硅酸盐水泥中SiO2-Fe2O3-Al2O3-含量的测定
SiO2含量测定
烧掉量的测定（1）道理：试样在1025±25℃的马弗炉中灼烧,驱除水分和二氧化碳,同时将消失的易氧化元素氧化.（2）仪器装备：①马弗炉. ②瓷坩埚. （3）步调：,置于已灼烧恒重的坩埚中,将盖斜置于坩埚上,放于高温炉中,从低温逐渐升温至1025±25℃,灼烧1h,掏出坩埚于湿润器中,冷却至室温称重,再灼烧15min,称量,重复操纵直至恒重.（4）成果表述：烧掉量的质量分数按下式盘算. 式中ωLOI——烧掉量的质量分数,％; m样——试样的质量,g; m1——灼烧后试样的质量,g.所得成果应暗示至两位小数.（5）许可差含量规模许可差（%）≤（6）评论辩论：①骤加高温会引起试样中烧掉量急速挥发,造成试样的飞溅损掉,使剖析成果有误差;②灼烧后试样吸水性很强,所以冷却时光必须固定,称量敏捷,以免接收空气中的水分使成果偏低.二氧化硅的测定（1）道理：硅的测定可应用重量法.将试样与固体氯化铵混匀后,再加盐酸分化,个中的硅成硅酸盐凝胶沉淀下来,经由滤.洗涤,在瓷坩埚中于950℃灼烧至恒重,称量求其质量,得到二氧化硅含量.本法测定成果约较尺度法高0.2%阁下.若改用铂坩埚在1100℃灼烧恒重.经氢氟酸处理后,测定成果与尺度法成果误差小于0.1% .（2）仪器试剂：马弗炉.瓷坩埚.湿润器和坩埚钳; NH4Cl （固）,HCl（浓,6 mol·dm-3,2 mol·dm-3）,HNO3（浓）,AgNO3（0.1 mol·dm-3）.（3）步调：精确称取0.4g试样,置于50cm3烧杯中,参加2.5~3g固体NH4Cl,用玻璃棒混匀,滴加浓HCl至试样全体润湿（一般约需2cm3）,并滴加浓HNO3 2~3滴,搅匀.盖上概况皿,置于滚水浴上,加热1min,加热水约40cm3,搅动,以消融可溶性盐类.过滤,用热水洗涤烧杯和沉淀,直至滤液中无Cl-离子为止.（用AgNO3磨练）,弃去滤液.将沉淀连同滤纸放入已恒重的瓷坩埚中,低温湿润.炭化并灰化后,于1000℃灼烧30 min取下,置于湿润器中冷却至室温,称重.再灼烧,直至恒重.盘算试样中SiO2的含量.（4）成果表述：二氧化硅含量（%）=(m2-m1)/m式中：m1 ——恒重坩埚质量,g;m2 ——灼烧后坩埚与试样质量,g;m ——试料质量,g.所得成果应暗示至二位小数.（5）许可差：含量规模许可差（%）≤60>60（6）评论辩论：灰化时需从低温开端,并逐渐升温至沉淀变白,然后于950~1000℃高温炉中灼烧.如开端时骤加高温,灰化不轻易完整,这时可能会生成黑色碳化硅.即使在高温下长时光灼烧,也难使沉淀变白而完整转化为二氧化硅,常使剖析成果偏低.●溶样精确称取约2g水泥样品于250cm3烧杯中,参加8g NH4Cl,搅拌20min混匀.参加浓HCl 12 cm3,使试样全体润湿,再滴加浓HNO34~8滴,搅匀,盖上概况皿,置于已预热的沙浴上加热20~30min,直至无黑色或灰色的小颗粒为止.取下烧杯,稍冷后加热水40cm3,搅拌使盐类消融.冷却后,连同沉淀一路转移到500cm3容量瓶中,用水稀至刻度,摇匀后放置1~2h,让其澄清.然后,用干净湿润的虹吸管汲取溶液于干净湿润的400cm3烧杯中保管,作为测Fe.Al.Ca.Mg等元素之用.●氧化镁.氧化钙的测定（1）预备工作：1 甲基橙指导剂溶液（0.1%）：称取甲基橙0.1g溶于100ml水中.2 三乙醇胺溶液（1+2）：取三乙酸铵（密度1.12g/cm3）1体积与水2体积混匀.4.43 氢氧化钾溶液（4 mol/L）：称取氢氧化钾224g,溶于1L水中.3 盐酸（1+1）:取盐酸（密度1.19g/cm3）1体积与水1体积混匀.4 氨-氯化氨缓冲溶液（pH≈10）：称取54.0g氯化铵,溶于水,加350mL氨水,稀释至1000mL,保管于塑料瓶中.5 氨水（1+1）：取氨水（密度0.90g/cm3）1体积与水1体积混匀.6 甲基百里酚蓝络合指导剂：称取甲基百里酚蓝0.2g,加硝酸钾20g,研细.7 钙指导剂：0.5%水溶液.8 铬黑T：称取铬黑T0.1g,加氯化钠10g,研细.9 氟化钾：2%（2）道理：氧化钙和氧化镁的测定,采取EDTA络合滴定法以氟化钾清除硅酸对钙的干扰,在三乙醇胺存鄙人,于pH>13时,钙指导剂作指导剂,用EDTA尺度溶液滴定钙;用氟化钾克制硅酸钙的形成并遮蔽锆.铝.钛,用三乙醇胺遮蔽铁,在氨性溶液中,用EDTA尺度溶液滴定钙.镁合量,用差减法求出氧化镁的含量.