GB/T 7143-2010 铸造用硅砂化学分析方法

　　ICS 71. 040. 99 J 31

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 7143—2010代替 GB/T 7143—1986

　　铸造用硅砂化学分析方法

　　Methodsforchemicalanalysisofsilicasand for foundry

　　2010-09-26发布 2011-02-01实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 7143—2010

　　目 次

　　前言 Ⅲ

　　1 范围 1

　　2 规范性引用文件 1

　　3 试样的制备 1

　　4 试验方法 1

　　4. 1 二氧化硅含量的测定 1

　　4. 2 氧化铝 、氧化铁和氧化钛含量的测定 4

　　4. 3 氧化钙 、氧化镁 、氧化钾和氧化钠含量的测定 10

　　4. 4 原子吸收分光光度法测定氧化铁 、氧化钙 、氧化镁 、氧化钾 、氧化钠含量 14

　　4. 5 酸耗值的测定 16

　　Ⅰ

　　GB/T 7143—2010

　　前 言

　　本标准代替 GB/T 7143—1986《铸造用硅砂化学分析方法》。

　　本标准与 GB/T 7143—1986相比 ,主要技术内容修改如下 :

　　— 对原标准的格式做编辑性修改 ;

　　— 增加了硅砂酸耗值的测定方法 。

　　本标准由全国铸造标准化技术委员会(SAC/TC54)提出并归 口 。

　　本标准主要起草单位 :济南圣泉集团股份有限公司 、宁波日月集团有限公司 。

　　本标准主要起草人 :祝建勋 、李娜 、李冬花 、宋贤发 。

　　本标准所代替标准的历次版本发布情况为 :

　　—GB/T 7143—1986。

　　Ⅲ

　　GB/T 7143—2010

　　铸造用硅砂化学分析方法

　　1 范围

　　本标准规定了铸造用硅砂化学分析试样的制备及试验方法 。

　　本标准适用于铸造用天然硅砂 、精选石英砂和人造石英砂的二氧化硅 、氧化铝 、氧化铁 、氧化钛 、氧化钙 、氧化镁 、氧化钾 、氧化钠含量分析和酸耗值的测定 。

　　本标准中并列的测定方法 ,可根据具体情况选用 。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款 。凡是注 日期的引用文件 ,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准 ,然而 ,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本 。凡是不注日期的引用文件 ,其最新版本适用于本标准 。

　　GB/T 601 化学试剂 标准滴定溶液的制备

　　GB/T 603 化学试剂 试验方法中所用制剂及制品的制备

　　GB/T 2684 铸造用砂及混合料试验方法

　　GB/T 6682 分析实验室用水规格和试验方法

　　GB/T 8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定

　　3 试样的制备

　　3. 1 试样必须具有代表性和均匀性 ,没有外来杂质混入 。

　　3. 2 酸耗值测定的试样由样品中选取 ,按 GB/T 2684的规定进行 。

　　3. 3 其他指标测定试样用四分法缩分(若粒度过大时 ,则应先粉碎至 0. 8 mm 以下 ,并用磁铁除去粉碎过程中引入的铁后 ,再缩分) ,最后得到约 20 g试样 ,研磨至全部通过 75 μm 筛(即 200 目筛) 。将上述试样置于称量瓶内 ,在 105 ℃ ~ 110 ℃烘干 2 h,然后放入干燥器中 ,冷却后备用 。

　　4 试验方法

　　除非另有说明 ,在分析中所用标准溶液 、制剂和制品,均按 GB/T 601、GB/T 603规定制备 。使用确认为分析纯的试剂和符合 GB/T 6682所规定的三级水 。试验中所用到的试剂 ,凡未注明浓度者 ,均为出厂原始浓度 。

　　检验结果的判定按 GB/T 8170中修约值比较法进行 。

　　4. 1 二氧化硅含量的测定

　　4. 1. 1 盐酸一次脱水重量—钼蓝吸光光度联用法测定二氧化硅含量

　　4. 1. 1. 1 原理

　　试样用碳酸钠熔融分解 , 以盐酸溶解熔块 ,并蒸发干涸使硅酸脱水 ,加入盐酸溶解可溶性盐类 ,过滤并灼烧成二氧化硅 ,然后用氢氟酸处理 ,使硅以四氟化硅的形式逸出 ,氢氟酸处理前后的质量差 , 即为沉淀中的二氧化硅量 ,用钼蓝吸光光度法测定滤液中残余的二氧化硅量 ,两者相加即为试样中二氧化硅的含量 。

　　4. 1. 1. 2 试剂和材料

　　a) 无水碳酸钠 ;

　　b) 盐酸 ;

