CN105954261A - 一种测定电石渣中二氧化硅、三氧化二铝、氧化镁含量的方法 - Google Patents
一种测定电石渣中二氧化硅、三氧化二铝、氧化镁含量的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种测定电石渣中二氧化硅、三氧化二铝、氧化镁含量的方法,属于冶金分析方法技术领域。目的是为测定电石渣中二氧化硅、三氧化二铝、氧化镁含量提供了一种污染小,速度快,检出限低,节约人力物力成本的检测方法,主要方法流程为:用盐酸(1+1)溶解大部分试样,将溶液过滤、洗涤后处理残渣,将溶液转移至250mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。采用等离子体光谱仪进行测定,根据标准溶液制作的校准曲线,得到样品中分析元素的含量。本发明的测定方法可用于电石渣中二氧化硅、三氧化二铝、氧化镁含量的快速测定。
Description
技术领域
本发明具体涉及一种测定电石渣中二氧化硅、三氧化二铝、氧化镁含量的方法,属于冶金分析方法技术领域。
背景技术
电石渣是电石水解获取乙炔气后的以氢氧化钙为主要成分的废渣,利用电石渣可以替代石灰石制水泥、生产化工产品、生产建筑材料及用于环境治理等,有效利用电石渣,不但能带来良好的经济效益、环境效益、社会效益,而且能实现变废为宝。其中,二氧化硅、三氧化二铝、氧化镁的准确含量起着非常重要的作用。目前国标中没有电石渣中二氧化硅、三氧化二铝、氧化镁的检测方法,而使用一些常规的现有检测方法测定存在需要使用较多的药品,成本较高,污染环境,检测速度慢,浪费人力等问题。
发明内容
因此,本发明的目的是为测定电石渣中二氧化硅、三氧化二铝、氧化镁含量提供了一种污染小,速度快,检出限低,节约人力物力成本的检测方法,主要方法流程为:称取样品→盐酸溶解大部分试样→处理残渣→稀释、定容→等离子体光谱仪测定电石渣中二氧化硅、三氧化二铝、氧化镁的含量。
所述方法包括以下步骤:
步骤一:用盐酸溶解电石渣试样;
步骤二:残渣进一步溶解
将步骤一获得的溶液过滤后的残渣碳化、灰化处理,加入由2份碳酸钠+1份硼酸制成的混合溶剂,放入高温炉中熔融,熔融后加入步骤一获得的溶液过滤后的滤液中,加热浸取;
步骤三:溶液稀释、定容;
步骤四:上机测定
配制二氧化硅标准溶液、三氧化二铝标准溶液、氧化镁标准溶液,绘制校准曲线,用等离子体光谱仪测定步骤三获得的溶液,根据标准溶液制作的校准曲线,得到样品中二氧化硅、三氧化二铝、氧化镁含量。
进一步的,所述步骤一具体为:
称取0.2000g电石渣试样置于250mL烧杯中,加入20mL盐酸(1+1),加热溶解,取下烧杯冷却。
进一步的,所述步骤二具体为:
将步骤一获得的溶液用慢速定量滤纸过滤,将滤液置于300mL烧杯中,用盐酸(5+95)洗净250mL烧杯,用盐酸(5+95)洗残渣5次,再用水洗残渣7次,将残渣连同慢速定量滤纸转入铂金坩埚中,经过碳化、灰化处理后,加入2.0g由2份碳酸钠+1份硼酸制成的混合溶剂,置于高温炉中900-920℃熔融15分钟后取出,冷却后加入滤液中,加热浸取,冷却至室温。
进一步的,所述方法步骤三具体为:
将步骤二获得的溶液转移至250mL容量瓶中,稀释至刻度定容。
进一步的,所述方法中步骤四中二氧化硅标准溶液的制备方法为:称取1.0000g二氧化硅,置于加有3g无水碳酸钠的铂金坩埚中,上面再覆盖1~2g无水碳酸钠,将铂金坩埚先进行低温加热,再置于高温炉以950℃加热熔融至透明后,继续加热熔融3min,取出铂金坩埚冷却,用盛有冷水的塑料烧杯浸出熔块,将铂金坩埚擦洗干净,将溶液移于1000mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀,贮于塑料瓶中;
所述方法中步骤四中三氧化二铝标准溶液的制备方法为:称取氧化铝0.5293g置于250mL烧杯中,加50mL盐酸低温加热溶解,滴加少量硝酸,待溶解后冷却至室温,转移至1000mL容量瓶中,加入10mL盐酸用水稀释至刻度,摇匀;
所述方法中步骤四中氧化镁标准溶液的制备方法为:称取高纯氧化镁1.0000g,置于250mL烧杯中,加入50mL盐酸低温加热溶解,待溶液冷却至室温,转移至1000mL容量瓶中,加入10mL盐酸用水稀释至刻度,摇匀。
进一步的,所述步骤四中使用的等离子体光谱仪为OPTIMA5300DV双向观测型全谱直读等离子体光谱仪。
