硅酸盐全分析
硅酸盐分析
SiO 2 78% SiO 2 65% ~ 78% SiO 255% ~ 65% SiO 238% ~ 55% SiO 2 38% ~ 40%
第二页，编辑于星期三：十六点 二十三分。
硅酸盐岩石中金属含量
▪ 极酸性岩和酸性岩:氧化铝(10%~16%);钾，钠 氧化物(7%~8%)，钛含量不高，碱土金属含量 较低，铬，镍，锰通常不存在．
成份
S iO 2
F e 2O 3 M gO
N a 2O H 2O M nO
CO2
含量(%) 成份
59.14
A l2O 3
3.08
F eO
3.49
C aO
3.84
K 2O
1.15
T iO 2
0.124
P 2O 5
0.101
其他
含量(%) 15.34 3.80 5.08 3.13 1.05 0.299 0.376
原料 石灰石、粘土、辅助原料（石膏）
水泥
硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙
成分 3 CaO SiO2 2 CaO SiO2 3 CaO Al2O3
水
设备 水 泥 回 转 窑
泥 工
反应 条件
高温
业
生产
过程 磨→烧→磨
水泥 应用
建筑粘合剂
水泥工 业展望
第十三页，编辑于星期三：十六点 二十三分。
名称 原料
混凝土 钢筋混凝土 水泥砂浆
工
4、设备
业
玻璃熔炉
如秦皇岛耀华玻璃 厂，洛阳北玻玻璃厂， 洛阳蓝地钢化玻璃有
限公司淄博嘉利玻璃
5、几种常见的玻璃
工业有限公司 等。
6、我国主要玻璃工பைடு நூலகம்产地
第十五页，编辑于星期三：十六点 二十三分。
第五章硅酸盐分析
硅酸盐的分析方法
硅酸盐分析有很长的历史。经典的分析方法多采用 重量分析法测定各元素。例如，用盐酸蒸干法或动物胶 法测定SiO2，用沉淀重量法测定Al2O3 、 Fe2O3、 CaO、 MgO等元素。重量法测定SiO2有准确的优点，但测Al、 Fe等元素则准确性不高。近代硅酸盐分析用K2SiF6容量 法测SiO2，Fe、Ca、 Mg等元素的测定已用EDTA法。 EDTA法测定这些元素，不但快速而且准确，已经广泛用 于例行分析。这就是所谓的“快速法”。
酸盐常规分析。
由于原子吸收光谱法的发展，几乎硅酸盐中所有 的组分都可用原子光谱法加以测定。对于硅酸盐中碱 金属的测定，除了有条件的单位可采用原子吸收法外， 一般采用火焰光度法，此法简单、快速、准确。
三、硅酸盐试样的分解
在硅酸盐分析中，试样的处理和分析溶液的制备是非常 重要的。因为，在多数情况下，硅酸盐分析采用的是系统 分析，制备成的试液要能够适合多种成分的测定。由于这 一原因，在经典的硅酸盐分析中只能使用铂器皿进行试样 熔融处理，熔剂也只有很少几种可以采用，这就限制了试 样处理手段及测定方法的选择。随着化学分析技术的不断 提高，硅酸盐中各成分的测定方法有了很大的改进。质量 分析已逐渐被滴定分析和仪器分析所取代。
动物胶凝聚法
动物胶是用动物的筋、骨制成且富有氨基酸的蛋白质，属于 两性电解质。当pH＝4.7时，动物胶粒子的正负电荷相等； pH﹤4.7时，由于吸附H+离子而带正电，因此它能凝聚带有负电 荷的胶体。硅酸水溶胶在一定的酸度和温度条件下加入适量的动 物胶，即使其电荷中和而被凝聚。此外，由于动物胶是亲水性很 强的胶体，它能从硅胶粒子上夺取水分，破坏其水化外壳，更进 一步促使硅胶凝聚。
测定步骤硅酸盐试样进氢氧化钠碱熔盐酸津取制成特定试液2500ml方入400ml烧杯中加入7ml氟化钾溶液搅拌并放置min以上加水稀释至约200ml加5ml三乙醇胺12及少许的该黄绿素甲基百里香酚蓝酚酞混合指示剂在搅拌下加入氢氧化钾溶液至出现绿色荧光后再过量58ml此时溶液在ph13以上用edta标准溶液滴定至绿色荧光消失并显橘红每毫升edta标准滴定溶液相当于氧化钙的毫克数mgmlg试样的质量g1001000caocao测定原理在ph10的氨性缓冲溶液中在分离或用三乙醇胺掩蔽fe性铬蓝k萘酚铝b为指示剂用edta标准溶液直接滴定ca终点由酒红色变为纯蓝色测定结果为钙镁含量