　　1

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　　c) 氢氟酸 ;

　　d) 乙醇 :95% ;

　　e) 盐酸 :1+1;

　　f) 盐酸 :1+11;

　　g) 盐酸 :5+95;

　　h) 硫酸 :1+1;

　　i) 硫氰酸钾溶液 :5% ;

　　j) 硝酸银溶液 :1% ;

　　k) 氟化钾溶液 :2% ;

　　l) 硼酸溶液 :2% ;

　　m) 氢氧化钾溶液 :20% ,贮存于塑料瓶中 ;

　　n) 钼酸铵溶液 :5% ;

　　o) 抗坏血酸溶液 :2% ,用时现配 ;

　　p) 二氧化硅标准溶液 :0. 1 mg/mL,准确称取 0. 1000 g预先经 1000 ℃灼烧 1 h 的二氧化硅(基准试剂)于铂坩埚中 ,加 2 g无水碳酸钠 ,混匀 ,先于低温加热,逐渐升高温度至 1 000 ℃ , 以得到透明熔体 ,冷却 ,置于塑料烧杯中 ,用沸水浸取并用水洗出坩埚 ,冷却至室温 ,移入 1 000 mL容量瓶中 , 以水稀释至标线 ,摇匀 ,贮存于塑料瓶中 ,此溶液每毫升相当于 0. 1 mg二氧化硅 ;

　　q) 对硝基苯酚指示剂乙醇溶液 :5 g/L。

　　4. 1. 1. 3 仪器

　　a) 分析天平 :精度 0. 000 1 g;

　　b) 铂坩埚 :30 mL~ 100 mL;

　　c) 高温箱式电阻炉 ;

　　d) 单刻线移液管 :5 mL、10 mL、25 mL,A类 ;

　　e) 容量瓶 :100 mL、250 mL,A 类 ;

　　f) 电烘箱 ;

　　g) 分光光度计 。

　　4. 1. 1. 4 分析步骤

　　a) 试验溶液的制备 :

　　称取 0. 5 g试样(精确到 0. 000 1 g) ,置于铂坩埚中 ,加 1. 5 g 无水碳酸钠 , 与试样混匀 ,再加0. 5 g无水碳酸钠 覆 盖 表 面 , 置 于 高 温 箱 式 电 阻 炉 中 , 从 低 温 开 始 逐 渐 升 温 至 1 000 ℃ ~ 1 050 ℃ ,并在此温度下保持 15 min~ 20 min,用包有铂金头的坩埚钳夹持铂坩埚 ,小心旋转 ,使熔融物均匀地贴附于铂坩埚的内壁 ,冷却 ,盖上表面皿 ,加 20 mL盐酸[4. 1. 1. 2e)]溶解熔块 ,将铂坩埚置于水浴上 ,加热至碳酸盐完全分解 ,不再冒气泡 ,取下 ,用热水洗净表面皿 , 除去表面皿 ,再将铂坩埚置于水浴上蒸发至干 ,然后置于电烘箱内 ,于 130 ℃干燥 1 h。

　　冷却 ,加 5 mL盐酸[4. 1. 1. 2b)] ,放置 5 min,加约 20 mL热水 ,搅拌使盐类溶解 ,加入适量滤纸浆搅拌 ,用中速定量滤纸过滤 ,滤液及洗涤液用 250mL容量瓶承接 , 以热盐酸[4. 1. 1. 2 g)]洗涤铂坩埚壁及沉淀至无铁离子(用硫氰酸钾溶液检查) ,继续用热水洗涤至无氯离子(用硝酸银溶液检查) 。

　　将沉淀和滤纸一并移入铂坩埚 ,在沉淀上滴加 2 滴硫酸 ,在电炉上低温烘干 ,然后移入高温炉中 ,逐渐升高温度 ,使滤纸充分灰化 ,最后于 1 150 ℃ ~ 1200 ℃灼烧 1 h,在干燥器中冷却至室温 ,称量 ,反复灼烧 ,直至恒重(两次灼烧称量的差值 ≤0. 000 2 g,为恒重) 。

　　将沉淀用水润湿 ,加 3滴硫酸和 5 mL~ 7 mL氢氟酸 ,在低温炉上蒸发至干 ,重复处理一次 ,继续加热至冒尽三氧化硫白烟为止 ,将坩埚在 1 150 ℃ ~ 1 200 ℃灼烧 15 min,在干燥器中冷却

　　2

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　　至室温 ,称重 ,反复灼烧 ,直至恒重(两次灼烧称量的差值 ≤0. 000 2 g,为恒重) 。

　　b) 试样的测定 :

　　将上述滤液用水稀释至标线 ,摇匀 ,移取 25 mL于 100 mL塑料杯中 ,加 5 mL氟化钾溶液 ,摇匀 ,放置 10 min,加 5 mL硼酸溶液 ,加 1滴对硝基苯酚指示剂乙醇溶液 ,滴加氢氧化钾 , 至溶液变黄 ,加 8 mL盐酸[4. 1. 1. 2f)] ,转入 100mL容量瓶中 ,加 8 mL乙醇溶液 ,5 mL钼酸铵溶液 ,摇匀 ,于 30℃ ~50℃的温水中放置 5 min~10min,冷却至室温 ,加 15mL盐酸[4. 1. 1. 2e)] ,用水稀释至近 90 mL,加 5 mL抗坏血酸溶液 ,用水稀释至标线 ,摇匀 ,1 h后 , 以试剂空白溶液作参比 ,选用 0. 5 cm 比色皿 ,在波长 680 nm~ 700 nm 处测定溶液的吸光度 。

　　c) 工作曲线的绘制 :

