棕刚玉化学分析方法 |
(发布时间：2012-12-07 9:53:45浏览次数：384) |
国家质量技术监督局2000-02-18批准 2006-06-01实施
1 范围
本标准规定了棕刚玉磨料及结晶块中灼减(或灼增)、二氧化硅、三氧化二铁、二氧化钛、氧化钙、氧化镁、二氧化锆和三氧化二铝的测定方法。
本标准适用于棕刚玉磨料及结晶块化学成分的测定，不适用于因使用后而发生成分变化的产品。
2 引用标准
下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
GB/T 4676-1984普通磨料取样方法
3 分析试样的制备
3.1 结晶块试样
取具有统计代表性的结晶块，破碎至完全通过2mm筛网，混匀，用四分法缩分至10～20 g。继续用钢研钵或刚玉研钵研细至全部通过150µm 筛网。用吸力9.8～14.7 N的磁铁吸出粉碎中带入的铁质。然后混匀，装入试样袋，于105~110℃的烘箱中烘干1 h，取出，放入干燥器中，冷却备用。
3.2 磨料试样
依照GB/T 4676进行取样和缩分。
粒径>15µm 的磨料，先缩分至10～20 g，再用刚玉研钵研细至全部通过150µm 筛网，混合均匀，装入试样袋，烘干放于干燥器中备用。
粒径<150µm 的磨料，缩分至10～20 g，装入试样袋，烘干放于干燥器中备用。
4 灼减(或灼增)的测定
4.1 分析方法
称取试样约l g，精确至0.000l g，放入预先在1100℃高温炉中灼烧至恒重的铂坩埚中，记下坩埚加试样的质量，盖微启，置于1100℃的高温炉中灼烧1 h，取出，置于干燥器中冷却，称重，反复灼烧至恒重。
4.2 分析结果的计算
灼减百分含量计算公式如下：
式中：m1——灼烧前坩埚加试样的质量，g；
m2——灼烧后坩埚加试样的质量，g；
m0——试样的质量，g。
4.3 允许误差按表1之规定。
5 二氧化硅的测定
5.1 重量法
此方法适合于任何二氧化硅含量的棕刚玉样品分析。
5.1.1 方法原理
试样经硼砂一碳酸钠熔融分解，用硫酸浸出并蒸发至冒白烟使硅酸脱水，经灼烧而成二氧化硅。然后用氢氟酸处理使二氧化硅以四氟化硅形式除去，氢氟酸处理前后的重量差即为沉淀中二氧化硅的量。
5.1.2 试剂
5.1.2.1 氢氟酸(40％)。
5.1.2.2 硫酸：(1+4)，(1+1)，(2+98)。
5.1.2.3 混合熔剂：一份无水碳酸钠与一份硼砂研细混匀。
5.1.3 分析方法
称取试样约1 g，精确至0.0001 g，放置于事先盛有5 g混合熔剂(5.1.2.3)的铂坩埚中，混匀，再覆盖1 g混合熔剂，加盖，于l000℃熔融约1 h，取出；转动坩埚，使熔融物附于坩埚内壁，冷却。洗净坩埚外壁，置于250mL烧杯中，加硫酸(1+4)100mL，加热溶解熔块，洗出坩埚及盖。
小心蒸发溶液至冒三氧化硫白烟，冷却。加100mL水，煮沸溶解盐类，用无灰中速滤纸过滤，用热的硫酸(2+98)洗净滤纸及沉淀。保留滤液A用于三氧化二铁、二氧化钛、氧化钙、氧化镁的测定。转移滤纸和沉
淀于铂坩埚中，低温灰化，再逐渐升温至l000℃，灼烧l h。取出，于干燥器中冷却，称重，反复灼烧至恒重。
加l～2滴水润湿沉淀物，再加10 mL氢氟酸，2～3滴硫酸(1+1)，小心蒸干，于1000℃灼烧约15min，取出，于干燥器中冷却，称重，反复灼烧至恒重。
5.1.4 分析结果的计算
二氧化硅的百分含量计算公式如下
式中：m1——沉淀物经硫酸、氢氟酸处理的失量，g；
