摘要：對石英砂中(zhong)二氧(yang)化硅(gui)含量(liang)、鐵(tie)和(he)(he)鋁分析的(de)(de)代(dai)表性和(he)(he)準確(que)性進行了論述。通過實(shi)例和(he)(he)驗(yan)證，指出(chu)正確(que)的(de)(de)操作完(wan)全能確(que)保(bao)石英砂成分分析的(de)(de)準確(que)，為(wei)生產(chan)提供可靠的(de)(de)數據，確(que)保(bao)了生產(chan)的(de)(de)正常進行。

石(shi)英砂(sha)作(zuo)為(wei)主要原料(liao)對泡花堿生產(chan)有著重要影(ying)響，特(te)別是對二氧化硅、鐵和鋁(lv)控制得很嚴格，要求(qiu)分析(xi)(xi)(xi)的(de)(de)準確(que)性(xing)和精(jing)度(du)都較高(gao)。至今在(zai)石(shi)英砂(sha)分析(xi)(xi)(xi)檢(jian)驗(yan)方面的(de)(de)資料(liao)很少，各企(qi)業(ye)基本都是在(zai)采用(yong)自己企(qi)業(ye)的(de)(de)內部(bu)分析(xi)(xi)(xi)標準。就幾(ji)年來在(zai)工作(zuo)中(zhong)積(ji)累的(de)(de)經驗(yan)，總結了幾(ji)點石(shi)英砂(sha)分析(xi)(xi)(xi)方面的(de)(de)注(zhu)意事項。

1、取樣(yang)要(yao)有(you)代表性

在進行化學分析的(de)過程(cheng)中，較重(zhong)要的(de)是保證所(suo)分析的(de)樣品(pin)化學成分需(xu)要具有(you)代表性(xing)。每次進廠的(de)石英(ying)砂有(you)幾十(shi)噸到一百多(duo)噸不等，而分析化學成分所(suo)用的(de)樣品(pin)僅要2g就(jiu)足夠(gou)了，即便分析水分也只用100g。

進廠(chang)的(de)石英砂一(yi)般(ban)是遠途汽車(che)運輸或用拖拉(la)機運輸附近(jin)礦點(dian)(dian)(dian)的(de)，對進廠(chang)的(de)石英砂由(you)化(hua)驗員(yuan)在(zai)車(che)上(shang)取樣(yang)。對大卡車(che)取樣(yang)按上(shang)、中、下(xia)3個層(ceng)次，每(mei)層(ceng)均布各取3點(dian)(dian)(dian)，共9個點(dian)(dian)(dian)逐一(yi)取樣(yang)，拖拉(la)機按上(shang)、下(xia)兩層(ceng)每(mei)層(ceng)均布各取3點(dian)(dian)(dian)，同一(yi)礦點(dian)(dian)(dian)的(de)每(mei)五車(che)取的(de)樣(yang)混合均勻，作為(wei)1個分(fen)析(xi)樣(yang)。決不能(neng)在(zai)車(che)下(xia)或其他地方任意取一(yi)點(dian)(dian)(dian)作為(wei)分(fen)析(xi)樣(yang)品。 

對入庫的石英砂(sha)取(qu)樣(yang)時(shi)，把斷(duan)面(mian)分成幾個檔次，按上、中、下分點(dian)取(qu)樣(yang)，決不(bu)能在斷(duan)面(mian)任意取(qu)一(yi)點(dian)。在抽查當(dang)日生產砂(sha)樣(yang)時(shi)，到(dao)生產車間由配料開始至配料完畢間斷(duan)地取(qu)整個料的砂(sha)樣(yang)，不(bu)能到(dao)料倉、料口或斗(dou)式(shi)輸(shu)送機上任意取(qu)一(yi)點(dian)，否則分析的結果(guo)沒有代表性。

