硅酸盐系统分析

2011-1-8
25
（四）、 三氧化二铝的测定
EDTA直接滴定法 直接滴定法 水泥及其原料 系统分析中 基准法
适用于MnO含量>0.5%的试样 含量> 适用于 含量 的试样 CuSO4返滴定法 代用法
适用于MnO含量<0.5%的试样 含量< 适用于 含量 的试样
pH＝1.2 EDTA 测Fe3+ pH＝4.0 EDTA 测Al3+
掩 蔽 pH＝10 Fe3+ 、 Al3+
测Ca2+、Mg2+合量
测Ca2+
2011-1-8
20
2. 指示剂及终点颜色: 指示剂及终点颜色:
指示剂： 指示剂：磺基水杨酸及其钠盐 SS，10 % 10d ， 终点颜色： 亮黄（或无色）取决于Fe 终点颜色：紫红 亮黄（或无色）取决于 3+含量
P110 1.2.2 调pH 1.6 ~ 1.8的经验方法！ 的经验方法！ 的经验方法
2011-1-8 21
4. 温度 温度:
Fe3+与EDTA反应慢，加热提高反应速度。 反应慢，加热提高反应速度。 反应慢 控制温度60-70 ˚C，（温度计观察） 控制温度 ， 温度计观察） t > 70 ˚C，部分 3+ 络合， ，部分Al 络合， t < 60 ˚C，反应速度慢 ， 所以控制滴定起始温度70 ，最终温度60 。 所以控制滴定起始温度 ˚C，最终温度 ˚C。
2011-1-8 8
酸溶、碱熔 氯化铵系统 酸溶、碱熔—氯化铵系统
NH4Cl
SiO2
测硅 重量法测二氧化硅 EDTA 测铁、 测铁、铝、钙、镁
溶液 样品 溶液 碱熔 KF
NaOH K2SiF6 HF
测硅
容量法测定二氧化硅 EDTA
溶液
测铁、 测铁、铝、钙、镁
9
碱熔—氟硅酸钾系统 碱熔 氟硅酸钾系统
第六章 硅酸盐系统分析
§6.1 概述 §6.2 硅酸盐试样的分解 水泥及其原料的分析 § 6.3 水泥及其原料的分析
一、概述 二、分析方法综述 三、酸溶氯化铵系统法 碱熔— 四、碱熔—氟硅酸钾系统
§ 6.4 玻璃及原材料主要成分的分析 § 6.5 陶瓷及原料主要成分的分析
2011-1-8 1
§ 8.3 水泥及其原料的分析
吸 ，偏高 太长脱的太干：增加 附量不易洗净 转化 → ， 太短脱水不完全：可溶 不溶性硅酸不完全，易透过滤纸损失 使结 果偏低并且过滤慢
沸水浴加热近干（ 沸水浴加热近干（10 ~15min） ）
2011-1-8 14
2） 过滤与洗涤 ） a） 过滤 ）
转 中速滤纸,迅速过滤。 中速滤纸,迅速过滤。 滤纸 过滤 时间太长， 时间太长，温度低后 水凝胶 转 胶冻不好过滤 水溶胶透过 滤纸结果偏低
o o 950-1000 C 1 SiO2 H2O 2
H2SiO3
110 C
SiO2
无定形
950˚C灼烧 灼烧40min是无定形 是无定形SiO2，相互吸水， 相互吸水， 灼烧 是无定形 产生误差,称量速度快些。 产生误差 称量速度快些。 称量速度快些
2011-1-8
16
计算： 计算：
m坩埚+沉淀 − m坩埚 ω(SiO2 ) = m
2011-1-8
三、 酸溶氯化铵系统法
分解试样： （一）、 分解试样：
1g氯化氨，混匀 滴加2mL盐酸＋2 3d硝酸 试样 → 磁蒸发皿 → →
沸水浴蒸发 → 搅拌溶解 → 过滤 沉淀灼烧 → 测SiO 2 → 滤液定容 → 容量法 → Fe 2 O3、Al2 O3、CaO、MgO
2. 条件及注意事项
1）脱水温度及时间 ）
a）蒸发温度(温度控制100-110 C) ）蒸发温度 温度控制100 110˚C 100利于凝聚 加热> 120 o C 形成难溶的碱式盐Mg(OH)Cl, Fe(OH)Cl 其溶解度低导致SiO 2 偏高（Fe，Mg偏低）
b）脱水时间 10 ~15 分钟 ）
2011-1-8 22
返滴定法 1、原 理 、
Fe
3+
过量EDTA pH1.0 - 1.5
FeY Y剩余
Bi(NO3)3标准滴定溶液 XO指示，pH=1.0
BiY
XO pH < 6.3 黄色 黄色,
XO-Bi 红色
2011-1-8
23
滴定之前 终点前
F eY
+
H 2 Y 2- + X O
剩余
溶液黄色 FeY - + 2 H +
4. 定期检测及质量控制
生料质量控制分析： 的测定； 生料质量控制分析：TCaCO3 、Fe2O3的测定； 水泥熟料质量控制分析： 的测定； 水泥熟料质量控制分析：fCaO的测定； 的测定; 水泥中SO3的测定 化学成分分析。 化学成分分析。 分析
2011-1-8 6