硅酸盐水泥全分析 (讲义)
综合实验硅酸盐水泥全分析(14学时,P193-196) ——水泥中SiO2、Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO的测定注意：本实验共三周，序号勿换（坩埚编号对应）第一周预处理提前半小时上课。
第一周1．空坩埚恒重（马弗炉，恒重两次，∆≤±0.0005g）2．水泥试样预处理2份（2份SiO2, 1份滤液：Fe3+ .Al3+ .Ca2+ .Mg2+）3．0.02 mol·L-1 Cu2+标准溶液的配制（标定EDTA用）第二周1.样品坩埚第一次恒重（SiO2炭化→灰化→马弗炉恒重）2．0.02mol·L-1 EDTA标准溶液的配制（Cu2+标定）3．水泥中Fe2O3、Al2O3的测定第三周1.Fe3+和Al3+均匀沉淀法分离预处理2.CaO、MgO总量的测定3.样品坩埚第二次恒重一、水泥试样预处理一、目的要求：1．学习水泥试样的分解与处理方法；2．掌握重量法测SiO2的原理与方法。
二、实验原理：硅酸盐水泥主要成分：3 CaO. SiO2 , 2CaO.SiO2 , 3CaO.Al2O3 ,4 CaO.Al2O3. Fe2O33SiO2(重量法)：过滤→烘干→炭化→灰化→恒重Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+ ：容量分析法（方法？条件？）三、实验内容：1. 空坩埚恒重（两次，∆≤±0.0005g，取平均值；编号对应）。
要点：a.干燥器手推法，转移拿法（带盖转移，防止滑脱）；b.干燥器先开小缝冷却5min; 密封冷却25min;c.称重（坩埚钳夹取），带盖放入天平计时30s内记录质量.2. 水泥试样预处理：要点：a．烧杯干燥，仔细搅20min，加热防止蒸干b．漏斗下端成水柱→沉降→上层清液先倒，玻棒勿碰纸→洗涤少量多次，用热水→沥干再倒→转移↓→小纸头擦沉淀→检验→包好（对应坩埚号）3．0.02mol·L-1 Cu2+标准溶液的配制纯铜0.25-0.32g定容至250.0mL①(1+1) HCl 3 mL②滴加H2O2至溶③盖上表皿加热赶尽H2O2（小泡冒完）冷却二、水泥中Fe 2O 3、Al 2O 3的测定（4学时）一、 目的要求：1．掌握Cu 2+标准溶液标定EDTA 的原理和方法； 2．掌握溶液中Fe 3+和Al 3+的分别测定的原理和方法。
第三章硅酸盐分析
石英：SiO2+Na2CO3 ＝Na2SiO3+ CO2 熔融物用 HCl 处理。
1.4.2 NaOH 熔融 NaOH 熔点： 328℃ 分解条件： 器皿：银或镍坩埚 时间：10~20min 温度： 650~700 ℃，需从室温开始 熔剂用量：试样量的 8~10倍 熔融反应：橄榄石 MgSiO3+2NaOH ＝Na2SiO3+ Mg(OH) 2 熔融物同样可用 HCl溶解。 缺点：某些难分解的天然硅酸盐分解不完全。
硅酸盐全分析的测定结果，要求各项的百分 含量总和 ~100%：
Ⅰ：99.3~100.7% ；
Ⅱ：98.7~101.3% 。
1.4 试样分解 1.4.1 Na2CO3熔融
Na2CO3熔点： 852℃ 分解条件： 器皿：铂坩埚
温度：950~1000 ℃ 时间：30~40min 熔剂用量：试样量的 8~10倍
1.3 硅酸盐的组成和分析项目
1.3.1 组成
组成复杂，元素众多，从结构上可以简单看 成是由SiO2和金属氧化物组成：
iM2O? mMO? nM2O3? gSiO2 根据SiO2的含量，可将硅酸盐划分为五类：。 ①极酸性岩： SiO2＞78%； ②酸性岩： SiO2 65~78%； ③中性岩： SiO2 55~65%； ④基性岩： SiO2 38~55%； ⑤超基性岩： SiO2 ＜38%~40% 。