本发明的有益效果在于:本发明的一种测定电石渣中二氧化硅、三氧化二铝、氧化镁含量的方法,为测定电石渣中二氧化硅、三氧化二铝、氧化镁含量提供了一种可靠的检测方法。ICP-AES光谱分析法具有检出限低、精密度好、光谱干扰小等优点,可大幅度提高劳动生产效率。电石渣中二氧化硅、三氧化二铝、氧化镁在利用该方法检测的过程中加入药品少,形成的生产废液污染小且易于处理;同时,该方法快捷、易操作,节约了人力与物力成本。
附图说明
图1为本发明一种测定电石渣中二氧化硅、三氧化二铝、氧化镁含量的方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行说明:
本具体实施方式的方法步骤如图1所示,主要方法流程为:用盐酸(1+1)溶解大部分试样,将溶液过滤、洗涤后处理残渣,将溶液转移至250mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。采用等离子体光谱仪进行测定,根据标准溶液制作的校准曲线,得到样品中分析元素的含量。
主要仪器及工作参数:
ICP-OES:美国PE公司生产,OPTIMA5300DV双向观测型全谱直读等离子体光谱仪,固体检测器(CCD),波长范围190~780nm,中阶梯光栅,宝石十字交叉雾化器,SCOTTON雾室,高含量时用旋流雾室,winXP计算机操作系统,WinLab32软件,工作参数见表1。
表1
使用的试剂及标准溶液:
盐酸:(ρ1.19)优级纯;
混合熔剂:2份碳酸钠+1份硼酸;
硅标准溶液(1mg/mL SiO2)
称取1.0000g二氧化硅(99.99%以上,经1000℃灼烧1h后,置于干燥器中冷至室温),置于加有3g无水碳酸钠的铂金坩埚中,上面再覆盖1~2g无水碳酸钠,将铂金坩埚先低温加热,再置于高温炉中950℃加热熔融至透明(约30min),继续加热熔融3min,取出冷却。用盛有冷水的塑料烧杯浸出熔块。取出铂金坩埚仔细擦洗,将溶液移于1000mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。贮于塑料瓶中。
硅标准溶液(100μg/mL SiO2):
将硅标准溶液(1mg/mL SiO2)稀释10倍。
铝标准溶液(1mg/mL Al2O3):
称取高纯氧化铝(99.9%以上)0.5293g置于250mL烧杯中,加50mL盐酸低温加热溶解,滴加少量硝酸,待溶解后冷却至室温,转移至1000mL容量瓶中加入10mL盐酸用水稀释至刻度,摇匀。
铝标准溶液(100μg/mL Al2O3):
将铝标准溶液(1mg/mL Al2O3)稀释10倍。
镁标准溶液(1mg/mL MgO):
称取高纯氧化镁1.0000g(99.9%以上,经1000℃灼烧1h后,置于干燥器中冷至室温),置于250mL烧杯中,加入50mL盐酸低温加热溶解,待溶液冷却至室温,转移至1000mL容量瓶中加入10mL盐酸用水稀释至刻度,摇匀。
镁标准溶液(100μg/mL MgO):
将镁标准溶液(1mg/mL MgO)稀释10倍。
工作曲线的绘制:
取8个250mL烧杯,称取在105℃干燥2h的碳酸钙0.2200g、混合溶剂2.0g,加入20mL盐酸(1+1)溶解后转移至250mL容量瓶中,按下表移取标准溶液配制曲线,定容、摇匀,用于ICP-AES测绘工作曲线。标准溶液配制曲线如表2所示。
表2
实际生产中可根据来样情况合理选择曲线覆盖范围配制标准曲线,也可以采用同品种标准样品进行绘制曲线。
具体实验方法:
称取0.2000g试样置于250mL烧杯中,加入20mL盐酸(1+1)低温加热溶解,待大部分试样溶解后取下冷却;将溶液中未溶解试样用慢速定量滤纸过滤,滤液置于300mL烧杯中,用盐酸(5+95)洗净烧杯,用盐酸(5+95)洗残渣5次,水洗残渣7次;将残渣连同滤纸转入铂金坩埚中,在低温碳化、灰化处理后,加入2.0g混合溶剂,置于高温炉中900-920℃熔融15分钟取出、冷却,加入滤液中,加热浸取,将铂金坩埚洗净取出,冷却至室温。将溶液转移至250mL容量瓶中,稀释至刻度,摇匀后采用等离子体光谱仪进行测定。
试样分解方法的有益效果分析:
称取电石渣试样0.2000g两份,一份加入混合溶剂2.0g(与曲线溶液保持一致)、20mL盐酸(1+1)低温加热溶解,待大部分试样溶解后取下冷却,稀释、定容至250mL容量瓶中,摇匀后采用等离子体光谱仪进行测定;另一份,按本方法进行测定;对比结果见表3:
表3
由上表数据可知,盐酸未溶解的残渣中含有待测元素。在上机测试前,试样处理过程中进行残渣处理更准确。
试样采用现有技术检测方法测定结果对照实验:
采用本方法和XRF-1800荧光光谱仪测定法对样品中SiO2、Al2O3、MgO测定,进行方法对照实验,结果见表4:
表4