　　在 7个 100 mL 容 量 瓶 中 , 分 别 加 入 8 mL 盐 酸[4. 1. 1. 2f)] 及 10 mL 水 , 摇 匀 , 依 次 移 入0. 00 mL、1. 00 mL、2. 00 mL、3. 00 mL、4. 00 mL、5. 00 mL、6. 00 mL二氧化硅标准溶液 ,加8 mL乙醇溶液 , 以下操作按分析步骤进行 ,测定吸光度 ,绘制工作曲线 。

　　4. 1. 1. 5 结果表示

　　二氧化硅含量以质量分数 X1 计 ,数值以 %表示 ,按公式(1)计算 :

　　X

　　式中 :

　　m1— 氢氟酸处理前沉淀与铂坩埚的质量 ,单位为克(g) ;

　　m2— 氢氟酸处理后沉淀与铂坩埚的质量 ,单位为克(g) ;

　　C1— 从工作曲线上查得二氧化硅的质量 ,单位为克(g) ;

　　m3— 试样的质量 ,单位为克(g) 。

　　4. 1. 1. 6 允许差

　　实验室之间分析结果的绝对差值应不大于 0. 50% 。

　　4. 1. 2 氢氟酸挥散法测定二氧化硅含量

　　4. 1. 2. 1 原理

　　对于二氧化硅含量 95%以上的石英砂试样 ,经灼烧恒重后 ,用硝酸和氢氟酸处理 ,使硅以四氟化硅的形式逸出 ,再灼烧至恒重 ,失重质量即为二氧化硅含量 。

　　4. 1. 2. 2 试剂和材料

　　a) 硝酸 ;

　　b) 氢氟酸 。

　　4. 1. 2. 3 仪器

　　a) 分析天平 :精度 0. 000 1 g;

　　b) 铂坩埚 :30 mL~ 100 mL;

　　c) 高温箱式电阻炉 。

　　4. 1. 2. 4 分析步骤

　　称取约 1 g试样 ,精确到 0. 000 1 g,置于已恒重(两次灼烧称量的差值 ≤0. 000 2 g)的铂坩埚中 ,放入高温炉中 ,从低温开始逐渐升温至 950 ℃ ~ 1 000 ℃ ,保温 1 h,取出稍冷 ,立即放入干燥器中 ,冷却至室温 ,称重 。重复灼烧(每次 15 min) ,称重 ,直至恒重(两次灼烧称量的差值 ≤0. 000 2 g,为恒重) 。

　　将灼烧后的试样 ,加数滴水润湿 ,加 5 mL硝酸及 5 mL~ 8 mL氢氟酸 ,盖上坩埚盖并使其稍留有缝隙 ,在低温电炉上不沸腾的情况下 ,加热 30 min(此时试液应澄清) ,用少量水洗净坩埚盖 ,继续加热蒸发至干 ,取下 ,冷却 ;再加 5 mL硝酸 ,5 mL氢氟酸 ,重新蒸发至干 ,然后沿埚壁加入 5 mL硝酸 ,再蒸发至干 , 同样用硝酸处理两次 ,最后升高温度至不再放出氧化氮为止 。将铂坩埚移入高温箱式电阻炉内 ,初以低温 ,再于 1 000 ℃ ~ 1 050 ℃灼烧 30 min,取出置于干燥器中 ,冷却至室温 ,称量 ,如此反复灼

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　　烧(每次灼烧 15 min)直至恒重 。 同时做空白试验 。

　　4. 1. 2. 5 结果计算

　　二氧化硅含量以质量分数 X2 计 ,数值以 %表示 ,按公式(2)计算 :

　　X

　　式中 :

　　m4— 灼烧后试样与坩埚的质量 ,单位为克(g) ;

　　m5— 氢氟酸处理后的残渣与坩埚的质量 ,单位为克(g) ;

　　m6— 空白试验残渣的质量 ,单位为克(g) ;

　　m7— 试样的质量 ,单位为克(g) 。

　　4. 1. 2. 6 允许差

　　实验室之间分析结果的绝对差值应不大于 0. 50% 。

　　4. 2 氧化铝、氧化铁和氧化钛含量的测定

　　试样以硫酸-氢氟酸分解 ,蒸干除硅 ,残渣用焦硫酸钾熔融,热水浸出 ,冷却 ,并稀释至一定体积 ,分液测定氧化铁 、氧化铝 、氧化钛 。

　　4. 2. 1 氧化铝含量的测定

　　4. 2. 1. 1 EDTA 络合滴定法测定氧化铝含量

　　4. 2. 1. 1. 1 原理

　　氧化铝含量在 1. 00%以上的试样 ,在盐酸溶液中 , 以铜铁试剂-氯仿萃取分离铁 、钛等元素后 ,加入过量 EDTA溶液 , 以二甲酚橙作指示剂 , 用锌标准溶液滴定至橙红色 , 然后 用 氟 化 钠 置 换 与 铝 络 合 的EDTA,最后再用锌标准溶液滴定置换出的 EDTA至橙红色为终点 ,根据第二次锌标准溶液的消耗量 ,计算氧化铝的含量 。

　　4. 2. 1. 1. 2 试剂和材料

　　a) 氢氟酸 ;

　　b) 氟化钠 ;

　　c) 三氯甲烷 ;

　　d) 焦硫酸钾 ;

　　e) 盐酸 :1+1;

　　f) 硫酸 :1+1;

　　g) 氨水 :1+1;

　　h) 铜铁试剂溶液 :10% ,用时现配 ,过滤后使用 ;