将试样置于铂器皿中灼烧至恒重，加 H2F2H2SO4或H2F2-HNO3处理，使样品中的 SiO2转变为 SiF4逸出：
2H2F2＋SiO2＝SiF4＋2H2O 再灼烧至恒重，差减计算 SiO2的含量。该法只适 用于较纯的石英样品中 SiO2的的测定。
硅酸盐分析
2013-9-23
工业分析-硅酸盐分析
SiO2 + 6HF = H2SiF6 + 2H2O H2SiF6 = SiF4 + 2HF
再用分光光度法测定滤液中可溶性的SiO2 的量， 二者之和即为SiO2 的总量（GB/T176-1996中规定的 基准法)。 2、测定步骤
（1）纯SiO2 的测定 称取约0.5g试样，置于铂金坩埚中，在950 ~1000℃下灼烧5min，冷却。用玻璃棒仔细压碎块状 物，加入0.3g无水碳酸钠，再在上述温度下灼烧 10min。
2013-9-23 20
工业分析-硅酸盐分析
结构水是以化合状态的氢或氢氧根存在于矿物的晶 格中，需加热到300 ~1300℃才能分解而放出。
化合水的测定方法有重量法、气相色谱法、库仑 法等。
二、烧失量的测定 烧失量又称为灼烧减量，是试样在1000 ℃灼烧后 所失去的质量。 烧失量主要包括化合水、二氧化碳、和少量的硫、 氟、氯、有机质等。
工业分析-硅酸盐分析
第四章
§4.1 §4.2 §4.3 §4.4 §4.5 §4.6 §4.7 §4.8 §4.9
2013-9-23
硅酸盐（silicates)分析
概述 硅酸盐试样的分解 水份和烧失量的测定 二氧化硅含量的测定 三氧化二铁含量的测定 三氧化二铝含量的测定 二氧化钛含量的测定 氧化钙和氧化镁含量的测定 硅酸盐的全分析系统
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工业分析-硅酸盐分析
熔剂：Na2CO3，铂金坩埚 温度：950 ˚C 时间： 3-5min 用量：0.6 ~ 1倍试样量 以水泥生料为例，烧结过程如下：
试样约0.5 g 铂金坩埚
0.5 g Na2CO3 拌匀，扫棒 轻压物，分开 950-1000 C
第五章 硅酸盐分析1
0.1000g，已知外在水分是2.45%，分析水分是
1.5%，求干燥基的灰分质量分数。
干燥基灰分：8.46%
2019/2/20
2
作业评讲
6.
称取空气干燥煤样1.000g，测定挥发分时，失去质量为 0.2842g，已知空气干燥煤样中水分为2.50%，灰分为9.00%， 收到基水分为5.4%，求以空气干燥基，干燥基，干燥无灰基， 收到基表示的挥发分和固定碳的质量分数。 空气干燥基 挥发分：25.92%，固定碳：62.58% 干燥基 挥发分：26.58%，固定碳：64.18% 干燥无灰基 挥发分：29.29%，固定碳：70.71%
Na 2 O SiO 2 又如： 石灰石（CaCO ） 高温 玻璃 3 CaO SiO 2 碱金属（Na 2 CO 3） 2019/2/20 砂子（SiO 2）
15
人造硅酸盐的成分
SiO 2 : 20 24%,Al2 O 3 : 2 7%, Fe 2 O 3 : 2 4% 常见的 硅酸盐水泥 CaO : 64 68%,MgO : 0 4%,SO 3 : 0 2% 酸不溶物 : 1.5 3%
正长石：K2AlSi6O16或 K2O ·Al2O3 ·6 SiO2
高岭土： H4Al2Si2O9或Al2O3 ·2 SiO2 ·2 H2O
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硅酸盐的分类
2、硅酸盐制品（即人造硅酸盐）
以硅酸盐矿物的主要原料，经高温处理，可生产出硅 酸盐制品（水泥、玻璃、陶瓷、耐火材料等非金属） 如：
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硅酸盐的分析意义