（3）仪器试剂：加热器,烧杯（250mL ,1L）,容量瓶（1L2L）,玻璃棒,锥形瓶（250mL）,酸式滴定管,碱式滴定管,移液管（５,１０,２５,５０）,量筒（５００,５０,１０,）碳酸钙,甲基橙指导剂溶液（0.1%）, 三乙醇胺溶液（1+2）, 氢氧化钾溶液（4mol/L）, 乙二胺四乙酸钠,（1+2）三乙醇溶液, 钙指标剂,铬黑T,（1+1）盐酸,氨-氯化铵缓冲溶液（pH≈10）,氨水（1+1）,甲基百里酚蓝指导剂（4）步调：1 氧化钙尺度溶液（1mg/mL）的配制：称取经110℃烘2h的碳酸钙1.7848g,置于250mL烧杯中,滴加（1+1）盐酸消融,煮沸少焉,冷却至室温,移入1L容量瓶中,加水稀释至刻度,摇匀.此液每毫升含氧化钙1mg.2 EDTA尺度溶液（0.01mol/L）的配制：称取7.4g乙二胺四乙酸钠,置于1L烧杯中,加水约500mL,搅拌至完整消融后,移入2L容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀.标定：汲取氧化钙尺度溶液（4.58）5mL,置于250mL烧杯中,加（1+2）三乙醇溶液5mL,氢氧化钾溶液（4mol/L）5mL,补水至200mL,参加钙指标剂50mg,用EDTA尺度溶液（0.01mol/L）滴定至荧光绿消掉,突变成玫瑰红色即为终点.EDTA尺度溶液的摩尔浓度M及对氧化钙.氧化镁的滴定度TCaO.TMgO由式（3）.（4）.（5）暗示：M=w/(56.8v) (3)TCaO=56.08M (4)TMgO=40.30M (5)式中：M ——EDTA尺度溶液的摩尔浓度,mol/L;W ——汲取钙尺度溶液中含氧化钙的质量,mg;V ——消费EDTA尺度溶液的体积,mL;56.08 ——氧化钙的摩尔质量,g/mol;40.30 ——氧化镁的摩尔质量,g/mol;TCaO ——EDTA尺度溶液对氧化钙的滴定度,mg/mL;TMgO ——EDTA尺度溶液对氧化钙的滴定度,mg/mL;3 氧化钙的测定：分取试液25.00mL于250mL烧杯中,加7—10毫升2%氟化钾溶液,搅拌平均后,放置5-10分钟,加甲基橙指导剂溶液（0.1%）1滴,三乙醇胺溶液（1+2）5ml,滴加氢氧化钾溶液（4mol/L）至黄色,再加过量10mL,补水至200mL,参加钙指标剂少许,用EDTA尺度溶液（0.01mol/L）滴定至由紫红色变成纯蓝色即为终点.同时做一空白实验.4 氧化镁的测定：分取25.0mL于250mL烧杯中,加7—10毫升2%氟化钾溶液,搅拌平均后,放置5-10分钟,加三乙醇胺溶液（1+2）5mL,氨-氯化铵缓冲溶液（pH≈10）25mL.氨水（1+1）25mL,补水至200mL,加铬黑T少许,用EDTA尺度溶液（0.01mol/L）滴定至由紫红色变成蓝绿色即为终点.同时做一空白实验.5 成果表述氧化钙.氧化镁的百分含量分离由式（17）.（18）盘算： (17)式中：V1 ——滴定试液时消费的EDTA尺度溶液的体积,mL;V2 ——空白实验消费的EDTA尺度溶液的体积,mL;TCaO ——EDTA尺度溶液对氧化钙的滴定度,mg/mL;m ——试料质量,g;a ——分取试液体积与总体积之比.所得成果应暗示至二位小数.式中：Ｖ3 ——测定钙镁合量时,试液消费ＥＤＴＡ尺度的体积,mL;Ｖ4 ——测定钙镁合量时,空白实验消费的EDTA尺度溶液的体积,mL; V1.V2 ——与式（17）中雷同;TMgO ——EDTA尺度溶液对氧化镁的滴定度,mg/mL;m ——试料质量,g;a ——分取试液体积与总体积之比.所得成果应暗示至二位小数.6 许可差含量规模许可差（%）≤三氧化二铝含量测定（1）道理三氧化二铝的测定,采取氟化物代替,EDTA络合滴定法.（2）仪器药品1.EDTA尺度溶液（0.02mol/L）配制：称取37.5g乙二胺四乙酸二钠,先用少量水消融,再用水稀释至5000mL.标定：铝丝标定2. 甲基橙指导剂溶液（0.1%）3. 氨水（1+9）4．乙酸-乙酸钠缓冲溶液（pH≈5.5）5. 二甲酚橙指导剂溶液6.乙酸锌尺度溶液（0.02mol/L）7. 氟化钠8. 盐酸（1+19（3）步调测定：分取试液B25.0mL,置于500mL三角瓶中,参加EDTA尺度溶液（0.02mol/L）30mL（Al2O3含量较高时,可恰当增长EDTA尺度溶液的毫升数）,加热使溶液保持50℃阁下,参加甲基橙指导剂溶液（0.1%）1滴,用氨水（1+9）调至溶液变成橙色,再加盐酸（1+19）调成微红色,再过量2滴,此时溶液的pH约为3.8~4.