　　稀释至 1 000 mL,摇匀 ;

　　i) 乙酸-乙酸铵缓冲溶液(pH= 6. 1) :取 300 g 乙酸铵溶于 500 mL水中 ,加 15 mL冰乙酸 , 以水

　　j) 乙二胺四乙酸二钠(EDTA)溶液 :0. 025 mol/L,称取基准 EDTA 9. 3060 g,溶于 500mL温水中 ,冷却后 ,转入 1 000 mL容量瓶中 ,用水稀释至标线 ,摇匀 ;

　　k) 中(锌),加(标)入(准)1(溶)0(液)m:盐(Zn),加(0). 热溶解(01000)m,冷(o)l却(/L)后,称,转入 100(取金属锌)0(9m(9).L(9)容量瓶中(5%以上))0,.加(6)52(3)滴(8),3(于)滴(2)甲(50)基(m)橙(L)指(烧)示(杯)

　　剂 ,滴加氨水缓慢中和至溶液刚显黄色 ,再以盐酸调节溶液由黄色变红 ,并过量 5 滴 ~ 6 滴 ,用水稀释至标线 ,摇匀 ;

　　l) 甲基橙指示剂 :1 g/L;

　　m) 二甲酚橙指示剂 :8 g/L。

　　4. 2. 1. 1. 3 仪器

　　a) 分析天平 :精度 0. 000 1 g;

　　4

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　　b) 铂坩埚 :30 mL~ 100 mL;

　　c) 高温箱式电阻炉 ;

　　d) 容量瓶 :250 mL,A 类 ;

　　e) 单刻线移液管 :5 mL、10 mL、15 mL、50 mL,A类 ;

　　f) 分液漏斗 :125 mL,A类 ;

　　g) 滴定管 :50 mL,分度值 0. 1 mL,A类 。

　　4. 2. 1. 1. 4 分析步骤

　　a) 试验溶液的制备 :称取 1 g试样(精确到 0. 000 1 g) 置于铂坩埚中以少量水润湿 , 加 1 mL硫酸 ,加 10 mL氢氟酸在低温电炉上小心加热分解 ,蒸发至冒三氧化硫白烟 , 近干取下 ,冷却后再加入 5 mL氢氟酸 ,在低温电炉上继续蒸发至干 ,取下 ,放冷 ,加 4 g~ 6 g 焦硫酸钾 ,置于高温箱式电阻炉中 ,从低温升起 ,至 550 ℃ ~ 650 ℃熔融至透明状 ,取出 ,放冷 ,熔块在 250mL烧杯中用热水浸出 ,加热溶解盐类 ,冷却后 ,转入 250 mL容量瓶中 , 以水稀释至标线 ,摇匀 ,此试样溶液(A)供测定氧化铝 、氧化铁 、氧化钛使用 。

　　b) 试样的测定 :移取试液(A)50 mL于分液漏斗中 ,加 10mL盐酸 ,10mL铜铁试剂溶液 ,20mL三氯甲烷充分振荡 3 min,静置分层后 ,弃去有机相 ,再用 15 mL三氯甲烷重复萃取两次 ,每次振荡 1 min,弃 去 有 机 相 , 移 水 相 于 250 mL 烧 杯 中, 煮 沸 1 min, 稍 冷 却 后 , 加 入 10 mL~ 20 mLEDTA溶液 ,其量应足以使溶液中铝离子完全络合 ,并过量 5 mL左右 ,滴加 2 滴甲基橙指示剂 ,用氨水中和至溶液刚呈现黄色 ,加 10 mL乙酸-乙酸铵缓冲溶液 ,摇匀,煮沸 3 min,取下 ,流水冷却至室温 ,加 4滴 ~ 5 滴二甲酚橙指示剂 ,用锌标准溶液滴定至溶液由黄色变为橙色为第一终点(不记读数) ,加入 1 g氟化钠 ,并补加 5 mL乙酸-乙酸铵缓冲溶液 ,摇匀,煮沸3 min,取下 ,流水冷却至室温 ,补加 2 滴 ~ 3 滴二甲酚橙指示剂 ,再以锌标准溶液滴定至与第一终点颜色一致的橙红色 ,记录第二次滴定所消耗的锌标准溶液毫升数 。

　　4. 2. 1. 1. 5 结果计算

　　氧化铝含量以质量分数 X3 计 ,数值以 %表示 ,按公式(3)计算 :

　　X

　　式中 :

　　V1— 第二次滴定消耗锌标准溶液的体积 ,单位为毫升(mL) ;

　　m8— 试样的质量 ,单位为克(g) ;

