法律状态公告日
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法律状态
2016-06-15
授权
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2014-05-14
实质审查的生效 IPC(主分类):G01N21/31 申请日:20131214
实质审查的生效
2014-04-16
公开
公开
技术领域
本发明属于冶金材料测试分析技术领域,具体涉及一种石灰石、石灰、白云石中二氧化硅含量的快速准确检测方法。
背景技术
在钢铁冶炼生产中,石灰石主要用于炼铁时造渣,石灰主要用于炼钢时造渣和脱硫,并作为烧结矿和团球矿的熔剂,白云石经过煅烧主要用于烧结冶金炉底的修补炉衬。石灰石、石灰及白云石中的主成分——二氧化硅的含量对产品的性能有重要影响,因此对其含量进行准确测定对冶炼生产具有十分重要的现实意义。在传统的二氧化硅含量测定方法中,钼蓝光度法测量二氧化硅含量的上限为4%,不适用于二氧化硅含量>4%的试样的测定;高氯酸脱水重量法虽然适用于二氧化硅含量>2%的试样的测定,但该方法对某些试样分解不彻底,易造成分析误差,且分析时间长,成本高。因此,有必要研发一种准确性高,稳定性好,分析周期短,测试成本低,尤其适用于二氧化硅含量≥4%的石灰石、石灰、白云石试样的检测方法,以适应现代化冶炼生产对提质、降本、增效的迫切需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种石灰石、石灰、白云石中二氧化硅含量的快速准确检测方法。
本发明的目的是这样实现的:一种石灰石、石灰、白云石中二氧化硅含量的快速准确检测方法,包括试样预处理、试样溶解、显色、吸光度测定、标样配制、工作曲线绘制及含量计算工序,具体包括:
A、试样预处理:将试样粉碎至粒度≤0.125mm,在105~110℃干燥1.5~2.5h,密封于干燥器中,冷却至室温;
B、试样溶解:称取0.1000g试样,与3.0~4.0g碳酸钠-硼酸的混合熔剂混匀后,置于石墨垫底的高铝坩埚中,于900±10℃熔融18~22min后冷却至室温,将所得熔块与45~55ml盐酸溶液、25~35ml水混合,待熔块溶解完全后冷却至室温,再移入250ml容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀后过滤,得试液;
C、显色:移取5.00ml步骤B所得试液于100ml容量瓶中,加入18~22ml钼酸铵溶液,摇匀后静置18~22min,加入45~55ml草酸-硫酸的混合酸,再加入4.80~5.20ml抗坏血酸-硫酸亚铁铵的混合溶液,摇匀后用水稀释至刻度,得显色液;
D、吸光度测定:将步骤C所得显色液移入1cm比色皿中,以空白试液为参比,采用分光光度计,于波长680nm处,测量显色液的吸光度;
E、标样配制:称取0.2000g已预先在1000±50℃灼烧50~70min的二氧化硅标样置于铂坩埚中,加入2.0~3.0g碳酸钠-硼酸的混合熔剂,于900±10℃熔融18~22min后冷却至室温,然后用沸水浸提,再次冷却至室温后,将浸提液移入500ml容量瓶中,用水稀释至刻度并摇匀,得标准溶液a;移取50.00ml标准溶液a于500ml容量瓶中,用水稀释至刻度并摇匀,得标准溶液b;
F、工作曲线绘制:移取0.00ml、2.00ml、4.00ml、6.00ml、8.00ml、10.00ml二氧化硅标准溶液b,分别置于100ml容量瓶中,再分别加入5.00ml空白试液,按步骤C进行显色,分别将所得显色液移入1cm比色皿中,以0.00ml二氧化硅标准溶液b所对应的显色液为参比,采用分光光度计,于波长680nm处,测量显色液的吸光度,吸光度值分别为0.251、0.400、0.552、0.693、0.845,以二氧化硅质量为横坐标,吸光度为纵坐标,绘制工作曲线;