微沸3~5min,流水冷却至室温,参加乙酸-乙酸钠缓冲溶液（pH≈5.5）10mL,二甲酚橙指导剂溶液（0.2%）5滴,用乙酸锌尺度溶液（0.02mol/L）滴定至由黄色突变成微红色.参加2g氟化钠（参加氟化钠后试液的色彩如不是黄色,可滴加盐酸（1+19）使其变成黄色）,加热煮沸5min,流水冷却至室温,补加乙酸-乙酸钠缓冲溶液（pH≈5.5）5mL,再补加二甲酚橙指导剂溶液（0.2%）1滴,持续用酸锌尺度溶液（0.02mol/L）滴定至溶液由黄色变成微红色.（4）盘算公式式中：V ——第二次消费的乙酸锌尺度溶液的体积,mL;T ——EDTA尺度溶液对三氧化二铝的滴定度,mg/mL;K ——1mL乙酸锌尺度溶液相当于EDTA尺度溶液毫升数（即对滴时的体积比）;m ——试料质量,g;a ——分取试液的体积与总体积之比;0.638 ——二氧化钛换算三氧化二铝的系数.所得成果应暗示至二位小数.(4)许可差：含量规模许可差（%）三氧化二铁的测定（1）道理：三氧化二铁含量的测定,采取邻菲罗啉光度法或火焰原子接收分光光度法.邻菲罗啉光度法：分取碱熔之滤液或酸溶之溶液,用柠檬酸遮蔽共存干扰离子,以抗坏血酸将三价铁还原成二价后,在pH≈3的溶液中,加邻菲罗啉使与Fe2+共成桔红色络合物,在分光光度计上于510nm处测吸光度.（2）步调：1三氧化二铁尺度溶液（0.1mg/ml）的配制：精确称取0.2159g剖析纯硫酸铁胺,假如少量水及20ml6mol/L盐酸使其消融,移至250ml容量瓶中,用水稀释至刻度摇匀.2 尺度曲线的绘制：取三氧化二铁尺度溶液（4.56）50mL,用水稀释至500mL,此溶液每毫升含三氧化二铁0.01mg.取每毫升含三氧化二铁0.01mg的尺度溶液5.0,10.0,15.0,20.0mL,分离置于50mL容量瓶中,加抗坏血酸溶液（1％）3mL,摇匀,放置10min.加柠檬酸溶液（1mol/L）3mL.对硝基苯酚指导剂溶液（0.5%）1滴,滴加氨水（1+1）调至黄色,滴加盐酸（1+1）10滴,加乙酸-乙酸钠缓冲溶液5mL.邻菲罗啉溶液（0.4%）3mL,用水稀释至刻度.放置15min,在分光光度计以上以试剂空白作参比,于波长510nm处,用1cm比色皿,测定其吸光度.绘制吸光度-Fe2O3浓度尺度曲线.3 邻菲罗啉光度法测定：分取试液A或B25.0mL于100mL容量瓶中（Fe2O3含量较高时,可少取样,大稀释）,加抗坏血酸溶液（1％）3mL,摇匀,放置10min.加柠檬酸溶液（1mol/L）3mL.对硝基苯酚指导剂溶液（0.5%）1滴,滴加氨水（1+1）调至黄色,滴加盐酸（1+1）10滴,加乙酸-乙酸钠缓冲溶液5mL.邻菲罗啉溶液（0.4%）3mL,用水稀释至刻度.放置15min,在分光光度计以上以试剂空白作参比,于波长510nm处,用1cm比色皿,测定其吸光度.（3）成果表述：三氧化二铁的含量由下式盘算：Fe2O3(%)=c/(1000ma)*100式中：c ——在尺度曲线上查得的三氧化二铁的浓度,mg/100mL;m ——试料质量,g;a ——分取试液体积与总体积之比.所得成果应暗示至二位小数.（3）许可差。
材料五(2)：硅酸盐水泥熟料标准GBT21372-2008 (1)
2015/12/11
品质部
6
3 定义与分类
3.2分类 按照水泥熟料的主要特性与用途分 为:通用水泥熟料和特性水泥熟料。 通用水泥熟料包含普通水泥熟料和低 碱水泥熟料； 特性水泥熟料包含中抗硫酸盐水泥熟 料、中热水泥熟料、低热水泥熟料和高抗硫 酸盐水泥熟料。
2015/12/11
品质部
7
4.1 基本化学要求
3CaO· SiO2=4.07*CaO -7.60*SiO2-6.72*Al2O31.43*Fe2O3- 2.85*SO3-4.07*f-CaO 2CaO· SiO2=2.87*SiO2-0.75*3CaO· SiO2
2015/12/11 品质部
8
4.1 低碱和特种熟料特性化学指标
Al 熟料类型 Na2O+0 3CaO· .658K2 2O3 O 低碱熟料 中抗熟料 中热熟料 高抗熟料 f-CaO 3CaO· Si 2CaO· Si O2 O2
2015/12/11 品质部
19
7 交贸和验收
以生产厂的检验报告为验收依据时，在发货 前或交货时买方（或委托卖方）在同编号熟料中 抽取试样，双方共同签封后保存三个月。 以上封存的样品和试验样品应用铁桶封装并 注意防潮。
2015/12/11
品质部
20
8 运输与贮存
硅酸盐水泥熟料应按品种运输和贮存，并不 与其它物品相混杂。 不带有杂物,如耐火砖、垃圾、废铁、炉渣、 石灰石、粘土等。