取(qu)回(hui)的砂樣(yang)按(an)四分(fen)法(fa)逐次(ci)縮分(fen)至150g以上，稱(cheng)取(qu)150g在(zai)搪瓷盤中攤成薄層(ceng)，在(zai)110°C熱(re)風(feng)干燥箱中烘干1h以上，取(qu)出冷卻后稱(cheng)量(liang)，記(ji)錄水分(fen)。由于鋁(lv)、鐵(tie)(tie)的氧化(hua)物對硅(gui)酸鈉質(zhi)量(liang)有很大影(ying)響，所用石英砂一般要求(qiu)水洗之后，嚴格控制鐵(tie)(tie)、鋁(lv)含量(liang)。放在(zai)一張光滑(hua)的白紙上，攪均(jun)后攤成薄層(ceng)，用牛(niu)角匙按(an)均(jun)布9點取(qu)2g左右樣(yang)品。剩(sheng)下(xia)的取(qu)100g，用20-200目(mu)分(fen)樣(yang)篩進行粒(li)度分(fen)析并記(ji)錄數據。

2、研磨試(shi)樣

采用瑪瑙研(yan)缽(bo)人工研(yan)磨，研(yan)磨得是否合格(ge)對(dui)后期分析(xi)(xi)有重大(da)影(ying)響。如研(yan)磨得不夠(gou)細(xi)，后期與氫(qing)氟酸(suan)反應困難，甚至試(shi)樣(yang)反應不完全(quan)，造成分析(xi)(xi)結(jie)果偏低。為保證分析(xi)(xi)準(zhun)確度，研(yan)磨后的試(shi)樣(yang)，置于105-110°C干(gan)燥箱(xiang)中(zhong)干(gan)燥1h，拿出放干(gan)燥器(qi)冷(leng)卻(que)至室溫，備用。

3、二氧(yang)化硅含量測定

測定二氧化硅含量的(de)鉑坩鍋(guo)先在(zai)馬弗爐中(zhong)950℃高溫(wen)灼(zhuo)燒1h以(yi)上至恒重，取(qu)出(chu)在(zai)干燥(zao)器冷(leng)卻(que)至室溫(wen)，稱(cheng)量坩鍋(guo)重量并(bing)記錄。準確(que)稱(cheng)0.5g研磨并(bing)干燥(zao)好(hao)的(de)砂樣，至0.0001g（樣重G1）。

將(jiang)坩鍋及(ji)(ji)樣品在(zai)馬弗爐中(zhong)950℃高(gao)溫灼(zhuo)燒(shao)1h，于干燥(zao)器冷(leng)卻至室溫后，稱(cheng)量坩鍋及(ji)(ji)樣總重(zhong)（樣重(zhong)G2），此次(ci)高(gao)溫灼(zhuo)燒(shao)是為了去除石英(ying)砂中(zhong)的有機雜(za)質成分。

加3-4滴1+1硫(liu)酸(suan)(suan)慢慢潤(run)濕(shi)試樣。因為(wei)(wei)硫(liu)酸(suan)(suan)具有防止(zhi)氫氟(fu)酸(suan)(suan)與二氧化(hua)硅(gui)反應(ying)生成的(de)四氟(fu)化(hua)硅(gui)水(shui)解的(de)作用。硫(liu)酸(suan)(suan)的(de)用量要適當，以(yi)潤(run)濕(shi)樣品為(wei)(wei)宜。

硫(liu)酸(suan)(suan)太(tai)多，氫(qing)氟酸(suan)(suan)反應完(wan)后剩余(yu)的(de)硫(liu)酸(suan)(suan)揮發時(shi)間長，延長分(fen)析時(shi)間；硫(liu)酸(suan)(suan)太(tai)少，起不到(dao)應有(you)的(de)作用，影(ying)響含量(liang)測定。

硫(liu)(liu)(liu)酸完(wan)全潤濕樣(yang)品后(hou)，再加入(ru)10mL氫(qing)氟酸放(fang)于沙(sha)浴中(zhong)在低溫(wen)(wen)電爐上熔(rong)干為(wei)止(zhi)。一定要等(deng)過量的(de)硫(liu)(liu)(liu)酸分解成三氧化硫(liu)(liu)(liu)和(he)水慢慢揮發完(wan)后(hou)再加入(ru)5mL氫(qing)氟酸加強(qiang)灼(zhuo)燒一次(ci)，確(que)保二氧化硅反(fan)應(ying)完(wan)全。氫(qing)氟酸灼(zhuo)燒兩次(ci)后(hou)，鉑坩鍋(guo)置馬弗(fu)爐中(zhong)950°C高溫(wen)(wen)恒(heng)重(zhong)1h，于干燥器(qi)冷卻至(zhi)室溫(wen)(wen)后(hou)，稱量（樣(yang)重(zhong)G3）。二氧化硅含量按下(xia)式計算。