　　5. 098×10-4— 与 1 mL锌标准溶液(0. 010 00 mol/L)相当的氧化铝的量 ,单位为克每毫升(g/mL) 。

　　4. 2. 1. 1. 6 允许差

　　实验室之间分析结果的差值应符合表 1 的规定 。

　　表 1 EDTA 络合滴定法测定氧化铝含量的允许差

　　氧化铝含量/%

　　允许差/% ,≤

　　>1. 00~ 2. 00

　　0. 12

　　>2. 00~ 5. 00

　　0. 15

　　>5. 00

　　0. 18

　　4. 2. 1. 2 铬天青 S光度法测定氧化铝含量

　　4. 2. 1. 2. 1 原理

　　次甲基四胺缓冲介 质 中(对于氧化铝含量低)于,加(1)入铬(%的)天(试)青(样), S溶(以锌) -液使其与铝形(EDTA掩蔽铁)成,紫 红(加过氧)色(化)络(氢)合物(消除)钛,在波(的干)长(扰)5,45(在)n(p)m(H).测(6)定(的)吸(六)

　　光度 。

　　5

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　　4. 2. 1. 2. 2 试剂和材料

　　a) 氨水 :1+5;

　　b) 硝酸 :1+40;

　　c) 六次甲基四胺溶液 :30% ;

　　d) 氟化铵溶液 :0. 5% ,贮存于塑料瓶中 ;

　　e) 过氧化氢 :3% ;

　　f) 锌-乙二胺四乙酸二钠(EDTA) 溶液 :称取 0. 127 6 g 氧化锌于 100 mL烧杯中 ,加 20 mL水 , 6滴盐酸(1+1) ,加热溶解 ,另取 0. 558 gEDTA 于 250 mL烧杯中 ,加 100 mL水 ,5 mL氨水(1+1)加热溶解 ,并将两溶液均匀混合 ,用氨水(1+1) 及盐酸(1+1) 调节 pH 至 5 左右 ,转入1 000 mL容量瓶中 , 以水稀释至标线 ,摇匀 。

　　g) 氧化铝标准溶液 :称取 0. 105 8 g金属铝(含量不少于 99. 95%)于塑料烧杯中 ,加 50 mL氢氧化钠溶液(20%) ,在水浴上加热溶解 ,冷却后滴加盐酸(1+1)至呈酸性后 ,再过量 20 mL,水浴加热至溶液清亮 ,冷却 ,转入 1 000 mL容量瓶中 , 以水稀释至标线 ,摇匀 ,此溶液每毫升相当于

　　0. 2 mg氧化铝 ;移取上述溶液 25. 00 mL于 1 000 mL容量瓶中 ,加 20 mL盐酸(1+1) , 以水稀释至标线 ,摇匀 ,此溶液每毫升相当于 0. 005 mg氧化铝 ;

　　h) 甲基橙指示剂 :1 g/L;

　　i) 铬天青 S溶液 :0. 5 g/L,用乙醇(1+1)配制 。

　　4. 2. 1. 2. 3 仪器

　　a) 分光光度计 ;

　　b) 单刻线移液管 :5 mL、10 mL、20 mL、25 mL、50 mL,A类 ;

　　c) 容量瓶 :50 mL、200 mL、250 mL、1 000 mL,A类 。

　　4. 2. 1. 2. 4 分析步骤

　　a) 移取试液(A)50 mL于 200 mL容量瓶中 , 以水稀释至标线 ,摇匀 。

　　b) 根据试样中氧化铝的含量 ,按表 2 的规定分移取上述试液于两个 50 mL容量瓶中 ,一份作为显色溶液 ,另一份作参比溶液 。

　　c) 显色溶液 :加 6滴过氧化氢 ,5 mL锌-EDTA溶液 ,放置 5 min,加 1滴甲基橙指示剂 ,用氨水中和部分酸后 ,小心滴加氨水至溶液刚显现黄色 ,立即滴加硝酸 , 至呈现红色 ,并过量 5 mL,摇匀 ,放置片刻后 ,加 3 mL铬天青 S溶液 , 5 mL六次甲基四胺溶液 , 以水稀释至标线 ,摇匀 ,放置 20 min。

　　d) 参比溶液 :操作按显色液同时进行 ,唯在加铬天青 S溶液之前 ,加入 5滴氟化铵溶液 。

　　e) 按表 2 的规定选用适当的比色皿 ,在 545 nm 波长处测定吸光度 ,从工作曲线上查出相应的氧化铝量 。

　　表 2 测定氧化铝含量移取的试样的量

　　含氧化铝/%

　　0. 01~ 0. 05

　　>0. 05~ 0. 25

　　>0. 25~ 1. 00

　　分取试液体积/mL

　　20. 00

　　10. 00

　　2. 00

　　比色皿厚度/cm

　　2

　　1

　　1

　　f) 工作曲线的绘制 :根据试样中氧化铝含量 ,按表 2 的规定移取试剂空白溶液 6份于 50mL容量瓶中 ,分别加入 0. 00 mL、1. 00 mL、2. 00 mL、3. 00 mL、4. 00 mL、5. 00 mL氧化铝标准溶液(1mL相当于 0. 005 mg氧化铝) 。 以下操作按分析步骤 4. 2. 1. 2. 4c) ~ 4. 2. 1. 2. 4e) 进行 , 以未加氧化铝标准溶液的一份为参比 ,测定吸光度 ,绘制工作曲线 。

　　4. 2. 1. 2. 5 结果计算

　　氧化铝含量以质量分数 X4 计 ,数值以 %表示 ,按公式(4)计算 :