m。——试样的质量，g。
5.2 比色法
此方法适合于二氧化硅含量小于10％的棕刚玉样品分析。
5.2.1 方法原理
试样用硼砂碳酸钠混合熔剂分解后，用硫酸溶液浸出，在pHl.8～2.0的硫酸介质中，加钼酸铵使硅酸离子形成硅钼杂多酸，用1，2，4-酸(1-氨基-2-萘酚-4-磺酸)还原剂将其还原成钼兰，在分光光度计上于700 nm处测其吸光度。
5.2.2 试剂
5.2.2.1 硫酸：(5+95)。
5.2.2.2 酒石酸溶液(10％)。
5.2.2.3 钼酸铵溶液(5％)：溶解5 g钼酸铵于100mL水中，放置24 h后过滤使用。若出现沉淀则应停止使用。
5.2.2.4 还原试液：称取25 g亚硫酸氢钠溶解于25mL水中；称取2 g亚硫酸钠和0.4 gl，2，4-酸溶解于25 mL水中。合并两溶液于250 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，备用。此溶液保质期为14 d。
5.2.2.5 二氧化硅标准溶液：称取0.1000 g高纯二氧化硅(经过1000℃灼烧过)，精确至0.0001 g，1 g无水碳酸钠(高纯试剂)，于铂坩埚中混匀，在800～900℃的高温炉中熔融20min，取出，转动坩埚使熔融物附于坩埚内壁，在聚四氟乙烯烧杯中用热水溶解，移入1 000 mL容量瓶中定容。然后贮存于干净干燥的塑料瓶中，备用。1 mL此溶液含0.1000 mg的二氧化硅。
5.2.2.6 混合熔剂：(同5.1.2.3)。
5.2.2.7 空白溶液：称取6 g混合熔剂放入铂坩埚中，在1000℃熔融约20min，取出，冷却，洗净坩埚外壁，用硫酸(5.2.2.1)l00mL溶解，移入250 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，备用。
5.2.3 仪器
5.2.3.1 聚四氟乙烯烧杯，250 mL。
5.2.3.2 分光光度计。
5.2.4 分析方法
5.2.4.1 称取试样和稀释比例的选择
根据试样中二氧化硅的大致含量参照表2选择试样称取量和稀释关系。
5.2.4.2 试验溶液的制备
参照5.2.4.l称取试样于事先盛有5 g混合熔剂(5.2.2.6)的铂坩埚中混匀，再覆盖1 g混合熔剂，加盖，将坩埚置于l000℃高温炉内熔融约1 h，取出，转动坩埚使熔融物附于坩埚内壁，冷却后用水洗净坩埚外壁，放入盛有近沸的硫酸(5.2.2.1)100 mL，的250 mL烧杯中，于砂浴上加热浸出，用水洗出坩埚及盖，移入250 mL容量瓶中，冷却，用水稀释至刻度，摇匀。此为试验溶液B。
5.2.4.3 分析步骤
移取一定量(见表2)上述试验溶液B于100 mL容量瓶中，调节试液温度至20℃以上，加5 mL钼酸铵溶液(5.2.2.3)，混匀放置7 min，加10 mL酒石酸溶液(5.2.2.2)，5 mL还原试液(5.2.2.4)，稀释至刻度，摇匀，放置30 min，以水作参比，用1 cm比色皿，于700 nm波长处测其吸光度。用同样方法做空白实验，减去空白溶液的吸光度后，于工作曲线上查出二氧化硅量。
5.2.4.4 工作曲线的绘制
移取空白溶液(5.2.2.7)共八份各5.00 mL，分别放入八个100 mL，的容量瓶中，用微量滴定管依次加入二