G、含量计算:试样中二氧化硅含量按照下式进行计算:
式中:
m1——根据试样吸光度值从工作曲线上查得的二氧化硅质量,ug;
m——步骤B中的试样质量,g;
V1——步骤C中移取的试液体积,ml;
V——步骤B中的试液总体积,ml。
采用本发明所述方法对二氧化硅含量≥4%的试样进行检测,与传统检测方法相比:在检测结果的准确性方面,本发明所述方法采用的分析步骤与参数设定,有利于试样溶解完全,无残留,无异质干扰,减少了实验误差,检测结果具有良好的稳定性、重现性和准确性。在检测速度方面,本发明所述方法具有分析速度快,检测周期短,分析效率高的特点,不但节约了检测时间,减轻了测试分析人员的劳动强度,还减少了能耗,有利于企业降本增效。在检测流程方面,本发明所述方法操作简单,易学好懂,对测试分析人员无过高要求,具有较好的推广应用前景。
附图说明
图1为工作曲线图,横坐标为二氧化硅质量,纵坐标为吸光度。
具体实施方式
下面对本发明作进一步的说明,但不以任何方式对本发明加以限制,基于本发明教导所作的任何变换或替换,均落入本发明的保护范围。
本发明所述石灰石、石灰、白云石中二氧化硅含量的快速准确检测方法,包括试样预处理、试样溶解、显色、吸光度测定、标样配制、工作曲线绘制及含量计算工序,具体包括:
A、试样预处理:将试样粉碎至粒度≤0.125mm,在105~110℃干燥1.5~2.5h,密封于干燥器中,冷却至室温;
B、试样溶解:称取0.1000g试样,与3.0~4.0g碳酸钠-硼酸的混合熔剂混匀后,置于石墨垫底的高铝坩埚中,于900±10℃熔融18~22min后冷却至室温,将所得熔块与45~55ml盐酸溶液、25~35ml水混合,待熔块溶解完全后冷却至室温,再移入250ml容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀后过滤,得试液;
C、显色:移取5.00ml步骤B所得试液于100ml容量瓶中,加入18~22ml钼酸铵溶液,摇匀后静置18~22min,加入45~55ml草酸-硫酸的混合酸,再加入4.80~5.20ml抗坏血酸-硫酸亚铁铵的混合溶液,摇匀后用水稀释至刻度,得显色液;
D、吸光度测定:将步骤C所得显色液移入1cm比色皿中,以空白试液为参比,采用分光光度计,于波长680nm处,测量显色液的吸光度;
E、标样配制:称取0.2000g已预先在1000±50℃灼烧50~70min的二氧化硅标样置于铂坩埚中,加入2.0~3.0g碳酸钠-硼酸的混合熔剂,于900±10℃熔融18~22min后冷却至室温,然后用沸水浸提,再次冷却至室温后,将浸提液移入500ml容量瓶中,用水稀释至刻度并摇匀,得标准溶液a;移取50.00ml标准溶液a于500ml容量瓶中,用水稀释至刻度并摇匀,得标准溶液b;
F、工作曲线绘制:移取0.00ml、2.00ml、4.00ml、6.00ml、8.00ml、10.00ml二氧化硅标准溶液b,分别置于100ml容量瓶中,再分别加入5.00ml空白试液,按步骤C进行显色,分别将所得显色液移入1cm比色皿中,以0.00ml二氧化硅标准溶液b所对应的显色液为参比,采用分光光度计,于波长680nm处,测量显色液的吸光度,吸光度值分别为0.251、0.400、0.552、0.693、0.845,以二氧化硅质量为横坐标,吸光度为纵坐标,绘制工作曲线;
G、含量计算:试样中二氧化硅含量按照下式进行计算:
式中:
m1——根据试样吸光度值从工作曲线上查得的二氧化硅质量,ug;
m——步骤B中的试样质量,g;
V1——步骤C中移取的试液体积,ml;
V——步骤B中的试液总体积,ml。
所述步骤A中,将干燥后的试样密封于干燥器中,对于石灰石试样和白云石试样,干燥后应立即密封于干燥器中,冷却至室温;对于石灰试样,干燥后应立即密封于密封器中,再密封于干燥器中,冷却至室温。
