石灰石的化学分析方法.docx
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石灰石的化学分析方法
石灰石的化学分析方法
D⒈1试样的制备
试样必须具有代表性和均匀性。
由大样缩分后的试样不得少于100g,试样通过0.08mm方孔筛时的筛余不应超过15%。
再以四分法或缩分器减至约25g,然后研磨至全部通过孔径为0.008mm方孔筛。
充分混匀后,装入试样瓶中,供分析用。
其余作为原样保存备用。
D⒈2烧失量的测定
D⒈⒉1方法提要
试样中所含水分、碳酸盐极其他易挥发性物质,经高温灼烧即分解逸出,灼烧所失去的质量即为烧失量。
D⒈⒉2分析步骤
称取约1g试样(m),精确至0.0001g,置于已灼烧恒量的瓷坩锅中,将盖斜置于坩锅上,放入马弗炉内,从低温开始逐渐升温,在950~1000℃下灼烧1h,取出坩锅置于干燥器中,冷却至室温,称量。
反复灼烧,直至恒量。
D⒈⒉3结果表示
烧失量的质量百分数XLOI按式(D1.1)计算:
m-m1
XLOI=————×100......................(D1.1)
m
式中:
XLOI—烧失量的质量百分数,%;
m1—灼烧后试料的质量,g;
m—试料的质量,g。
D⒈⒉4允许差
同一实验室的允许差为:
0.25%;
不同实验室的允许差为:
0.40%。
D⒈3二氧化硅的测定(基准法)
D⒈⒊1方法提要
试样以无水碳酸钠烧结,盐酸溶解,加固体氯化铵于沸水浴中加热蒸发,使硅酸凝聚,灼烧称量。
用氢氟酸处理后,失去的质量即为二氧化硅含量。
D⒈⒊2分析步骤
称取约0.6g试样(m2),精确至0.0001g,置于铂坩锅中,将盖斜置于坩锅上,在950~1000℃下灼烧5min,取出铂坩锅冷却至室温,用玻璃棒仔细压碎块状物,加入0.3g研细无水碳酸钠混匀。
再将坩锅置于950~1000℃下灼烧10min,取出冷却至室温。
将烧结物移入瓷蒸发皿中,加少量水润湿,盖上表面皿。
从皿口加入5mL盐酸(1+1)及2~3滴硝酸,待反应停止后取下表面皿,用平头玻璃棒压碎块状物使分解完全,用热盐酸(1+1)清洗坩锅数次,洗液合并于蒸发皿中。
将蒸发皿置于沸水浴上,皿上放一玻璃三角驾,再盖上表面皿,蒸发至糊状后,加入氯化铵充分搅匀,放入沸水浴中蒸发至干后继续蒸发10~20min。
取下蒸发皿,加入10~20mL热盐酸(3+97),搅拌使可溶性盐类溶解。
用中速滤纸过滤,用胶头擦棒以热水擦洗玻璃棒及蒸发皿,用热水洗涤10~20次。
滤液及洗液保存于250mL容量瓶中。
将沉淀连同滤纸一并移入原出铂坩锅中,干燥、灰化后,放入已至950~1000℃的马弗炉内灼烧30min,取出坩埚置于干燥器中,冷却至室温,称量(m3)。
向坩锅中加数滴水润湿沉淀,加3滴硫酸(1+4)和5mL氢氟酸,放入通风橱内电炉上缓慢加热,蒸发至干,升高温度继续加热至三氧化硫白烟完全逸出。
将坩锅放入已至950~1000℃的马弗炉内灼烧30min,取出坩埚置于干燥器中,冷却至室温,称量(m4)。
D⒈⒊3结果表示
二氧化硅的质量百分数XSiO2按式(D1.2)计算:
m3-m4
XSiO2=————×100………………(D1.2)
m2
式中:
XSiO2—二氧化硅的质量百分数,%;
m3—灼烧后未经氢氟酸处理的沉淀及坩锅质量,g;
m4—用氢氟酸处理并经灼烧后的沉淀及坩锅质量,g;