　　6

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　　X

　　式中 :

　　C2— 从工作曲线上查得氧化铝的质量 ,单位为克(g) ;

　　V2— 分取试液的体积 ,单位为毫升(mL) ;

　　m8— 试样的质量 ,单位为克(g) 。

　　4. 2. 1. 2. 6 允许差

　　实验室之间分析结果的差值应符合表 3 的规定 。

　　表 3 铬天青 S光度法测定氧化铝含量的允许差

　　氧化铝含量/%

　　允许差/% ,≤

　　≤0. 050

　　0. 010

　　>0. 050~ 0. 15

　　0. 020

　　>0. 15~ 0. 50

　　0. 040

　　>0. 50~ 1. 00

　　0. 060

　　4. 2. 2 氧化铁含量的测定

　　4. 2. 2. 1 磺基水杨酸光度法测定氧化铁含量

　　4. 2. 2. 1. 1 原理

　　氧化铁含量在 0. 050% ~ 3. 00%的试样 ,在氨性介质中 ,三价铁与磺基水杨酸形成桔黄色络合物 ,在波长 430 nm 处测定吸光度 。

　　4. 2. 2. 1. 2 试剂和材料

　　a) 氨水 :1+1;

　　b) 磺基水杨酸溶液 :30% ;

　　c) 氧化铁标准溶液 :准确称取 0. 100 0 g预先经 400 ℃灼烧 30 min,并于干燥器中冷却至室温的基准氧化铁于烧杯中 ,加 10 mL盐酸(1+1) , 加 热 溶 解 , 冷 却 后 移 入 1 000 mL容 量 瓶 中 , 摇匀 ,此溶液每毫升相当于 0. 1 mg氧化铁 。

　　4. 2. 2. 1. 3 仪器

　　a) 分光光度计 ;

　　b) 单刻线移液管 :10 mL、20 mL,A类 ;

　　c) 容量瓶 :100 mL、1 000 mL,A 类 。

　　4. 2. 2. 1. 4 分析步骤

　　a) 试样的测定 :移取试液(A)10 mL于 100 mL容量瓶中 ,加 10 mL磺基水杨酸溶液 ,滴加氨水至呈稳定黄色后过量 3滴 ~ 5滴 ,用水稀释至标线 ,摇匀 , 以试剂空白参比 ,选用 1 cm 比色皿 ,在 430 nm 处测定溶液的吸光度 ,从工作曲线上查得氧化铁量 。

　　b) 工作曲线的绘制 :在 8个 100mL容量瓶中 ,分别移入 0. 00mL、1. 00mL、2. 00mL、4. 00mL、 6. 00mL、8. 00mL、10. 00mL、12. 00mL氧化铁标准溶液 , 以下操作按分析步骤 4. 2. 2. 1. 4a)进行 ,测定吸光度 ,绘制工作曲线 。

　　4. 2. 2. 1. 5 结果计算

　　氧化铁含量以质量分数 X5 计 ,数值以 %表示 ,按公式(5)计算 :

　　X …………………………( 5 )

　　式中 :

　　C3— 从工作曲线上查得氧化铁的质量 ,单位为克(g) ;

　　7

　　GB/T 7143—2010

　　m8— 试样的质量 ,单位为克(g) 。

　　4. 2. 2. 1. 6 允许差

　　实验室之间分析结果应符合表 4 的规定 。

　　表 4 磺基水杨酸光度法测定氧化铁含量的允许差

　　氧化铁含量/%

　　允许差/% ,≤

　　>0. 50~ 1. 00

　　0. 10

　　>1. 00~ 3. 00

　　0. 15

　　4. 2. 2. 2 邻菲啰啉光度法测定氧化铁含量

　　4. 2. 2. 2. 1 原理

　　氧化铁含量在 1. 50%以下的试样 ,用抗坏血酸将高价铁还原成亚铁 , 在 pH 为 5. 5 的乙酸铵介质中 ,邻菲啰啉与亚铁形成橙红色络合物 ,在波长 510 nm 处测定吸光度 。

　　4. 2. 2. 2. 2 试剂和材料

　　a) 乙酸铵溶液 :20% ;

　　b) 抗坏血酸溶液 :5% ,用时现配 ;

　　c) 邻菲啰啉溶液 :1 g/L,称取 1 g邻菲啰啉 ,溶于 50 mL 乙醇中 ,移入 1 000 mL容量瓶中 , 以水稀释至标线 ,摇匀 ,于暗处保存 ,保存过程中 ,若溶液呈色则重新配制 ;

　　d) 氧化铁标准溶液 :准确移取氧化铁标准溶液 100 mL于 1 000 mL容量瓶中 ,用水稀释至标线 ,摇匀 ,此溶液每毫升相当于 0. 01 mg氧化铁 。

　　4. 2. 2. 2. 3 仪器

　　a) 分光光度计 ;

　　b) 单刻线移液管 :2 mL、10 mL、20 mL、100 mL,A类 ;

　　c) 容量瓶 :100 mL、1 000 mL,A 类 。

　　4. 2. 2. 2. 4 分析步骤

　　a) 试样的测定 :根据试样中氧化铁含量 ,按表 5 的规定移取试液(A) 于 100 mL容量瓶中 , 加入2 mL抗坏血酸溶液 ,摇匀后加入 10 mL乙酸铵溶液 , 10 mL邻菲啰啉溶液 ,用水稀释至标线 ,摇匀 ,放置 30 min后 , 以试剂空白溶液作参比 ,选用 1 cm 比色皿 ,在波长 510 nm 处测定溶液的吸光度 ,从工作曲线上查得氧化铁量 。