步骤A中所述密封器可以为称量瓶、磨口瓶或密封袋中的任一种。
步骤B中所述盐酸溶液由体积比1:1的37%的盐酸与水混合而成。
步骤B、E中所述碳酸钠-硼酸的混合熔剂由质量比2:1的碳酸钠与硼酸混合而成。
步骤C中所述钼酸铵溶液的浓度为12.5g/L,草酸-硫酸的混合酸由体积比3:1的草酸溶液与硫酸溶液混合而成,所述草酸溶液的浓度为20.0g/L,所述硫酸溶液由体积比1:8的98%的硫酸与水混合而成,抗坏血酸-硫酸亚铁铵的混合溶液由体积比1:1的抗坏血酸溶液与硫酸亚铁铵溶液混合而成,所述抗坏血酸溶液的浓度为2.0g/L,所述硫酸亚铁铵溶液的浓度为2.0g/L。
步骤E中所述标准溶液a的二氧化硅含量为0.40mg/ml,标准溶液b的二氧化硅含量为40ug/ml。
步骤A、B、E中所述冷却至室温指的是冷却至20~25℃。
步骤E中所述用沸水浸提指的是在烧杯中用沸水浸提,将试样熔球浸提至熔球溶解完全,用沸水洗出坩埚。
步骤E中所述烧杯为塑料烧杯。
步骤D、F中所述分光光度计为紫外分光光度计,型号为UV-2000。
所述检测方法特别适用于二氧化硅含量≥4%的试样的测定。
实施例1
——石灰试样中二氧化硅含量的检测
检测用试剂:
碳酸钠-硼酸的混合熔剂:由质量比2:1的碳酸钠与硼酸混合,研细制成。
盐酸溶液:由体积比1:1的37%的盐酸与水混合而成。
钼酸铵溶液:浓度为12.5g/L。
草酸-硫酸的混合酸:由体积比3:1的草酸溶液与硫酸溶液混合而成,草酸溶液的浓度为20.0g/L,硫酸溶液由体积比1:8的98%的硫酸与水混合而成。
抗坏血酸-硫酸亚铁铵的混合溶液:由体积比1:1的抗坏血酸溶液与硫酸亚铁铵溶液混合而成,抗坏血酸溶液的浓度为2.0g/L,硫酸亚铁铵溶液的浓度为2.0g/L。
二氧化硅标样:纯度为99.99%。
样品检测:
A、试样预处理:将石灰试样粉碎至粒度≤0.125mm,在108℃干燥2h,试样干燥后立即密封于磨口瓶中,再密封于干燥器中,冷却至20~25℃。
B、试样溶解:称取0.1000g试样,将试样置于盛有3.5g碳酸钠-硼酸的混合熔剂的定性滤纸上,混匀后置于石墨垫底的高铝坩埚中,于900℃高温炉中熔融20min后取出,冷却至20~25℃。将所得熔块放入盛有50ml盐酸溶液、30ml水的400ml烧杯中溶解,待熔块溶解完全后冷却至20~25℃,再移入250ml容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀后过滤,得试液。
C、显色:移取5.00ml步骤B所得试液于100ml容量瓶中,加入20ml钼酸铵溶液,摇匀后静置20min,加入50ml草酸-硫酸的混合酸,再加入5.00ml抗坏血酸-硫酸亚铁铵的混合溶液,摇匀后用水稀释至刻度,再次摇匀,得显色液。
D、吸光度测定:将步骤C所得显色液移入1cm比色皿中,以空白试液为参比,采用UV-2000型紫外分光光度计,于波长680nm处,测量显色液的吸光度。
E、标样配制:称取0.2000g已预先在1000℃灼烧60min的二氧化硅标样置于铂坩埚中,加入2.5g碳酸钠-硼酸的混合熔剂,于900℃高温炉中熔融20min后取出,冷却至20~25℃。然后在塑料烧杯中用沸水浸提,将试样熔球浸提至熔球溶解完全,用沸水洗出坩埚。再次冷却至20~25℃后,将浸提液移入500ml容量瓶中,用水稀释至刻度并摇匀,得标准溶液a,此溶液的二氧化硅含量为0.40mg/ml。移取50.00ml标准溶液a于500ml容量瓶中,用水稀释至刻度并摇匀,得标准溶液b,此溶液的二氧化硅含量为40ug/ml。
