氯氧化锆(ZrOCl3.8H2O),溶于500毫升
水中。此溶液每毫升含二氧化锆约5毫克。
8.1.11 三氧化二铝标准溶液:称取2.65克纯铝屑(99.999%),用40毫升王水
(HCL+HNO3=3+1)加热溶解后,移入1000毫升容量瓶中,用水稀释至刻度,摇
匀。此溶液每毫升约含三氧化二铝5毫升。
8.2 仪器
8.2.1 原子吸收分光光度计。
8.2.2 钾、钠、钙、镁、铁单元素空心阴极灯。
8.3 标准溶液的配制
8.3.1 单一元素贮存标准溶液的配制
8.3.1.1 氧化钾标准溶液:准确称取在105 ̄110℃烘干2小时的氯化钾1.5830
克于300毫升烧杯中,用水溶解后,移入1000毫升容量瓶中,用水稀释至刻度,
摇匀。此溶液每毫升含氧化钾1毫克。
8.3.1.2 氧化钠标准溶液:准确称取在105 ̄110℃烘干2小时的氯化钠1.8859
克于300毫升烧杯中,用水溶解后,移入1000毫升容量瓶中,用水稀释至刻度,
摇匀。此溶液每毫升含氧化钠1毫克。
8.3.1.3 氧化钙标准溶液:准确称取在105 ̄110℃烘干2小时的碳酸钙1.7848
克于300毫升烧杯中,加少量水润湿后,盖上表皿,滴加盐酸(1+1),使其溶
解后再过量少许,加热煮沸除去二氧化碳。冷却,移入1000毫升容量瓶中,用
水稀释至刻度,摇匀。此溶液每毫升含氯化钙1毫克。
8.3.1.4 氧化镁标准溶液:准确称取在105 ̄110℃灼烧过的氧化镁1.0000克于
300毫升烧杯中,加入少量水,盖上表皿,逐滴加盐酸(1+1)20毫升,加热溶
解后冷却,移入1000毫升容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。此溶液每毫升含
氧化镁1毫克。
8.3.1.5 三氧化二铁标准溶液:准确称取在105 ̄110℃烘干2小时的碳酸钙1.0000
克,置于300毫升烧杯中,加少量水润湿,再加盐酸(1+1)30毫升和硝酸(比重
1.40)5毫升,加热溶解。冷却,移入1000毫升容量瓶中,用水稀释至刻度,摇
匀。此溶液每毫升含三氧化二铁1毫克。
8.3.2 混合标准母液的配制
分别准确吸取上述氧化钾、氧化钠、氧化钙、氧化镁、三氧化二铁单一
元素贮存标准溶液50毫升,置于1000毫升容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。
此溶液为每毫升含50微克上述各氧化物的等量混合标准母液。
8.3.3 混合标准溶液系列的配制
准确吸取上述混合标准母液,加入适量的偏硼酸锂,盐酸,20%氯化锶
溶液,三氧化二铝溶液和二氧化锆溶液,使各级标准中均含有0.7%偏硼酸锂,
4%盐酸,1%氯化锶,500微克/毫升三氧化二铝和400微克/毫升二氧化锆,稀
释成待测元素氧化物浓度分别为0.00,0.25,0.50,1.00,2.00,3.00,4.00,
……10.0微克/毫升的标准系列溶液。其中不加混合标准母液的第一份溶液即为
标准系列空白。以上标准溶液系列贮存于塑料瓶中备用。
8.4 试样溶液的制备
准确称取试样约0.1克,置于预先铺有0.1克偏硼酸锂的铂坩埚中,再加入
0.5克偏硼酸锂,用铂丝或细玻棒搅拌均匀,上面再覆盖0.1克偏硼酸锂,压实。
于900 ̄950℃溶融至透明。再继续熔融5 ̄10分钟,使试样完全分解。取出坩埚,
边旋转边冷却,使熔融物均匀地附着在坩埚内壁上。
将坩埚及盖一并放入盛有约70毫升4%盐酸溶液的100毫升烧杯中,坩埚内
放入包胯聚乙烯外壳的磁子,在电磁搅拌器上于室温下提取。待熔块全部溶解
后,将坩埚和盖及磁子用4%盐酸洗出,溶液转移到100毫升容量瓶中,加入20%
氯化锶5毫升,再用4%盐酸稀释至刻度,摇匀,待测。
8.5 分析步骤
根据使用的仪器型号,选择适当的工作参数(如空心阴极电流值,狭缝宽度,
燃烧器高度,火焰状态,标尺扩展倍数等),采用空气-乙炔火焰,各元素测定
波长见表1。
注:仪器工作参数应根据所使用仪器的条件试验进行选择。
表 1