m2—试料质量,g。
D⒈⒊4允许差
同一实验室的允许差为:
0.15%;
不同实验室的允许差为:
0.20%。
D⒈⒊5经氢氟酸处理后的残渣的分解
向按D⒈⒊2经氢氟酸处理后得到的残渣中加入1g蕉硫酸钾,在500~600℃熔融至透明。
熔用热水和数滴盐酸(1+1)溶解,溶液并入滤液及洗液收按D⒈⒊2分离二氧化硅后得到的滤液和洗液中,用水稀释至刻度,摇匀。
此溶液A供测定三氧化二铁(见D⒈⒋2)、三氧化二铝(见D⒈⒌3)、氧化钙(见D⒈⒍2)、氧化镁(见D⒈⒎2)用。
D⒈4三氧化二铁的测定(基准法)
D⒈⒋1方法提要
用抗坏血酸将三价铁还原为亚铁,在pH大于1.5时,亚铁和邻菲罗啉生成红色配位化合物,于波长510nm处测定吸光度。
D⒈⒋2分析步骤
从D⒈⒊5溶液A或D⒈⒑2溶液B中,吸取10.00mL溶液(视三氧化二铁含量而定)放入100mL容量瓶中,用水稀释约50mL,加入5mL抗坏血酸溶液(5g/L)。
放置5min后,加入5mL邻菲罗啉溶液(10g/L),10mL乙酸铵溶液(100g/L),用水稀释至标线,摇匀。
放置30min后,使用分光光度计,10mm比色皿。
在工作曲线上查出三氧化二铁的含量(m5)。
D⒈⒋3结果表示
三氧化二铁的质量百分数XFe2O3按式(D1.3)计算:
m5×25
XFe2O3=——————×100..................(D1.3)
m×1000
式中:
XFe2O3—三氧化二铁的质量百分数,%;
m5—按D⒈⒋2测定的100mL溶液中三氧化二铁的含量,mg;
mD—⒈⒊5或D⒈⒑2中试料的质量,g。
D⒈⒋4允许差
同一实验室的允许差为:
含量≤0.15%时,0.05%;
含量>0.15%时,0.10%;
不同实验室的允许差为:
含量≤0.15%时,0.10%;
含量>0.15%时,0.15%。
D⒈5三氧化二铝的测定(基准法)
D⒈⒌1方法提要
将吸取溶液直接调整pH至3.0,在煮沸下用EDTA-铜和PAN为指示剂,用EDTA标准滴定溶液滴定。
D⒈⒌2分析步骤
从D⒈⒊5溶液A或D⒈⒑2溶液B中,吸取50.00mL溶液于300mL的烧杯中,加水稀释至约200mL,加1~2滴溴酚蓝指示剂(2g/L),滴加氨水(1+1)至溶液出现蓝紫色,再滴加盐酸(1+1)至溶液出现黄色,加入15mLpH3的醋酸-醋酸钠缓冲溶液,加热至微沸并保持1min,加入10滴EDTA-铜及2~3滴PAN指示剂溶液,用[c(EDTA)=0.015mol/L]EDTA标准滴定溶液滴定至红色消失,继续煮沸,滴定,直至溶液经煮沸后红色不再出现呈稳定的亮黄色为止。
D⒈⒌3结果表示
三氧化二铝的百分含量XAl2O3按式(D1.4)计算:
TAl2O3×V1×5
XAl2O3=——————×100-0.64×XFe2O3.............(D1.4)
m×1000
式中:
XAl2O3—三氧化二铝的质量百分数,%;
TAl2O3—每毫升EDTA标准滴定溶液相当三氧化二铝的毫升数,mg/mL;
V1—滴定时消耗的EDTA标准滴定溶液的体积,mL;
XFe2O3—按D⒈⒋2测定得到的三氧化二铁的质量百分数,%;
m—试料的质量,g。
D⒈⒌4允许差
同一实验室的允许差为:
0.15%;
不同实验室的允许差为:
0.20%。
D⒈6氧化钙的测定(基准法)
D⒈⒍1方法提要