SiO2=(G2-G3)/G1×100%

3.1 石英砂二氧化硅含量的測定過程中注意事項

3.1.1 由(you)于各礦點的石(shi)(shi)英砂(sha)品(pin)質不同，所(suo)以加一(yi)遍氫(qing)氟酸時要(yao)小心操作，有的金屬氧化(hua)物雜質含量較多的石(shi)(shi)英砂(sha)，已加入石(shi)(shi)英砂(sha)就(jiu)開始劇烈反(fan)(fan)應，此(ci)時一(yi)定(ding)要(yao)注意控制沙浴溫度不可太高，防止(zhi)樣(yang)品(pin)與氫(qing)氟酸劇烈反(fan)(fan)應溢出，造成分(fen)析失敗(bai)。

3.1.2 有的分析方法(fa)一遍氫氟酸(suan)(suan)一反應完，開始(shi)冒白煙時就(jiu)加二(er)次(ci)氫氟酸(suan)(suan)。通(tong)過對比(bi)實(shi)驗，這樣做(zuo)灼燒(shao)效果不好(hao)，二(er)氧(yang)化硅含量偏低(di)。

3.1.3 采用沙(sha)浴加熱(re)灼(zhuo)燒(shao)，在馬弗(fu)爐恒重完后(hou)，第三(san)次稱量(liang)坩鍋(guo)及殘渣重量(liang)前一定要注意把鉑坩鍋(guo)底部(bu)及周圍黏附的砂子擦(ca)凈，否則會使二氧(yang)化硅(gui)含量(liang)偏低。

4、測定(ding)鐵(tie)和鋁

4.1 稱樣(yang)

在干(gan)(gan)燥(zao)潔凈(jing)的鉑坩鍋中準確(que)稱1.0g研磨(mo)干(gan)(gan)燥(zao)好的砂樣，至0.0001g。

4.2 灼(zhuo)燒

灼燒過程(cheng)與測含量基本相同(tong)(tong)，區別在于由于樣品增加(jia)(jia)了1倍，所(suo)以1+1硫酸加(jia)(jia)6-7滴(di)，同(tong)(tong)樣二(er)遍灼燒用的氫氟酸加(jia)(jia)10mL，以保證二(er)氧(yang)化(hua)硅(gui)完全參(can)加(jia)(jia)反應。

4.3 溶樣

二遍灼燒氫氟酸揮(hui)發完后(hou)，加入5mL1+1鹽酸在低溫(wen)電爐上慢慢加熱(re)3min，取下冷卻后(hou)，小心轉移到250mL容量瓶中，定(ding)容，搖勻，備用。

4.4 測鐵

按(an)GB/T3049-2006工業用化工產品鐵含(han)量測定的通用方法測定。

4.5 測鋁(lv)

配(pei)制乙(yi)酸—乙(yi)酸鈉緩沖溶(rong)液（pH5.6）：將250g三(san)水(shui)(shui)(shui)乙(yi)酸鈉（或150.7 g無水(shui)(shui)(shui)乙(yi)酸鈉）溶(rong)于水(shui)(shui)(shui)，加12mL冰乙(yi)酸，用水(shui)(shui)(shui)稀釋(shi)至1L，搖勻。

配制0.005mol/L乙二(er)胺(an)四乙酸二(er)鈉（EDTA），標準(zhun)溶液：在(zai)容(rong)量瓶中用(yong)蒸餾水(shui)稀(xi)釋0.1mol/L的(de)定(ding)量試劑至(zhi)250mL（20°C），搖勻靜置1周。用(yong)移液管(guan)取50mL稀(xi)釋至(zhi)1L。

配制0.005mol/L乙(yi)酸鋅(xin)標(biao)準(zhun)溶液：稱取2.2g乙(yi)酸鋅(xin)溶于(yu)少量水中，加36%乙(yi)酸2mL，用水稀釋至(zhi)2L。