氧化硅标准溶液(5.2.2.5)0.00、0.20、0.50、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00 mL，按5.2.4.3方法操作，测定其吸光度，减去空白溶液吸光度后，与相应的二氧化硅量对应，绘制成工作曲线。
5.2.5 分析结果的计算
二氧化硅的百分含量计算公式如下：
ω(SiO2)=(m1×d)÷m0×100％………………………………………(4)
式中：d——稀释系数；
m1——在工作曲线上查得的二氧化硅量，g；
m0——试样的重量，g。
5.3 允许误差按表3之规定。
6 三氧化二铁、二氧化钛、氧化钙、氧化镁与三氧化二铝的分离
取由再量法测定二氧化硅所得滤液A(也可移取一定量比色法测二氧化硅的试验溶液B)，蒸发至150～200 mL，用氢氧化钠(550 g/L)溶液调节酸度至近中性。逐滴滴加氢氧化钠(550 g/L)溶液至沉淀恰好溶解。把溶液转入预先盛有150mL氢氧化钠(150 g/L)溶液和1 g无水碳酸钠的烧杯中，小心加热近沸1 h，冷却，用中速滤纸过滤，用碳酸钠(10 g/L)溶液洗涤，弃去滤液。然后用25 mL热的盐酸(1+9)溶解沉淀，并用热的盐酸(2+98)洗涤干净，保持溶液体积约150 mL。加5 mL双氧水(3％)，煮沸，加入1 g氯化铵和3滴甲基红指示剂。逐滴滴加氨水(1+1)至出现稳定的黄色，再过量约10滴，煮沸，放置1 min。用中速滤纸过滤，用热的已被氨水调至碱性的氯化钠(20 g/L)溶液洗净滤纸和沉淀。转移滤纸和沉淀于原烧杯中，加100 mL盐酸(1+9)，搅拌使沉淀溶解，用水稀释至200 mL，煮沸。
重复用氨水沉淀和过滤步骤，合并滤液留做测定氧化钙和氧化镁，此为溶液C。
沉淀用50 mL硫酸(1+4)溶解，移入100 mL容量瓶中，留作测定三氧化二铁和二氧化钛，此为溶液D。
7 三氧化二铁的测定
7.1 容量法
此方法适合于三氧化二铁含量大于2％的棕刚玉样品分析。
7.1.1 方法原理
在盐酸介质中，以氯化亚锡为还原剂，将溶液中的三价铁离子还原为二价铁离子之后，再以二氯化汞将稍过量的氯化亚锡氧化，最后用重铬酸钾标准溶液来滴定二价铁离子，从而计算出三氧化二铁的含量。
7.1.2 试剂
7.1.2.1 盐酸：(1+1)。
7.1.2.2 氢氧化钠(20％)。
7.1.2.3 硫酸一磷酸混合溶液：在搅拌下，将150 mL浓硫酸慢慢地加到700 mL水中，稍冷，再加150mL磷酸。
7.1.2.4 二氯化锡溶液(10％)：称取10 g二氯化锡于20 mL盐酸中加热溶解，用水稀释至100 mL，搅匀。放数粒锡粒，并保持有锡粒存在。
7.1.2.5 二氯化汞饱和溶液(约5％)：称取二氯化汞5 g溶于100mL热水中，冷却，用时取上层清液
7.1.2.6 二苯胺磺酸钠指示剂溶液(O.5％)。
7.1.2.7 重铬酸钾标准溶液(0.0100mol/L)：称取经150℃烘干2 h的重铬酸钾(基准试剂)2.9424 g溶于100 mL水中，转移入l000 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。
7.1.3 分析方法
移取50．00mL。混合氧化物溶液D(见第6章)或100.00 mL比色法测定二氧化硅所制备的试验溶液B，放于250mL烧杯中，滴加氢氧化钠溶液(7.1.2.2)至产生大量白色沉淀再溶解，并过量10 mL，加热至近沸，搅拌并保温10 min，待沉淀凝聚后以中速滤纸过滤，弃去滤液，沉淀用热盐酸(7.1.2.1)40mL溶解于原