　　表 5 测定氧化铁含量移取的试样的量

　　氧化铁含量/%

　　分取试液体积/mL

　　≤0. 10

　　25. 00

　　>0. 10~ 0. 50

　　10. 00

　　>0. 50~ 1. 50

　　5. 00

　　b) 工作曲线的绘制 :移取氧化铁标准溶液 0. 00 mL、1. 00 mL、5. 00 mL、10. 00 mL、15. 00 mL、 20. 00 mL、25. 00 mL、30. 00 mL, 分 别 加 入 8 个 100 mL 容 量 瓶 中 , 以 下 操 作 按 分 析 步 骤

　　4. 2. 2. 2. 4a)进行 ,测定吸光度 ,绘制工作曲线 。

　　4. 2. 2. 2. 5 结果计算

　　氧化铁含量以质量分数 X6 计 ,数值以 %表示 ,按公式(6)计算 :

　　X

　　式中 :

　　C4— 从工作曲线上查得氧化铁的质量 ,单位为克(g) ;

　　8

　　GB/T 7143—2010

　　V3— 分取试液的体积 ,单位为毫升(mL) ;

　　m8— 试样的质量 ,单位为克(g) 。

　　4. 2. 2. 2. 6 允许差

　　实验室之间分析结果的差值应符合表 6 的规定 。

　　表 6 邻菲啰啉光度法测定氧化铁含量的允许差

　　氧化铁含量/%

　　允许差/% ,≤

　　≤0. 50

　　0. 07

　　>0. 50~ 1. 00

　　0. 10

　　>1. 00~ 1. 50

　　0. 15

　　4. 2. 3 二安替比林甲烷光度法测定氧化钛含量

　　4. 2. 3. 1 原理

　　氧化钛含量在 0. 50%以下的试样 ,在 1. 5 mol/L~ 2. 0 mol/L的盐酸介质中 ,用抗坏血酸还原消除三价铁的干扰 ,加入二安替比林甲烷 ,使其与钛生成黄色可溶性络合物 ,在波长 420 nm 处测定吸光度 。

　　4. 2. 3. 2 试剂和材料

　　a) 抗坏血酸溶液 :5% ,用时现配 ;

　　b) 盐酸 :1+1;

　　c) 二安替比林甲烷溶液 :2% ,称取 2 g二安替比林甲烷 ,用 30 mL盐酸(1+5)溶解后 ,用水稀释至 100 mL;

　　d) 氧化钛标准溶液 :准确称取 0. 100 0 g 氧化钛(光谱纯 , 已在 950 ℃温度下灼烧 1 h,并于干燥器中冷却至室温)于铂坩埚中 ,加约 3 g焦硫酸钾 ,先在电炉上熔融 ,再移至喷灯上熔至呈透明状态 ,放冷后 ,用硫酸(1+9)在 50 ℃以下加热溶解熔块 ,冷却后移入 1000mL容量瓶中 , 以硫酸(1+9)稀释至标线 ,摇匀 ,此溶液每毫升相当于 0. 1 mg氧化钛 。

　　4. 2. 3. 3 仪器

　　a) 分光光度计 ;

　　b) 单刻线移液管 :5 mL、10 mL、20 mL,A类 ;

　　c) 容量瓶 :50 mL、100 mL、1 000 mL,A类 。

　　4. 2. 3. 4 分析步骤

　　a) 试样的测定 :根据试 样 中 氧 化 钛 的 含 量 , 按 表 7 的 规 定 移 取 试 液(A) 于 50 mL容 量 瓶 中 , 加8 mL盐酸 ,2 mL抗坏血酸 ,摇匀使铁还原完全 ,然后加入 10mL二安替比林甲烷溶液 ,用水稀释至刻线 ,摇匀 。放置 1 h后 , 以水做参比 ,选用 1 cm 比色皿 ,在波长 420 nm 处 ,测定吸光度 ,从工作曲线上查出相应氧化钛含量 。

　　表 7 测定氧化钛含量移取的试样的量

　　氧化钛含量/%

　　分取试液体积/mL

　　≤0. 10

　　20. 00

　　>0. 10~ 0. 20

　　10. 00

　　>0. 20~ 0. 50

　　5. 00

　　b) 工作曲线的绘 制 : 移 取 氧 化 钛 标 准 溶 液 0. 00 mL、1. 00 mL、2. 00 mL、4. 00 mL、6. 00 mL、 8. 00 mL、10. 00mL分别加入 7个 50mL容量瓶中 , 以下操作按分析步骤 4. 2. 3. 4a)进行 ,测定吸光度 ,绘制工作曲线 。

　　4. 2. 3. 5 结果计算

　　氧化钛含量以质量分数 X7 计 ,数值以 %表示 ,按公式(7)计算 :

　　9

　　GB/T 7143—2010

　　X

　　式中 :