EDTA標準(zhun)(zhun)溶(rong)(rong)液(ye)(ye)與乙(yi)(yi)酸(suan)鋅標準(zhun)(zhun)溶(rong)(rong)液(ye)(ye)體積比(bi)的測定：用(yong)移(yi)液(ye)(ye)管移(yi)取10mL 0.005mol/L EDTA標準(zhun)(zhun)溶(rong)(rong)液(ye)(ye)于300mL錐(zhui)形瓶中(zhong)，加水約150mL，加5mL pH5.6的乙(yi)(yi)酸(suan)—乙(yi)(yi)酸(suan)鈉緩沖溶(rong)(rong)液(ye)(ye)，加二甲(jia)酚橙指(zhi)示劑4滴(di)(di)，用(yong)0.005mol/L乙(yi)(yi)酸(suan)鋅標準(zhun)(zhun)溶(rong)(rong)液(ye)(ye)滴(di)(di)定至溶(rong)(rong)液(ye)(ye)由(you)黃色變(bian)為(wei)紅色。

EDTA標準(zhun)溶(rong)液(ye)與乙酸鋅標準(zhun)溶(rong)液(ye)的體積(ji)比按下(xia)式(shi)計算：

K=10/V

式中K—每毫升乙(yi)酸鋅標準溶(rong)液相當(dang)于(yu)EDTA標準溶(rong)液的毫升數；

V—滴定時消(xiao)耗乙酸鋅標準(zhun)溶液的體積，mL。

從(cong)“4.3"制備的(de)(de)250mL溶(rong)液(ye)中用移液(ye)管取50mL于300mL的(de)(de)錐形(xing)瓶中，再用移液(ye)管移取20mL的(de)(de)EDTA標準溶(rong)液(ye)，在電(dian)爐上(shang)加(jia)(jia)熱到50℃以(yi)上(shang)，加(jia)(jia)兩(liang)滴二甲酚(fen)橙指示(shi)劑，邊搖動錐形(xing)瓶內的(de)(de)溶(rong)液(ye)邊滴加(jia)(jia)1+1的(de)(de)氫(qing)氧化銨溶(rong)液(ye)至(zhi)溶(rong)液(ye)由(you)黃(huang)色剛好變為(wei)紫紅色，加(jia)(jia)5mL pH5.6的(de)(de)乙酸(suan)—乙酸(suan)鈉緩沖溶(rong)液(ye)，此時溶(rong)液(ye)由(you)紫紅色變為(wei)黃(huang)色。繼(ji)續加(jia)(jia)熱，煮沸2-3min，冷卻，用水稀釋至(zhi)約150mL，加(jia)(jia)2-3滴二甲酚(fen)橙指示(shi)劑，用0.005mo1/L的(de)(de)乙酸(suan)鋅標準溶(rong)液(ye)滴定至(zhi)溶(rong)液(ye)由(you)黃(huang)色變為(wei)紅色。

三氧化二鋁的(de)含量按(an)下(xia)式計算：

三氧化二鋁%=0.2549×5×(20-V×K)×100/(1000×G)-0.6384×Fe2O3%=0.2549×(20-V×K)/2G-0.6384×Fe2O3%

式中(zhong) K—每毫升(sheng)乙酸鋅標(biao)準溶液相(xiang)當(dang)于EDTA標(biao)準溶液的毫升(sheng)數；

V—滴定時消耗乙酸鋅標準溶液的體積(ji)，mL；

G—樣品的重量，g；

 0.6384—三氧化(hua)二(er)鐵對三氧化(hua)二(er)鋁的(de)換算系(xi)數。

5、結語

由于石英砂(sha)中(zhong)的雜(za)質主(zhu)要是(shi)鋁和鐵的氧化(hua)物，測(ce)定結果減去(qu)用鄰菲羅林法(fa)測(ce)定的鐵含量(liang)即為鋁含量(liang)。

在鐵鋁測定(ding)中要(yao)(yao)注(zhu)意(yi)：一是(shi)溶樣轉移要(yao)(yao)完全，不能(neng)遺漏(lou)或(huo)損失試樣；二是(shi)要(yao)(yao)注(zhu)意(yi)調pH時要(yao)(yao)調到恰好變色，偏離太多(duo)，超出(chu)緩(huan)沖(chong)溶液(ye)的緩(huan)沖(chong)能(neng)力會影響測定(ding)結果的準(zhun)確性；三是(shi)若樣品中雜質(zhi)含量(liang)過高(gao)，則(ze)溶液(ye)一配制好就顯(xian)示終點的紫紅色，說明EDTA不夠，應加(jia)量(liang)或(huo)減少待測試液(ye)的用量(liang)。