在pH13以上的强碱性溶液中,以三乙醇胺为掩蔽剂,用钙黄绿素甲基百里香酚蓝酚酞(简称CMP)混合指示剂,用EDTA标准滴定溶液滴定。
D⒈⒍2分析步骤
从D⒈⒊5溶液A或D⒈⒑2溶液B中,吸取25mL溶液于400mL烧杯中,加水稀释至约200mL。
加5mL三乙醇胺(1+2)及适量的适量的CMP指示剂,在搅拌下加入氢氧化钾(200g/L),至出现绿色荧光后再过量5~8mL(pH13以上),用[c(EDTA)=0.015mol/L]EDTA标准滴定溶液滴定至荧光消失并呈现红色。
D⒈⒍3结果表示
氧化钙的质量百分数XCaO按式(D1.5)计算:
TCaO×V2×10
XCaO=———————×100..................(D1.5)
m×1000
式中:
XCaO—氧化钙的质量百分数,%;
TCaO—每毫升EDTA标准滴定溶液相当氧化钙的毫升数,mg/mL;
V2—滴定时消耗的EDTA标准滴定溶液的体积,mL;
m—试料的质量,g。
D⒈⒍4允许差
同一实验室的允许差为:
0.25%;
不同实验室的允许差为:
0.40%。
D⒈7氧化镁的测定(基准法)
D⒈⒎1方法提要
在pH10的溶液中,以三乙醇胺、酒石酸钾钠为掩蔽剂,用酸性铬蓝K-萘酚绿B混合指示剂,用EDTA标准滴定溶液滴定。
当溶液中含钙时,测定的结果是钙镁的合量,差减法求得氧化镁的含量。
D⒈⒎2分析步骤
从D⒈⒊5溶液A或D⒈⒑2溶液B中,吸取25mL溶液于400mL烧杯中,加水稀释至约200mL。
加1mL酒石酸钾钠(100g/L),5mL三乙醇胺(1+2),充分搅拌,然后加入25mLpH10氨-氯化氨缓冲溶液及少许酸性铬蓝K-萘酚绿B混合指示剂,用[c(EDTA)=0.015mol/L]EDTA标准滴定溶液滴定,近终点时应缓慢滴定至纯蓝色。
D⒈⒎3结果表示
氧化镁的质量百分数XMgO按式(D1.6)计算:
TMgO×(V3-V2)×10
XMgO=————-———————×100............(D1.6)
m×1000
式中:
XMgO—氧化钙的质量百分数,%;
TCaO—每毫升EDTA标准滴定溶液相当氧化钙的毫升数,mg/mL;
V2—滴定钙时消耗的EDTA标准滴定溶液的体积,mL;
V3—滴定钙、镁合量时消耗的EDTA标准滴定溶液的体积,mL;
m—试料的质量,g。
D⒈⒎4允许差
同一实验室的允许差为:
含量≤2%时,0.15%;
含量>2%时,0.20%;
不同实验室的允许差为:
含量≤2%时,0.25%;
含量>2%时,0.30%。
D⒈8氧化钾和氧化钠的测定(基准法)
D⒈⒏1方法提要
经氢氟酸-硫酸蒸发处理除去硅,用热水浸取残渣,以氨水和碳酸铵分离铁、铝、钙、镁。
滤液中的钾、钠用火焰光度计进行测定。
D⒈⒏2分析步骤
称取约0.2g试样(m6),精确至0.0001g.置于铂皿中,用少量水润湿,加5~7mL氢氟酸及15~20滴硫酸(1+1),置于通风橱内低温电热板蒸发。
近干时摇动铂皿,以防溅失,待氢氟酸驱尽后逐渐升高温度,继续将三氧化硫白烟赶尽。
取下放冷,加入50mL热水,压碎残渣使其溶解,加1滴甲基红指示剂溶液(2g/L),用氨水(1+1)中和至黄色,加入10mL碳酸铵溶液(100g/L),搅拌,置于电热板上加热20~30min。
用快速滤纸过滤,以热水洗涤,滤液及洗液盛于100mL容量瓶中,冷却至室温。
用盐酸(1+1)中和至溶液呈微红色,用水稀释至标线,摇匀。