F、工作曲线绘制:随同试样做空白试验,制备空白试液。移取0.00ml、2.00ml、4.00ml、6.00ml、8.00ml、10.00ml二氧化硅标准溶液b,分别置于100ml容量瓶中,再分别加入5.00ml空白试液,按步骤C进行显色。分别将所得显色液移入1cm比色皿中,以0.00ml二氧化硅标准溶液b所对应的显色液为参比,采用UV-2000型紫外分光光度计,于波长680nm处,测量显色液的吸光度,吸光度值分别为0.251、0.400、0.552、0.693、0.845。以二氧化硅质量为横坐标,吸光度为纵坐标,绘制工作曲线,如图1所示。
G、含量计算:试样中二氧化硅含量的计算如下:
m1——根据石灰试样吸光度值0.520从工作曲线上查得的二氧化硅质量为224.76ug;
m——步骤B中的试样质量为0.1000g;
V1——步骤C中移取的试液体积为5.00ml;
V——步骤B中的试液总体积为250ml。
=
= 11.24(%)
实施例2
——石灰石试样中二氧化硅含量的检测
检测用试剂:同实施例1
样品检测:
A、试样预处理:将石灰石试样粉碎至粒度≤0.125mm,在108℃干燥2h,试样干燥后立即密封于干燥器中,冷却至20~25℃。
B、C、D、E、F步骤同实施例1。
G、含量计算:石灰石试样中二氧化硅含量的计算如下:
m1——根据石灰石试样吸光度值0.472从工作曲线上查得的二氧化硅质量为198.84ug;
m——步骤B中的试样质量为0.1000g;
V1——步骤C中移取的试液体积为5.00ml;
V——步骤B中的试液总体积为250ml。
=
= 9.94(%)
实施例3
——白云石试样中二氧化硅含量的检测
检测用试剂:同实施例1
样品检测:
A、试样预处理:将白云石试样粉碎至粒度≤0.125mm,在108℃干燥2h,试样干燥后立即密封于干燥器中,冷却至20~25℃。
B、C、D、E、F步骤同实施例1。
G、含量计算:试样中二氧化硅含量的计算如下:
m1——根据白云石试样吸光度值0.336从工作曲线上查得的二氧化硅质量为125.39ug;
m——步骤B中的试样质量为0.1000g;
V1——步骤C中移取的试液体积为5.00ml;
V——步骤B中的试液总体积为250ml。
=
= 6.27(%)
实施例4
——本发明所述检测方法的精密度、准确度、回收率实验
(1)精密度实验
实验方法:选择5个石灰、石灰石、白云石试样,分别按本发明所述的检测方法进行二氧化硅含量测定,计算相对标准偏差,实验结果见表1。
表1 本发明所述检测方法的精密度实验结果
(2)准确度实验
实验方法:选择2个石灰石、白云石标准样品,分别按本发明所述的检测方法进行二氧化硅含量测定,每一样品平行测定5次,实验结果见表2。
表2 本发明所述检测方法的准确度实验结果
(3)回收率实验
实验方法:选择石灰、石灰石、白云石试样各一个,分别加入不同量的二氧化硅,按本发明所述的检测方法进行测定,每一样品平行分析4次,取平均值,求得回收率为99.0%—102.8%,实验结果见表3。
表3 本发明所述检测方法的回收率实验结果
由上述实验结果可知,本发明所述检测方法的分析结果偏差小,精密度、准确度均能满足分析要求,且分析速度快,操作简单,容易掌握,具有较高的推广应用价值。
机译: 竖炉中由石灰石或白云石生产的石灰石或白云石煅烧石灰的方法,该方法包括汽油燃料,液体燃料或stauffoermiger燃料以及Brenngut co stueckigen焦炭
机译: 涂料组合物,例如可用于基于聚合物水分散体的涂料表面积,包括一定含量的微晶石灰石粉,无定形石灰石粉,无定形二氧化硅,颜料和改性剂
机译: mb k u00fcnettenf u00fcll材料0 / 4,从白云岩中获得-k u00fcnettenf u00fcllmaterial 0 / 4由白云石和石灰石制成,fliessf u00e4higes填充f u00fcit和石灰石,flyssfc u00e4higes填充k u00 u00fcnetten