　　C5— 从工作曲线上查得氧化钛的质量 ,单位为克(g) ;

　　V4— 分取试液的体积 ,单位为毫升(mL) ;

　　m8— 试样的质量 ,单位为克(g) 。

　　4. 2. 3. 6 允许差

　　实验室之间分析结果的差值应符合表 8 的规定 。

　　表 8 二安替比林甲烷光度法测定氧化钛量的允许差

　　氧化钛含量/%

　　允许差/% ,≤

　　≤0. 10

　　0. 020

　　>0. 10~ 0. 50

　　0. 025

　　4. 3 氧化钙、氧化镁、氧化钾和氧化钠含量的测定

　　试样用氢氟酸-高氯酸分解除硅 , 以高氯酸蒸干除去氟化物 ,残渣用稀盐酸浸出并稀释至一定体积 ,分液测定氧化钙 、氧化镁 、氧化钾 、氧化钠 。

　　4. 3. 1 EDTA 络合滴定法测定氧化钙含量

　　4. 3. 1. 1 原理

　　氧化钙含量在 0. 10%以上的试样 , 以三乙醇胺掩蔽铁 、铝等干扰元素 ,在强碱性介质中 , 以钙黄绿素-百里香酚酞-吖啶为混合指示剂 ,用 EDTA标准溶液直接滴定钙 。

　　4. 3. 1. 2 试剂和材料

　　a) 氢氟酸 ;

　　b) 高氯酸 :1+1;

　　c) 盐酸 :1+11;

　　d) 三乙醇胺 :1+2;

　　e) 氢氧化钾溶液 :30% ,贮存于塑料瓶中 ;

　　500 mL烧杯中 ,加水约 200 mL,加热溶解 ,用水稀释至 1 000 mL。

　　f) 乙二 胺 四 乙 酸 二 钠 (EDTA) 标 准 溶 液 : c(EDTA) = 0. 005 mol/L, 称 取 EDTA 1. 86 g 于

　　g) 氧化钙标准溶液 :1 mg/mL,称取预先在 105℃ ~ 110℃烘干 2 h,并于干燥器中冷却至室温的高纯碳酸钙 1. 7848 g 于 300 mL烧杯中 ,加水约 150 mL,滴加 10 mL盐酸(1+1) 使其溶解 ,加热煮沸数分钟 , 以驱尽二氧化碳 ,冷却后 ,用水稀释至 1 000 mL,摇匀 ,此溶液每毫升相当于1 mg氧化钙 ;

　　h) 钙黄绿素-百里香酚酞-吖啶混合指示剂 :称取 0. 2 g钙黄绿素 ,0. 1 g 百里香酚酞 ,0. 4 g 吖啶 ,与烘干的硫酸钾 20 g,混合研匀 。

　　4. 3. 1. 3 仪器

　　a) 分析天平 :精度 0. 000 1 g;

　　b) 铂皿 ;

　　c) 单刻线移液管 :5 mL、100 mL,A类 ;

　　d) 容量瓶 :250 mL、1 000 mL,A类 ;

　　e) 滴定管 :50 mL,分度值 0. 1 mL,A类 。

　　4. 3. 1. 4 分析步骤

　　a) 试验溶液的制备 :称取 1 g试样(精确至 0. 000 1 g) ,置于铂皿中 ,用水湿润 ,加 3 mL高氯酸和10 mL氢氟酸 ,于低温电炉上蒸发至近干 ,再加 3 mL高氯酸和 5 mL氢氟酸 ,继续蒸发至冒尽

　　10

　　GB/T 7143—2010

　　高氯酸烟 ,取下冷却 ,加 20mL盐酸 ,低温加热溶解盐类 ,冷却后 ,转入 250mL容量瓶中 ,用水稀释至标线 ,摇匀 ,此溶液(B)供测定氧化钙 、氧化镁 、氧化钾 、氧化钠使用 。

　　b) 试样的测定 :移取试液(B)100mL(含氧化钙 1%以上取 50mL)于 300mL烧杯中 ,加 5 mL三乙醇胺 ,用水稀释至约 150 mL,滴加氢氧化钾调节溶液 pH 值约为 12,再过量 10 mL,加入适量钙黄绿素-百里香酚酞-吖啶混合指示剂 ,在黑色背景衬托下 ,用 EDTA标准溶液滴定至绿色荧光消失 ,并呈现紫红色为终点 。

　　c) EDTA标准溶液的标定 :移取 10mL氧化钙标准溶液于 300mL烧杯中 ,加水 150mL,滴加氢氧化钾至溶液 pH值约 为 12, 再 过 量 10 mL, 加 适 量 的 钙 黄 绿 素-百 里 香 酚 酞-吖 啶 混 合 指 示剂 ,在黑色背景衬托下 ,用 EDTA标准溶液滴定至绿色荧光消失 ,并呈现紫红色为终点 。

　　EDTA对氧化钙 、氧化镁的滴定度按式(8) 、式(9)计算 :

　　TCaO …………………………( 8 )

　　TMgO …………………………( 9 )

　　式中 :

　　TCaO —EDTA标准溶液对氧化钙的滴定度 ,单位为毫克每毫升(mg/mL) ;