在火焰光度计上,按仪器使用规程进行测定。
在工作曲线上分别查出氧化钾和氧化钠的含量(m7)和(m8)。
D⒈⒏3结果表示
氧化钾和氧化钠的质量百分数XK2O和XNa2O按式(D1.7)和按式(D1.8)计算:
m7
XK2O=————×100................(D1.7)
m6×1000
m8
XNa2O=——————×100..................(D1.8)
m6×1000
式中:
XK2O—氧化钾的质量百分数,%;
XNa2O—氧化钠的质量百分数,%;
m7—100mL测定溶液中氧化钾的含量,mg;
m8—100mL测定溶液中氧化钠的含量,mg;
m6—试料的质量,g。
D⒈⒏4允许差
同一试验室的允许差:
K2O与Na2O均为0.10%;
不同试验室的允许差:
K2O与Na2O均为0.15%;
D⒈9二氧化硅的测定(代用法)
D⒈⒐1方法提要
在有过量的氟、钾离子存在的强酸性溶液中,使硅酸形成氟硅酸钾(K2SiF6)沉淀,经过滤、洗涤及中和残余酸后,加沸水使氟硅酸钾沉淀水解生成等物质的量的氢氟酸,然后以酚酞为指示剂,用氢氧化钠标准滴定溶液进行滴定。
D⒈⒐2分析步骤
称取约0.3g试样(m9),精确至0.0001g,置于银或镍坩埚中,加入4g氢氧化钾,在电炉上加热熔融20min。
取下坩锅稍冷后,用热水浸取熔块,放入300mL塑料杯中,加入10~15mL硝酸,搅拌,冷却至30℃以下。
加入氯化钾,仔细搅拌至饱和并有少量氯化钾析出,再加2g氯化钾及10mL氟化钾溶液,仔细搅拌(如氯化钾析出量不够,应再补充加入),放置15~20min,用中速滤纸过滤,用氯化钾溶液(50g/L)洗涤塑料杯及沉淀3次。
将滤纸连同沉淀取下,置于塑料杯中,沿杯壁加入10mL30℃以下的氯化钾-乙醇溶液(50g/L)及1mL酚酞指示剂溶液(10g/L),用[c(NaOH)=0.15mol/L]氢氧化钠标滴定溶液中和未洗尽的酸,仔细搅动滤纸并随之擦洗杯壁直至溶液呈红色。
向杯中加入200mL沸水(煮沸并用氢氧化钠溶液中和至酚酞呈微红色),用[c(NaOH)=0.15mol/L]氢氧化钠标准滴定溶液滴定至微红色。
D⒈⒐3结果表示
二氧化硅的质量百分数XSiO2按式(D1.9)计算:
TSiO2×V4
XSiO2=—————————×100................(D1.9)
m9×1000
式中:
XSiO2—二氧化硅的质量百分数,%;
TSiO2—每毫升氢氧化钠标准滴定溶液相当于二氧化硅的毫克数,mg/mL;
V4—滴定时消耗氢氧化钠标准滴定溶液的体积,mL;
m9—试料的质量,g;
D⒈⒐4允许差
同一试验室的允许差为0.20%;
不同试验室的允许差为0.25%。
D⒈10三氧化二铁的测定(代用法)
D⒈⒑1方法提要
在pH1.8~2.0温度为60~70℃的溶液中,以磺基水杨酸钠为指示剂,用EDTA标准滴定溶液滴定。
D⒈⒑2分析步骤
称取约0.6g试样(m),精确至0.0001g,置于银坩埚中,加入6~7g氢氧化钠,盖上坩锅盖(应留有较大缝隙),放入已升温到400℃的高温炉中,继续升温至650~700℃,保温20min,取出冷却,将坩锅放入盛有100mL近沸腾水的300mL烧杯中,盖上表面皿适当加热。