8. 运输与贮存
4. 技术要求
5. 试验方法
2015/12/11
品质部
3
1 范围
本标准规定了硅酸盐水泥熟料的定义、分 类、要求、试验方法和验收规则等。 本标准适用于硅酸盐水泥熟料。
工业分析
开卷部分根据具体情况选择化工产品进行系统分析。
通过查阅文献，自行设计工业物料的系统分析方案。
硅酸盐分析1．欲测定水泥熟料、生料、铁矿石、石灰石、粘土、石膏、矿渣等样品中的SiO2、Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O。
请根据所学知识，画出其系统分析流程简图。
2．硅砂、砂岩是生产玻璃的主要原料，其主要成分是SiO2，杂质为Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O。
请设计其系统分析方法(可以流程简图表示)。
3．通过查阅有关资料，对硅酸盐样品中二氧化硅的测定方法进行综述并简述其基本原理？4.试述氟硅酸钾测定硅的主要条件。
5．硅酸盐样品中硅的测定方法有几种?在什么情况下选择什么方法比较合适?参考题目1. 铁矿石系统分析2. 水泥熟料系统分析3. 萤石分析4. 石灰石系统分析5. 铝矾土的系统分析6. 钢铁中碳，硫，硅，锰，磷的测定7. 肥料中各种有效成份的测定8. 水质分析9. 典型化工产品分析10.石油产品的分析简述：通过查阅资料简述工业分析发展趋势一、工业分析发展提高分析速度，实现分析技术的机械化、自动化和实现在线分析，是分析工作者长期追求的目标。
工业分析发展趋势(1)高效采样、预富集、分离方法的集成化，连续化，自动化;(2)分析监测技术的连续自动化;(3)各种方法和仪器的联用;绪论1 .什么是工业分析? 其任务和作用是什么?2.工业分析的特点是什么? 工业分析的方法是什么?什么是允许差（公差）?3．工业分析标准？什么是标准物质？工业分析中常用的标准物质指哪些？当基体效应显著时，应注意什么问题。
☐4．消除干扰离子的方法有哪些？哪种方法最简便？☐5．选择分析方法时应注意哪些方面的问题？试样采集、制备与分解☐采样应当注意的问题，粒度与样品量之间的切乔特公式☐采集水样（污水）应注意的问题☐溶解样品应注意的问题☐选择合适的容器☐试样制备☐采用酸碱滴定法测定钢铁中磷含量，试样溶解后，磷应以——存在☐为了测定钢铁中磷含量，溶解试样时不能单独使用HCl或H2SO4的理由——☐采用硅钼蓝测定钢铁硅含量，试样溶解后，硅以——形式存在☐浓热HClO4遇有机物会发生爆炸，当试样中有有机物时应先加入——，蒸发破坏有机物☐按熔剂的化学性质，k2S2O7属于——性熔剂，主要用来分解——氧化物☐什么是“烧失量”？其数值大小与什么因素有关？如何才能得到较为准确的结果？煤工业分析☐煤工业分析是指？全分析？☐煤中水分测定☐艾氏卡试剂？☐煤中硫含量分析☐煤工业分析相关计算煤分析☐1．煤的分析有哪几类分析方法？煤的工业分析一般测定那些项目？☐2. 怎样从火车、汽车及煤堆中采取具有代表性的试样？采取的煤试样要经过哪些过程才能得到送交化验室的样品？化验室收到试样后，如何制成分析用试样？在制样过程中应注意哪些问题？☐3. 煤中的水分以什么形态存在？应任何测定？☐4．什么是艾士卡试剂？在煤中硫的测定中，各组分的作用如何?☐5. 称取空气干燥基煤试祥1.2000g，测定挥发份时失去质量0.1420g，测定灰份时残渣的质量0.1125g，如已知空气干燥基水分为4％，求煤样的挥发份、灰份和固定碳的百分含量？硅酸盐分析☐1．什么是硅酸盐工业分析? 其任务和作用是什么?☐2、通过查阅有关资料，对硅酸盐样品中二氧化硅的测定方法进行综述并简述其基本原理？☐3．欲测定水泥熟料、生料、铁矿石、石灰石、粘土、石膏、矿渣等样品中的SiO2、Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O。
第三章 硅酸盐分析
4. 试样的分解方法
溶解法：水溶，酸溶，其它溶剂
分为熔融法：酸熔K
2S
2
O
7
,
碱熔KNa2C2COO3，3，KNOaHO，H，NaN2Oa 22B，4OLi7BO
2
半熔法：K 2CO3，Na 2CO3
§3.2 硅酸盐系统分析
经典分析系统 快速分析系统
酸溶 碱熔 锂硼酸盐熔融
一. 经典分析系统 硅酸盐经典分析系统基本上是建立在沉淀分离和重量
NH3·H2O沉淀 过滤
沉淀 Fe2O3·nH2O、 Al2O3·nH2O、
、 TiO2·nH2O
灼烧、称重
R2O3
K2S2O7熔融 稀H2SO4提取 过滤