───────┬─────┬─────┬─────┬─────┬──────
元素 │ K │ Na │ Ca │ Mg │ Fe
───────┼─────┼─────┼─────┼─────┼──────
测定波长, │ 7665 │ 5890 │ 4227 │ 2852 │ 2483
───────┴─────┴─────┴─────┴─────┴──────
比较测定标准系列溶液、试样溶液、空白溶液中各待测元素的吸光度值。
按直接比较法或紧密内插法计算试样中待测元素氧化物的浓度CX。
直接比较法CX按式(8)计算:
CA
CX=────── ×EX …………………(8)
EA
式中:EA ─────标准溶液的吸光度值;
EX ─────试样溶液的吸光度值;
CA ─────标准溶液的浓度,微克/毫升。
计算中应分别扣除标准溶液和试样溶液的空白值,试样中各元素氧化
物的百分含量M(%)按式(9)计算:
CX.V.A
M=───────── ×100 ……………(9)
1000000G
式中:CX───试样溶液中元素氧化物的浓度,微克/毫升;
V ───试样溶液体积,毫升;
A ───试样溶液的稀释倍数;
G ───试样重量,克。
9 分析结果的允许差
分析结果的允许误差范围见表2
表 2
─────────────┬───────────┬────────────
测 定 项 目 │室 内 允 许 差,% │ 室 间 允 许 差,%
─────────────┼───────────┼────────────
烧 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
─────────────┴───────────┴────────────
`
附录A
氢氟酸-高氯酸分解试样
氧化钾、氯化钠、氧化钙、氧化镁、三氧化二铁的测定
(参考件)
A1 试制
A1.1 氢氟酸:优级纯,40%。
A1.2 高氯酸:优级纯,比重1.67。
A2 混合标准溶液系列的配制
参照本方法8.3.3,但各级待测元素标准中仅加入4%盐酸,1%氯化锶。
A3 试样溶液的制备
准确称取试样约0.1克,置于铂皿中,加水润湿后,加入0.5毫升高氯酸,
使试样尽量分散。加10 ̄15毫升氢氟酸,在低温电炉上加热分解,保持不沸
状态蒸发至冒高氯酸烟,冷却。再补加5 ̄10毫升氢氟酸,加热蒸发至干,冷
却,加4毫升盐酸(比重1.67)温热浸取3 ̄4分钟,补加20毫升水,继续加热浸
取15 ̄20分钟。冷却后,连同不溶物一并转移到100毫升容量瓶中,加入5毫升
20%氯化锶,用水稀释至刻度,摇匀,静置4小时以上。测定时将吸液毛细管插
入上层清液。
也可采用离心沉降或过滤转入容量瓶中。滤纸先用温稀盐酸溶液冲洗。
A4 分析步骤
分析步骤按照本方法8.5条进行。
附录B
标准样
(参考样)
在制订本标准分析方法的过程中,为便于开展共同试验,验证分析方法,建
筑材料科学研究院制备了两个锆刚玉耐火材料分析标准样84-1锆刚玉、84-2锆
刚玉,标准分析结果列于下表。
锆刚玉标准样分析结果
─────────────┬───────────┬────────────
测 标准样名称│ 84-1 锆 刚 玉 │ 84-2 锆 刚 玉
测 定 ├───────────┼────────────
定 项 目 结 果 │ 测 定 结 果,%│ 测 定 结 果,%
─────────────┼───────────┼────────────
烧 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
─────────────┴───────────┴────────────
`
附加说明:
本标准由国家建筑材料工业局提出。
本标准由建筑材料科学研究院归口。
本标准由建筑材料科学研究院负责起草,参加单位有山东陶瓷研究所、山东
建筑材料工业学院、沈阳耐火材料厂。
本标准主要起草人张鹏光、华宝智、姚庆荣