水泥中对各原料、半成品、 水泥中对各原料、半成品、成品中各氧化物要求
2011-1-8
2
一、 1. 概念： 概念：
概 述
水泥是指加入适量水后可成塑性浆体， 水泥是指加入适量水后可成塑性浆体，既能在 空气中硬化又能在水中硬化，并能将砂、 空气中硬化又能在水中硬化，并能将砂、石等材料 牢固地胶结在一起的细粉状水硬性胶凝材料 水硬性胶凝材料。 牢固地胶结在一起的细粉状水硬性胶凝材料。
理论上讲，对混合离子测定有两种方法： 理论上讲，对混合离子测定有两种方法：
控制酸度分步滴定 方法 掩蔽方法分步滴定
∆ lg K ≥ 5
2011-1-8
19
Fe3+ lg K 25.1 pHmin 1.2
Al3+ 16.3 4.0
Ca2+ 10.69 7.7
Mg2+ 8.7 9.7
掩 蔽 pH＝12 3+ Fe 、 Al3+
2011-1-8
17
（三）、 三氧化二铁的测定
KMnO4法 氧化还原滴定法 K2Cr2O7 化学分析法 铁 的 测 定 仪器分析法 直滴法 SS指示剂 络合滴定法 EDTA法 返滴法 铋盐返滴 XO指 示剂 光度分析法 微量铁测定
2011-1-8
18
直接滴定法
1. 体系组成 Fe3+ Al3+ Ca2+ Mg2+ Si4+(重量法 重量法) 重量法
2011-1-8 11
硅酸盐
NaOH 或NaCO3
浓HCl
Na2SiO3
H2SiO3
一部分 水凝胶
重量法
条件
一部分 水溶胶
溶液中
胶体沉淀
干涸（蒸发至干）
容量法 + 胶体溶液 控制C,T,H
完全为溶胶
（ ） Na2CO3 铂 转 变为 K2CO3 可溶性 2SiO3、 2SiO3 Na K （银 ） NaOH Na2SiO3+2HCl=H2SiO3+2NaCl KOH
按其 用途 和性 能分
用于大量土木工程
专用水泥
有专门用途
特性水泥
某种性能比较突出
2011-1-8
4
硅酸盐水泥、 硅酸盐水泥、
按所含的 主要水硬 主要水硬 氟铝酸盐水泥 性矿物分
铝盐水泥、 铝盐水泥、
工业废渣和地方材料为主要成份的水泥
2011-1-8
5
3. 水泥原料
石灰石、粘土、 石灰石、粘土、铁矿石 铁粉、矿渣、 铁粉、矿渣、粉煤灰 火山灰、石膏、 火山灰、石膏、萤石等
样品
Na2CO3
熔融
浓HCl 处理
H2SiO3
凝 胶 溶 胶
NH4Cl 蒸发干涸
凝聚沉
SiO2 1 HO 2 2
3 : 97 HCl溶可溶盐 3 : 97 HCl洗涤
2011-1-8
SiO2
1 HO 2 2 沉淀
950-1000 C
o
SiO2
称重
%
（纯净）
吸水严重，迅速称量 无定型 ，
13
滤液Fe、Al、Ca、Mg（Ti、Mn）测定
7
Fe2O3 0.1~2.0 5 20~70
Al2O3 0.2~2.5 15
CaO 45~53 5
MgO 0.1~2.5 3
烧失量 36~43
R2O
SO3
0.2~10 65
4
0.1~1.5
32~40
0.05~2.0 0~3.0 34~37
22.0~45.5天然 天然 10.0~38.0 粘土质
2011-1-8
5.终点控制： 5.终点控制： 终点控制
Fe3+ 与EDTA反应速度较慢，近终点时应慢滴、 反应速度较慢， 慢滴、 反应速度较慢 近终点时应慢滴 充分搅动，滴定时的体积以100 mL左右为宜。 左右为宜。 充分搅动，滴定时的体积以 左右为宜
太大：c太小，终点不明显 太小：干扰严重，温度下降太快，不利于滴定
10mL热盐酸（3＋97）
2011-1-8
10
氯化铵重量法测SiO2 （二）、 氯化铵重量法测
优：准 ，二天 （1）二次盐 酸蒸干脱水 法 经典100来年 历史了 又叫“ 二次 干涸 ” （2）一次盐 酸蒸干脱水 法（配合比 色法是（1） 法改进） 重量 法 测 SiO2 方 法 （地质系统 ）做生料SiO2 （3）NH4Cl法 （4）动物胶 法（地质系 统）（漏失 量1-2 %但快速 ） （5）聚环氧 乙炔法（peo） 容量法 比色 法 K2SiF6 法 如钢铁系统 用 只适用 于微量硅 如硅酸盐重 量法漏失的
SiO2 石灰石 粘 土 铁矿石 0.05~1.0 石 膏 5.0~50.0 0.2~6.0 2.0~14.0 生 料 熟 料 水 泥 12~15 19~24 20~24 1.5~3 3~6 2~4 2~4 4~7 2~7 15~36 41~45 60~66 64~68 5.0~6.0 1~2.5 < 4.5 0~4% 0.2%