溶液 Fe3+、Al3+、Ti4+
溶液 Ca2+、Mg2+…
(NH4)2C2O4 沉淀 过滤
沉淀
Ca2CO4 灼烧 称重
溶液 Mg2+…
(NH4)2HPO4 沉淀 过滤
Na2CO3熔融（铂坩埚）、水 提取，HCl酸化，两次HCl蒸 干脱水， HCl浸取，过滤
沉淀 SiO2·nH2O+杂质
灼烧、称重
HF+H2SO4处理 灼烧、称重
SiO2
残渣 K2S2O7熔融 稀H2SO4提取
沉淀 SiO2·nH2O
灼烧 称重
SiO2
溶液 Al3+、Fe3+、Ti3+、Ca2+、Mg2+…
的煅烧和粉磨，才能得到优质量水泥。 1. 任务:
硅酸盐分析是分析化学在硅酸盐生产中的 应用。主要研究硅酸盐生产中的原料、材料、 成品、半成品的组成的分析方法及其原理。
关于熟料的组成
关于熟料的组成熟料的组成一、化学组成：主要氧化物：CaO SiO2Al2O3Fe2O3其总和通常占熟料总量的95%以上。
其它氧化物：如MgO SO3Na2O K2O TiO2P2O5等，其总量通常占熟料的5%以下。
实际生产中，硅酸盐水泥中个主要氧化物含量的波动范围一般为：CaO62%~67%SiO220%~24%Al2O34%~7%Fe2O3 2.5%~6%二、矿物组成：在硅酸盐水泥熟料中，各氧化物不是单独存在的，而是以两种或两种以上的氧化物反应组合成各种不同的氧化物集合体，即以熟料矿物的形态存在。
主要矿物：硅酸三钙：3CaO·SiO2简写成C3S占50%~65%硅酸二钙：2CaO·SiO2 简写成C2S占15%~35%铝酸三钙：3CaO·Al2O3简写成C3A占6%~12%铁铝酸四钙：4CaO·Al2O3·Fe2O3简写成C4AF占8%~12%其次还有：游离氧化钙：f-CaO、方镁石：MgO、玻璃体等其中：硅酸三钙和硅酸二钙合称硅酸盐矿物，一般约占75%左右，新型干法生产，约占77%左右。
铝酸三钙和铁铝酸四钙合称熔剂矿物，一般约占22%左右，新型干法生产，约占20%左右。
硅酸盐矿物和熔剂矿物总和约占95%左右。
熟料矿物特性一、硅酸三钙（A矿、又称阿里特、约占55%左右）（一）、存在形式：1、纯C3S只在2065℃~1250℃温度范围内稳定，在2065℃以上不一致熔融为CaO 与液相；在1250℃以下分解为C2S和CaO。
2、纯C3S具有同质多晶现象。
3、化学组成：熟料中C3S不纯，总是与少量的其他氧化物如Al2O3、Fe2O3、MgO、R 2O等形成固溶体。
4、显微结构：在反光显微镜下为黑色多角形颗粒(如下图），又称阿利特（Alite），简称A矿。
4、显微结构：在反光显微镜下为黑色多角形颗粒(二）、矿物水化特性：1、水化较快，水化反应主要在28d以内进行，约经一年后水化过程基本结束。
三率值——精选推荐
三率值⽔泥⽣产的三率值公式？饱和⽐：KH=(CaO-1.65Al2O3-0.35Fe2O3)/2.8SiO2硅率：SM=SiO2/(Al2O3+Fe2O3)铝率：IM=Al2O3/Fe2O3硅酸盐⽔泥熟料中各氧化物之间的⽐例关系的系数称作率值。
硅酸盐⽔泥熟料中各氧化物并不是以单独状态存在，⽽是由各种氧化物化合成的多矿物集合体。
因此在⽔泥⽣产中不仅控制各氧化物含量，还应控制各氧化物之间的⽐例即率值。
在⼀定⼯艺条件下，率值是质量控制的基本要素。
因此，国内外⽔泥⼚都把率值作为控制⽣产的主要指标，我国主要采⽤⽯灰饱和系数（KH）、硅率（n）、铝率（p）三个率值。
⽯灰饱和系数KH=(CaO-1.85Al2O3-0.35Fe2O3)/2.8SiO2硅率，⼜称硅酸率SM=SIO2/(Al2O3+Fe2O3)铝率IM=Al2O3/Fe2O3。
⽔泥⽣料中的三率值标准是多少呀跟原料有关系么？⽔泥率值：硅酸率（硅率，SM）——熟料中SiO2含量与Al2O3、Fe2O3之和的⽐，⼀般控制在2.2左右；铝酸率（铝率，IM）——熟料中Al2O3含量Fe2O3含量之⽐，⼀般控制在1.5左右；饱和⽐（KH或LSF）—— KH表⽰熟料中⼆氧化硅被氧化钙饱和成A矿的程度，⼀般控制在0.9左右。
上述⽐值都是由原料中所含的CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3成分所决定的。
;GB 175-2007 通⽤硅酸盐⽔泥标准中对⽔泥三率值有相关规定，三个率值范围随⽔泥品种会有变化。
通⽤硅酸盐⽔泥 Common Portland Cement 以【硅酸盐⽔泥熟料】和适量的【⽯膏】、及规定的【混合材料】制成的⽔硬性胶凝材料。