采用本方法和高氯酸脱水重量法对样品中SiO2测定,进行方法对照实验,结果见表5:
表5
采用本方法和络合滴定法对样品中Al2O3测定,进行方法对照实验,结果见表6:
表6
采用本方法和火焰原子吸收光谱法对样品中MgO测定,进行方法对照实验,结果见表7:
表7
本方法的精密度分析:
采用电石渣样品,按实验方法进行精密度实验(n=9)结果见表8:
表8
由上表可知,RSD均小于5%,因此具有较好的精密度。
本方法的准确度分析:
采用电石渣试样两份,分别按表9加入硅标准溶液、铝标准溶液、镁标准溶液进行回收率实验,结果见表9:
表9
由上表可知,该方法可以保证检测结果的准确度。
元素的检出限和测定下限实验:
将试剂空白按照实验方法进行样品处理后,在仪器最佳工作条件下进行测试;以10次测量结果的标准偏差的三倍作为元素的检出限,检出限的10倍作为该方法的测定下限。测定结果见表10:
表10
通过上述的实验数据表明:本方法为测定电石渣中二氧化硅、三氧化二铝、氧化镁提供了一种可靠的新型分析方法。该方法具有操作简单、易掌握,测定结果准确度、精密度高等优点,完全能够满足检测分析要求,为电石渣的利用提供其成分的准确数据。
以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明所述原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种测定电石渣中二氧化硅、三氧化二铝、氧化镁含量的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
步骤一:用盐酸溶解电石渣试样;
步骤二:残渣进一步溶解
将步骤一获得的溶液过滤后的残渣碳化、灰化处理,加入由2份碳酸钠+1份硼酸制成的混合溶剂,放入高温炉中熔融,熔融后加入步骤一获得的溶液过滤后的滤液中,加热浸取;
步骤三:溶液稀释、定容;
步骤四:上机测定
配制二氧化硅标准溶液、三氧化二铝标准溶液、氧化镁标准溶液,绘制校准曲线,用等离子体光谱仪测定步骤三获得的溶液,根据标准溶液制作的校准曲线,得到样品中二氧化硅、三氧化二铝、氧化镁含量。
2.如权利要求1所述的测定电石渣中二氧化硅、三氧化二铝、氧化镁含量的方法,其特征在于,所述步骤一具体为:
称取0.2000g电石渣试样置于250mL烧杯中,加入20mL盐酸(1+1),加热溶解,取下烧杯冷却。
3.如权利要求2所述的测定电石渣中二氧化硅、三氧化二铝、氧化镁含量的方法,其特征在于,所述步骤二具体为:
将步骤一获得的溶液用慢速定量滤纸过滤,将滤液置于300mL烧杯中,用盐酸(5+95)洗净250mL烧杯,用盐酸(5+95)洗残渣5次,再用水洗残渣7次,将残渣连同慢速定量滤纸转入铂金坩埚中,经过碳化、灰化处理后,加入2.0g由2份碳酸钠+1份硼酸制成的混合溶剂,置于高温炉中900-920℃熔融15分钟后取出,冷却后加入滤液中,加热浸取,冷却至室温。
4.如权利要求3所述的测定电石渣中二氧化硅、三氧化二铝、氧化镁含量的方法,其特征在于,所述方法步骤三具体为:
将步骤二获得的溶液转移至250mL容量瓶中,稀释至刻度定容。
5.如权利要求1所述的测定电石渣中二氧化硅、三氧化二铝、氧化镁含量的方法,其特征在于,
所述方法中步骤四中二氧化硅标准溶液的制备方法为:称取1.0000g二氧化硅,置于加有3g无水碳酸钠的铂金坩埚中,上面再覆盖1~2g无水碳酸钠,将铂金坩埚先进行低温加热,再置于高温炉以950℃加热熔融至透明后,继续加热熔融3min,取出铂金坩埚冷却,用盛有冷水的塑料烧杯浸出熔块,将铂金坩埚擦洗干净,将溶液移于1000mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀,贮于塑料瓶中;
所述方法中步骤四中三氧化二铝标准溶液的制备方法为:称取氧化铝0.5293g置于250mL烧杯中,加50mL盐酸低温加热溶解,滴加少量硝酸,待溶解后冷却至室温,转移至1000mL容量瓶中,加入10mL盐酸用水稀释至刻度,摇匀;
所述方法中步骤四中氧化镁标准溶液的制备方法为:称取高纯氧化镁1.0000g,置于250mL烧杯中,加入50mL盐酸低温加热溶解,待溶液冷却至室温,转移至1000mL容量瓶中,加入10mL盐酸用水稀释至刻度,摇匀。
6.如权利要求1所述的测定电石渣中二氧化硅、三氧化二铝、氧化镁含量的方法,其特征在于,所述步骤四中使用的等离子体光谱仪为OPTIMA5300DV双向观测型全谱直读等离子体光谱仪。
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