工业分析工作者对岩石、矿物、矿石中的主要化学成分
进行的系统的全面测定，称为全分析。
硅酸盐的分析
=+0.63伏 E o 2 =+1.36伏 Cr O / 2 Cr 3
3、干扰及消除 （1）Cu2+的干扰及消除 （2）Ti4+的干扰及消除 （3）Pt2+的干扰及消除 生成[PtSn4Cl4]4+ 黄色络离子
原子吸收分光光度法
KCuY 2
三氧化二铁的测定
原理
（2）指示剂的选择 ①锌盐→二甲酚橙（XO） 注意：pH>6.3 XO为红色 pH<6.3 XO为黄色
（一）氧化还原滴定法（重点研讨K2Cr2O7法）
Eo Fe 3 / Fe 2
Eo 2 Hg 2 / Hg 2
2
=+0.77伏
o =+0.15伏 ESn 4 2 / Sn
络合滴定法测定钙镁
实验原理：EDTA与Ca2+、Mg2+在一定的pH值下能生成稳定的络合物（MgEDTA pK=8.69,Ca-EDTA pK=10.69）。选择 适当的酸度条件和适当的指示剂， 可以用EDTA滴定钙、 镁。
1、滴定方式 2）连续滴定法： 加碱 ①pH=10，测CaO+MgO－－→pH≥12（ Mg(OH)2，释出之 EDTA用钙标准液反 滴定测MgO） 酸化 ②pH≥12，测CaO－－→pH=10 测MgO
3）滴定方式的选择：返滴定 直接用EDTA滴定Al3+的困难 （1）在pH 3～6，Al3+易水解 （2）在室温下，Al3+与EDTA反应慢 （3）Al3+封闭二甲酚橙指示剂 4）返滴定剂及指示剂的选择 （1）返滴定剂的选择 =1016.13 AlY =1016.50
K
< <
K ZnY2
=1018.80
361硅酸盐分析-硅酸盐性质及制样方法(精)
9
经典分析系统
经典分析系统只能测定SiO2、 Fe2O3 、Al2O3 、 TiO2、CaO、 MgO六项，不能测定 K2O、Na2O、
MnO、P2O5，这些项目需另外称样测定。
其特点是准确度高，操作较为繁琐。
10
试样
Na2CO3熔融， 水提取，HCl 酸化，过滤
沉淀 SiO2+杂质
灼烧、称重；HF 处理后灼烧、称重
学习情境六 硅酸盐分析
任务1 硅酸盐性质及制样方法
1. 硅酸盐组成及种类 2. 硅酸盐的分析意义和分析项目 3. 硅酸盐试样的分解与制备
1
一、硅酸盐组成及种类
硅酸盐就是硅酸的盐类，就 是由二氧化硅和金属氧化物
H+ H+ H+ H+ H+ H+
3
H+
2 SiO 3
所形成的盐类。
换句话说，是硅酸（x SiO2 ·y H2O）中的氢被Al、
C 3S : CaO SiO 2 石灰石（CaCO 3） C S : 2CaO SiO 高温 2 2 粘土（Al2 O 3 2SiO 2 2H2 O） 水泥 C 3 A : 3CaO Al2 O 3 铁矿石（Fe 2 O 3） C 4 FA : 4CaO Fe 2 O 3 Al2 O 3
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硅酸盐全分析
一、样品前处理过程
准确称取样品0.5g，加入5~6g NaOH①，用银坩埚在500~600℃②熔融20~30分钟③。
冷却后脱埚（放入100ml水中分别用蒸馏水和硝酸（1+20）④反复清洗坩埚3~4次）。
在搅拌下一次⑤加入25ml⑥浓盐酸溶解熔块浸出物。
再加入1~2ml 硝酸（1+1）⑦煮沸，得澄清试液，冷却至室温，最后定容至250ml。
①熔融过程中所需药品为优级纯（GR）或分析纯（AR）。
②铁矿石熔融需在600~700℃下，50~60分钟。
③熔融过程中应注意溶剂“爬埚”。
④可用胶头棒清洗。
硝酸尽量少用，防止银被溶解。
⑤一次加入可防止粘土类样品中硅胶析出。
石灰石样品应分次加入，防止
大量喷出将试液带出。
CO
2
⑥若为铁矿石，用量为30~35ml。
⑦将Fe2+氧化为Fe3+。
⑧转移过程中应特别注意样品损失。