待熔块完全被浸出后,立即取出坩锅,用热水冲洗坩锅及盖,在搅拌下一次快速加入25~30mL盐酸,再加入1mL硝酸,用热盐酸(1+5)洗净坩锅和盖,加热至沸,得到澄清透明的溶液。
待溶液冷却后,移入250mL容量瓶中,并稀释至刻度,摇匀。
此溶液B供测定三氧化二铁(见D⒈⒑2)、三氧化二铝(见D⒈⒌2或D⒈⒒2)、氧化钙(见D⒈⒓2)、氧化镁(见D⒈⒎2)用。
吸取D⒈⒊5溶液A或D⒈⒑2溶液B中,吸取溶液50.00mL于300mL烧杯中,加水稀释约100mL,用氨水(1+1)和盐酸(1+1)调节溶液pH在1.8~2.0之间(用精密pH试纸检验)。
将溶液加热至70℃,加10滴磺基水杨酸钠指示剂溶液(100g/L),在不断搅拌下,用[c(EDTA)=0.015mol/L]EDTA标准滴定溶液缓慢滴定至溶液呈亮黄色。
(终点时溶液的温度应在60℃左右)。
保留此溶液供测定三氧化二铝用。
D⒈⒑3结果表示
三氧化二铁的质量百分数XFe2O3含量按式(D1.10)计算:
TFe2O3×V5×5
XFe2O3=——————————×100..........(D1.10)
m×1000
式中:
XFe2O3三氧化二铁的质量百分数,%;
TFe2O3—每毫升EDTA标准滴定溶液相当三氧化二铁的毫升数,mg/mL;
V5—滴定时消耗的EDTA标准滴定溶液的体积,mL;
m—试料的质量,g。
D⒈⒑4允许差
同一试验室的允许差为:
0.15%;
不同试验室的允许差为:
0.20%。
D⒈11三氧化二铝的测定
D⒈⒒1直接滴定法
D⒈⒒⒈1方法提要
于滴定铁后的溶液中,调整pH至3.0,在煮沸下用EDTA-铜和PAN为指示剂,用EDTA标准滴定溶液滴定。
D⒈⒒⒈2分析步骤
将D⒈⒑2中测完铁的溶液用水稀释至约200mL,加1~2滴溴酚蓝指示剂(1g/L),滴加氨水(1+1)至溶液出现蓝紫色,再滴加盐酸(1+1)至溶液出现黄色,加入15mLpH3的醋酸-醋酸钠缓冲溶液,加热至微沸并保持1min,加入10滴EDTA-铜及2~3滴PAN指示剂溶液,用[c(EDTA)=0.015mol/L]EDTA标准滴定溶液滴定至红色消失,继续煮沸,滴定,直至溶液经煮沸后红色不再出现呈稳定的亮黄色为止。
D⒈⒒⒈3结果表示
三氧化二铝的质量百分数XAl2O3按式(D1.11)计算:
TAl2O3×V6×5
XAl2O3=————————×100..........(D1.11)
m×1000
式中:
XAl2O3—三氧化二铝的质量百分数,%;
TAl2O3—每毫升EDTA标准滴定溶液相当三氧化二铝的毫升数,mg/mL;
V6—滴定时消耗的EDTA标准滴定溶液的体积,mL;
m—试料的质量,g。
D⒈⒒⒈4允许差
同一试验室的允许差为0.20%;
不同试验室的允许差为0.25%。
D⒈⒒2铜盐回滴法
D⒈⒒⒉1方法提要
在滴定铁后的溶液中,加入对铝、钛过量的EDTA标准滴定溶液,于PH3.8~4.0以PAN为指示剂,用硫酸铜标准滴定溶液回滴过量的EDTA(本法只适用于一氧化锰含量在0.5%以下的试样)。
D⒈⒒⒉2分析步骤
从D⒈⒑2测完铁的溶液中加入[c(EDTA)=0.015mol/L]EDTA标准滴定溶液至过量10~15mL(对铝、钛合量而言),用水稀释至150~200mL。
将溶液加热至70~80℃后,加数滴氨水(1+1)使溶液PH值在3.0~3.5之间(用精密pH试纸检验),加15mLPH4.3的缓冲溶液,加热煮沸1~2min,取下稍冷,加入4~5滴PAN指示剂溶液,用[c(CuSO4)=0.015mol/L]硫铜标准滴定溶液滴定至亮紫色。