由主要含CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3的原料，按【适当⽐例】磨成细粉烧⾄部分熔融所得以硅酸钙为主要矿物成分的⽔硬性胶凝物质。
其中硅酸钙矿物不⼩于66%，氧化钙和氧化硅质量⽐不⼩于2.0。
⾸先率值与⽯膏没关系，⽯膏是混合材之⼀，混合材料与熟料混合粉磨后才叫⽔泥。
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
17
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
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
硅酸盐水泥中SiO2-Fe2O3-Al2O3-含量的测定硅酸盐水泥中SiO2，Fe2O3，Al2O3含量的测定实验报告班级：应111-1一、实验目的1、了解和尝试过滤、洗涤、碳化、灰化、灼烧等操作。
2、掌握加热蒸发、水浴加热。
3、掌握氯化铵重量法测定水泥中SiO2含量的原理和方法。
4、学习配位滴定法测定水泥中Fe2O3、Al2O3等含量的原理和方法。
5、掌握CaCO3和EDTA标准溶液的配制、标定的原理和方法。
6、掌握化学实验常用的滴定操作，明白酸碱标准溶液的配制以及标定方法原理，熟练掌握方法和操作。
二、实验原理硅酸盐水泥熟料主要由氧化钙（CaO）、二氧化硅（SiO2）、氧化铝（Al2O3）和氧化铁（Fe2O3简写为 F）四种氧化物组成。
通常这四种氧化物总量在熟料中占95％以上。
每种氧化物含量虽然不是固定不变，但其含量变化范围很小，水泥熟料中除了上述四种主要氧化物以外，还有含量不到5％的其他少量氧化物，如氧化镁(MgO)、氧化钛(Ti02)、三氧化硫(S03)等。
水泥熟料中碱性氧化物占60%以上，因此宜采用酸分解。
水泥熟料主要为硅酸三钙（3CaO•SiO2）、硅酸二钙（2CaO•SiO2）、铝酸三钙（3CaO•Al2O3）和铁铝酸四钙（4CaO•Al2O3•Fe2O3）等化合物的混合物。
这些化合物与盐酸作用时，生成硅酸和可溶性的氯化物，反应式如下：2CaO•SiO2+4HCl→2CaCl2+H2SiO3+H2O3CaO•SiO2+6HCl→3CaCl2+H2SiO3+2H2O3CaO•Al2O3+12HCl→3CaCl2+2AlCl3+6H2O4CaO•Al2O3•Fe2O3+20HCl→4CaCl2+2AlCl3+2FeCl3+10H2O硅酸是一种很弱的无机酸，在水溶液中绝大部分以溶胶状态存在，其化学式以SiO2•nH2O表示。
在用浓酸和加热蒸干等方法处理后，能使绝大部分硅胶脱水成水凝胶析出，因此可利用沉淀分离的方法把硅酸与水泥中的铁、铝、钙、镁等其他组分分开。
（一）SiO2含量的测定------重量法本实验以重量法测定SiO2的含量。
（SiO2的测定可分成容量法和重量法。
）在水泥经酸分解后的溶液中，采用加热蒸发近干和加固体氯化铵两种措施，使水溶性胶状硅酸尽可能全部脱水析出。
蒸干脱水是将溶液控制在100℃左右下进行。
由于HCl的蒸发，硅酸中所含的水分大部分被带走，硅酸水溶胶即成为水凝胶析出。
由于溶液中的 Fe3+、Al3+等离子在温度超过110℃时易水解生成难溶性的碱式盐而混在硅酸凝胶中，这样将使 SiO2的结果偏高，而 Fe2O3，Al2O3等的结果偏低，故加热蒸干宜采用水浴以严格控制温度。
加入固体氯化铵后由于氯化铵易离解生成 NH3·H2O 和 HCl，加热时它们易于挥发逸去，从而消耗了水，因此能促进硅酸水溶胶的脱水作用，反应式如下： NH4Cl+H2O→NH3.H2O+HCl含水硅酸的组成不固定，故沉淀经过过滤、洗涤、烘干后，还需经950-1000℃高温灼烧成固体成分SiO2，然后称量，根据沉淀的质量计算 SiO2的质量分数。
水泥中的铁、铝、钙、镁等组分分别以Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+的形式存在于过滤完SiO2沉淀后的滤液中，它们都能与EDTA形成稳定的螯合物，但稳定性有较显著的区别，KAlY =1016.3，KFe（III）Y=1025.1，KCaY=1010.69 ，KMgY=108.7。
因此只要通过控制适当的酸度，就可以进行分别测定。
（二）铁含量的测定铁含量的测定方法：控制溶液的pH为2～2.5，以磺基水杨酸为指示剂，温度以60～70℃为宜，当温度高于75℃时，Al3+也能与EDTA形成螯合物，使测定Fe3+结果偏高，测定Al3+结果偏低。