⑨粘土类及砂分析时称量应少于0.5g，铁粉类分析时称量约为0.3g。
二、元素分析
1.硅元素分析
上述试液定容后马上①吸出50ml于塑料烧杯中，一次加入15ml浓硝酸②后可待用。
在溶液中加入10ml 15%的氟化钾溶液，搅拌，冷却至室温。
再加入固体氯化钾，搅拌并压碎不溶颗粒，直至饱和。
放置10~15分钟，快速滤纸过滤。
塑料杯及沉淀用5%氯化钾溶液各洗涤2~3次③。
将滤纸连同沉淀置于原塑料杯中，沿杯壁加入10ml 10%氟化钾－乙醇溶液④及两滴酚酞指示剂，用氢氧化钠标准溶液中和未洗尽的酸，仔细搅动滤纸并擦洗杯壁，直至酚酞变为浅红（不计读数）。
后加入沸水⑤至300ml（沸水预先用氢氧化钠溶液中和至酚酞呈微红色），用氢氧化钠标准溶液滴定⑥至微红色并记下读数。
二氧化硅的百分含量：
①防止长时间放置后硅胶沉积，使的试液中硅胶分布不均匀，造成测量误
差。
②加入浓硝酸可防止硅胶沉积。
③KCl溶液总体积控制在20~25ml，尽量减少氟硅酸钾的水解反应，避免
检测结果偏小。
④抑制氟硅酸钾的水解反应，避免检测结果偏小。
⑤氟硅酸钾的溶解以及氟硅酸根水解反应均为吸热反应，水解时温度越高，
体积越大，越有利于上述反应进行。
⑥接近终点时的温度应大于70℃。
2.铁元素分析
准确吸取所制备的试样溶液25ml于300ml烧杯中，用水稀释至100ml，加2滴磺基水杨酸钠指示剂，用氨水（1+1）滴至刚呈黄色，立即用盐酸（1+1）滴至红色再多加8滴，此时溶液PH约为1.8~2.0①。
将溶液加热至70℃②，加10滴磺基水杨酸钠指示剂③，以EDTA标准溶液缓慢滴定至亮黄色④。
终点时溶液温度应控制在60℃左右。
三氧化二铁的百分含量：（该方法中铁的滴定度已经校正）
①溶液PH为2时，铝、钛等干扰离子对测定结果的影响很小。
②滴定时温度在60~70℃，终点明显，结果正确。
若温度太低且滴定速度
快，往往容易使结果偏高。
③在调节溶液PH值的时候，若分析的样品是石灰石，则应在调节时一次
性加入10滴指示剂（石灰石中铁含量很少，增加指示剂的量可以更明显
地判断PH是否到达2），其它样品应在溶液加热后滴加指示剂。
④终点的颜色随着溶液中铁含量的多少而深浅不同。
若铁含量很少则无色，
含量在10mg以下呈亮黄色，随着铁含量增加黄色加深。
⑤若分析的样品为铁粉，可在调节PH值之前预先加入10mlEDTA，防止
有氢氧化铁沉淀析出。
3.铝元素的测定（返滴定法）
在滴定铁后的溶液中，准确加入10~15ml①的EDTA标准溶液，然后加入20ml 乙酸－乙酸钠缓冲溶液②（PH4.0），微沸取下，加入5~6滴0.2% PAN指示剂，用硫酸铜标准溶液滴定至亮紫色③。
Mn2+的存在对该方法有干扰，且干扰程度随溶液PH值和Mn2+浓度的增加而增大，可用以下方法消除：在PH3.0用EDTA直接滴定铝；用氟化铵④置换－EDTA络合滴定铝；用过硫酸铵预先将Mn2+沉淀分离。
三氧化铝的百分含量：
①石灰石样品中可加入10ml，生料和熟料样品中加入12ml，其它样品中
加入15ml，含铝量高的样品中可加入20~25ml。
②在PH3.8~4.0的条件下溶液中少量TiO2+和大部分Al3+可与EDTA络合，
防止TiO2+和Al3+水解。
溶液PH的调节不宜先用氨水，可以避免Al3+
水解形成一系列多核水化物，影响与EDTA的络合速度。
③滴定终点的颜色与过剩的EDTA的量和所加PAN指示剂的量有关。
若溶
液中剩余的EDTA的量或指示剂PAN 的量较多，终点为蓝紫色或蓝色；
若EDTA过量较少或PAN指示剂的量较大，终点为红色。
④F－能与Al3+逐级形成稳定的络合物，在PH4.0时用铜溶液返滴定法，溶
液中F－量大于2mg是测定结果明显偏低，并且终点变化不敏锐。
⑤磺基水杨酸钠指示剂与Al3和Cu2+有一定的络合效应，在一般情况下滴
定铁时加入的0.5ml（10滴）10%磺基水杨酸钠指示剂对铝的测定没有
干扰。
4.
三、。