D⒈⒒3结果表示
三氧化铝的质量百分数XAl2O3按式(D1.12)计算:
TAl2O3×(V7—K2×V8)×5
XAl2O3=—————————————×100...............(D1.12)
m×1000
式中:
XAl2O3—三氧化铝的质量百分数,%;
TAl2O3—每毫升EDTA标准滴定溶液相当于三氧化二铝的毫克数,mg/mL;
V7—加入EDTA标准滴定溶液的体积,mL;
V8—滴定时消耗硫酸铜标准滴定溶液的体积,mL;
K—每毫升硫酸铜标准滴定溶液相当于EDTA标准滴定溶液的毫升数;
m—试料的质量,g。
D⒈⒒⒉4允许差
同一试验室的允许差为0.20%;
不同试验室的允许差为0.30%。
D⒈12氧化钙的测定(代用法)
D⒈⒓1方法提要
预先在酸性溶液中加入适量氟化钾,以抑制硅酸的干扰,然后在PH13以上强碱性溶液中,以三乙醇胺为掩蔽剂,用钙黄绿素-甲基百里香酚蓝-酚酞混合剂,以EDTA标准滴定溶液滴定。
D⒈⒓2分析步骤
从D⒈⒑2溶液B中吸取25.00mL溶液放入400mL烧杯中,加入2mL氟化钾溶液(20g/L),搅拌并放置2min以上,加水稀释至约200mL,加5mL三乙醇胺(1+2)及适量的适量的CMP指示剂,在搅拌下加入氢氧化钾(200g/L),至出现绿色荧光后再过量5~8mL(pH13以上),用[c(EDTA)=0.015mol/L]EDTA标准滴定溶液滴定至荧光消失并呈现红色。
D⒈⒓3结果表示
氧化钙的质量百分数XCaO按式(D1.13)计算:
TCaO×V9×10
XCaO=————————-×100..............(D1.13)
m×1000
式中:
XCaO—氧化钙的质量百分数,%;
TCaO—每毫升EDTA标准滴定溶液相当于氧化钙的毫克数,mg/mL;
V9—滴定时消耗EDTA标准滴定溶液的体积,mL;
m—试料的质量,g。
D⒈⒓4允许差
同一试验室的允许差为0.25%;
不同试验室的允许差为0.40%。
D⒈13游离二氧化硅的测定(用于例行分析)
D⒈⒔1方法提要
利用热的浓磷酸几乎能溶解所有硅酸盐矿物,而对石英(游离二氧化硅)的溶解度很小,利用此特性进行分离,以重量法来测定游离二氧化硅的含量。
D⒈⒔2分析步骤
称取约0.1g试样(m),精确至0.0001g,置于200mL干燥的高型烧杯中,沿杯壁加入磷酸30mL,在杯口盖上合适的表面皿或无颈漏斗,然后在电炉上加热煮沸10~15min。
取下冷却至50~60℃,以水吹洗表面皿或无颈漏斗,再加50mL70~80℃的热水,充分搅拌后加入10mL氟硼酸,在50℃的水浴中保温30min(中间搅拌两次)。
以慢速滤纸过滤,用硝酸铵溶液(2g/L)洗涤烧杯和沉淀至不显酸性。
将滤纸及沉淀物放入已知恒量的瓷坩埚中灰化,在950~1000℃下灼烧1h,取出坩锅,置于干燥器冷却至室温,称量。
如此反复灼烧直至恒量。
D⒈⒔3游离二氧化硅的质量百分数XSiO2按下式计算:
m2—m1
XSiO2=——————×100
m
式中:
XSiO2—游离二氧化硅的质量百分数,%;
m1—空坩埚质量,g;
m2—沉淀及空坩埚质量,g;
m—试料的质量,g。
D⒈⒔4允许差
同一试验室的允许差为0.20%;
不同试验室的允许差为0.30%。