当温度低于50℃时，反应速度缓慢，不易得出确定终点。
用EDTA标准溶液滴定，溶液由紫红色变为微黄色即为终点。
配位滴定中有H+产生，Fe3++H2Y2-=FeY-+2H+,所以在没有缓冲作用的溶液中，当Fe3+含量较高时，滴定过程中，溶液的pH逐渐降低，妨碍反应进一步完成，以致终点变色缓慢，难以确定。
（三）铝含量的测定以PAN为指示剂的铜盐回滴定是普遍采用的方法。
因为Al3+与EDTA的反应速度慢，所以一般先加入过量的EDTA，并加热煮沸，使Al3+与EDTA充分反应，然后用CuSO4标准溶液回滴定过量的EDTA。
AlY2-无色，PAN 在pH为4.3的条件下为黄色，所以滴定开始前溶液为黄色，随着CuSO4标准溶液的加入，CuY2-为浅蓝色，因此溶液逐渐由黄色变绿色，在过量的EDTA与Cu2+完全反应后，继续加入CuSO4，Cu2+与PAN形成紫红色配合物，由于蓝色CuY2-的存在，终点溶液呈紫色。
反应如下：Al3++ H2Y2-= AlY-+2H+，无色Cu2++ H2Y2-=CuY2-+2H+，蓝色Cu2++PAN= Cu-PAN黄色紫红色1、测定Al3+的适宜酸度pH=4～5，最适宜的pH～4.32、PAN：一种二元弱酸，用H2In+表示（PKa1=2.9,PKa2=11.95）H2In+--------→HIn--------→In-淡绿色黄色红色（﹤2.5）（2.5～12）（﹥12）PAN能与50多种元素生成有色螯合物，除Pd(II)、Co(III)、Rh(III)为绿色，Fe(III)为暗红色，V(v)、Tl为紫色，其他金属的螯合物均是红色。
3、EDTA溶液浓度的标定：在pH=3.5的HAc-NaAc介质中，以PAN为指示剂，用CuSO4标准溶液滴定至紫红色。
三、实验仪器及实验试剂实验仪器：烧杯（300ml，50ml），移液管（25ml，50ml），玻璃棒，锥形瓶，碱式滴定管(50ml)，250ml容量瓶，电热器，吸耳球，胶头滴管，恒温水浴锅，洗瓶，表面皿，定量滤纸，漏斗，瓷坩埚，马弗炉，精密pH试纸，分析天平，干燥器实验试剂：水泥试样，NH4Cl（固体），HCl（浓，1:1，3:97），HNO3(浓)，NH4CNS（10%），氨水（1:1），EDTA溶液（0.015mol/L），HAc-NaAc缓冲溶液，CuSO4溶液（0.015mol/L），MgCl2溶液，NH3-NH4Cl缓冲溶液，指示剂：溴甲酚绿，铬黑T，PAN指示液，磺基水杨酸。
四、实验步骤（一）SiO2含量的测定1、差减法准确称取0.4-0.5g试样，置于干燥蒸发皿中，加入2.5~3g固体NH4Cl，用玻璃棒混匀，滴加浓HCl溶液至试样全部润湿，并滴加2~3滴浓HNO3，搅匀，使试样充分溶解。
2、盖上表面皿，置于沸水浴上，加热约10min至近干，取下，加约10ml 热的稀HCl（3:97）搅动以溶解可溶性盐类。
3、以中速定量滤纸过滤，用胶头淀帚以热的稀HCl（3:97）擦洗玻璃棒及烧杯，并洗涤沉淀至滤液中不含铁离子为止（用NH4CNS检验）。
4、将滤液及洗涤液定量转移至250ml容量瓶中，定容，摇匀，供后续测定使用。
5、将沉淀连同滤纸放入已恒重的瓷坩埚中，先在电炉上低温烘干，再升高温度使滤纸充分灰化后，于950-1000℃灼烧30min 取下，置于干燥器中冷却至室温，称重。
再灼烧、称量，直至恒重。
计算试样中SiO2的含量。
（二）0.01 mol/L钙标准溶液配制称取0.37-0.38g纯碳酸钙，用1：1盐酸溶解，加适量水，定量转移至250ml 的容量瓶中，定容，摇匀，待用。
（三）EDTA溶液的标定：1、用移液管移取25ml钙标准溶液至锥形瓶中，加2mlMgY和5ml NH3-NH4Cl缓冲溶液，摇匀。
用待标定的EDTA滴定至溶液由酒红变为纯蓝色即为终点，记录消耗EDTA溶液的体积，2、平行测定三份，计算得出EDTA溶液的准确浓度。
（四）EDTA与CuSO4标准溶液的体积比K的求算1、从滴定管缓慢放出10-15mLCEDTA=0.015mol/L的EDTA标准溶液于300ml锥形瓶中，记录所放EDTA标准溶液的体积为V1加水稀释至150-200ml。
2、加约15mLpH=4.3的HAc-NaAc缓冲溶液，加热至沸，取下稍冷，加5-6滴PAN指示液，以CuSO4标准溶液滴定至亮紫色。
3、记录消耗CuSO4标准溶液的体积V2，平行测定3次，计算K值，K=V1/V2。
（五）Fe3+含量的测定1、移取过滤后定容于250ml容量瓶的试液50.00ml于锥形瓶中，加2滴0.05%溴甲酚绿指示剂，溶液变为黄色。
2、逐滴滴加1:1氨水使溶液成为绿色。
3、再用1：1HCl溶液调节溶液酸度至黄色后再过量3滴。
4、置于70℃水浴中加热10min，取下。
5、加6-8滴磺基水杨酸，趁热用0.015mol/L EDTA标准溶液滴定至溶液由紫红色变为亮黄色即为终点，记录EDTA消耗体积。
6、平行测定三次，求Fe2O3的平均含量。
(六)Al3+含量的测定1、从滴定管中放约20.00mlEDTA标准溶液于测定完Fe2O3含量后的溶液中，记录所放EDTA标准溶液的体积，摇匀。
2、加15mlpH=4.3的HAc-NaAc缓冲溶液，以精密PH试纸检查。
煮沸1-2 min，取下，冷却至90℃左右，加入4滴0.2%PAN指示剂，以0.015mol/L CuSO4标准溶液滴定。
开始溶液呈黄色，随着CuSO4标准溶液的加入，颜色逐渐变绿并加深，直至再加一滴突然变紫，即为终点。
记录CuSO4消耗的体积。
注意临近终点时应剧烈摇动，并缓慢滴定。
3、平行测定三次，求Al2O3的平均含量。
五、原始数据记录与处理（一）原始数据（二）数据处理1、SiO2含量测定：WSiO2=[m1（坩埚+ SiO2）-m2（坩埚）]/m（样品）*100% SiO2的测定SiO2的测定EDTA浓度的测定K的测定Fe2O3的测定Al2O3的测定水泥质量/g坩埚+SiO2/g空坩埚/gmCaCO3/gVEDTA/ml VEDTA/mlVCuSO4/mlVEDTA/ml VEDTA/mlVCuSO4/ml0.4284 29.9228 29.8393 0.3716 29.99 12.01 16.89 3.76 19.46 18.3130.00 11.41 16.27 3.70 19.09 18.11 30.01 10.89 15.50 3.68 20.16 19.11水泥质量/g坩埚+SiO2/g空坩埚/gmSiO2/g 质量分数0.4284 29.9228 29.8393 0.0835 19.49%2、EDTA溶液的标定：CCaCO3= mCaCO3/ MCaCO3/(250*10^-3)CEDTA =（VCaCO3*CCaCO3）/ VEDTA平均相对偏差=（C平均(EDTA)-CEDTA）/CEDTA*100％已知CEDTA=0.01221mol/LEDTA浓度的测定mCaCO3/g VEDTA/mlCCaCO3/(mol/L)CEDTA/(mol/L)C平均(EDTA)/(mol/L)平均相对偏差0.3716 29.990.014860.012390.01239 1.45% 30.00 0.0123930.01 0.012383、k值的测定K=V1(EDTA)/V2(CuSO4)C(CuSO4)= C(EDTA)*KK的测定VEDTA/ml VCuSO4/mlk k平均C(CuSO4)/ml/L12.01 16.89 0.71110.7050 0.00873211.41 16.27 0.701310.89 15.50 0.70264、Fe含量的测定：m(Fe3+)= [C（EDTA）* V（EDTA）*M（Fe3+）]/[V（滤液）/250]/1000m(Fe2O3）=1/2*m(Fe3+)/M（Fe3+）*M（Fe2O3）质量分数=m平均（Fe2O3）/m(样品)*100％Fe2O3的测定VEDTA/ml m(Fe3+)/g m（Fe2O3）/gm平均（Fe2O3）/g质量分数3.76 0.01295 0.018240.01802 4.21％3.70 0.01274 0.017963.68 0.01267 0.017865、Al含量的测定:m(Al3+)={ [C（EDTA）* V（EDTA）- C(CuSO4) *V(CuSO4)]* M(1/2Al2O3) }/[V（滤液）/250]/1000m(Al2O3)=1/2*m(Al3+)/M(Al3+)*M(Al2O3)质量分数= m(Al3+)/ m(样品)*100%Al2O3的测定VEDTA/ml VCuSO4/mlm(Al3+)/g m(Al2O3)/gm平均(Al2O3)/g质量分数19.46 18.31 0.01097 0.020700.02061 4.81%19.09 18.11 0.01058 0.0199820.16 19.11 0.01119 0.02113六、结果分析与讨论误差来源实验中处处都存在着误差，稍不注意，便会产生误差，回顾整个实验，与结果对比，分析出以下可能的误差来源：1)单层过滤时，一些颗粒较小的二氧化硅会透过滤纸，导致结果偏低。