容量法测定石灰石中二氧化硅检验结果的质量控制.pdf

冶金与材料第 44 卷容量法测定石灰石中二氧化硅检验结果的质量控制尹逢安（中化地质矿山总局山东地质勘查院，山东 济南250000）冶 金 与 材 料Metallurgy and materials第 44 卷 第 4 期2024 年 4 月Vol.44 No.4Apr.2024摘要：文章旨在探究容量法测定石灰石中二氧化硅检验结果的质量控制措施。分别采用 建材用石灰石、生石灰和熟石灰化学分析方法（GB/T5762-2012）测定法和 水泥化学分析方法（GB/T176-2017）测定操作方法对 10组不同二氧化硅含量的石灰石进行测量，比较两种测定操作方法之间存在的偏差情况。结果显示测定结果偏差在允许误差范围内，说明两种容量法测定方式的检验准确性较高，结果偏差均小于 0.20%。由此可见两种容量法测定操作方式均具有较高的测定结果质量，能够有效对石灰石中二氧化硅含量的测定。关键词：氟硅酸钾容量法；石灰石；二氧化硅；检验结果；质量控制作者简介：尹逢安（1988），男，山东临沂人，主要研究方向：地质实验测试。石灰石一种非常重要的矿物资源，被广泛应用于建筑工程、工业生产等领域。石灰石中二氧化硅的含量会直接影响石灰石的品质和用途，通过对石灰石中二氧化硅含量进行控制可以更好地提升石灰石的品质。实验室采用氟硅酸钾容量法对石灰石中二氧化硅的含量进行测定，结果参照 建材用石灰石、生石灰和熟石灰化学分析方法（GB/T 57622012）和 水泥化学分析方法（GB/T 1762017）两种测定标准，但是这两种测定标准存在一定的差异性，会对测量结果产生一定的影响。充分分析两种测定标准对测定结果的影响可以更好地提升石灰石中二氧化硅测定结果的准确性，实现更好的质量控制。1材料与方法1.1实验材料与试剂本次实验使用的材料包括：证书编号 GSB08-1353-2014 的水泥生料成分分析标准样品、证书编号 GSB08-1355-2017 的水泥熟料成分分析标准样品、证书编号GSB08-1356-2017 的普通硅酸盐水泥成分分析标准样品、证书编号 JS21-17 的水泥用石膏成分分析标准样品证书编号 GSB08-1345-2014 的水泥用石灰石成分分析标准样品以及 10 份不同二氧化硅含量的石灰石样品。本次实验使用试剂包括：优纯级的盐酸、氢氧化钠、氢氧化钾、盐酸（1+5），分析纯级的氯化钾、氟化钾溶液（150g/L）、硝酸（1+20）、氯化钾溶液（50g/L）、氯化钾-乙醇溶液（50g/L）、氢氧化钠标准滴定溶液（0.15mol/L）和酚酞指示剂（10g/L）。1.2实验方法1.2.1建材用石灰石、生石灰和熟石灰化学分析方法（GB/T 57622012）测定操作方法采用电子天平称取待测样品 0.3000g 置入坩埚中，然后将 4.0000g 氢氧化钾加入银坩埚中，并盖上坩埚（预留一定的缝隙），通过电炉对坩埚进行加热处理，使坩埚内的样品熔融，时间控制为 2030min，并在这过程中将坩埚摇晃 12 次。样品熔融完成后，对坩埚中的熔块进行冷却处理，并通过温水将熔块提取到 300mL的塑料瓶中。然后通过 500mL 左右的硝酸（1+20）和温水对坩埚和坩埚盖进行清洗，然后加入 20mL 硝酸，并将其冷却至 30以下。加入 10mL 氟化钾溶液，并加入氯化钾，对溶液进行仔细搅拌，待氯化钾充分饱和，且存在烧失量氯化钾析出的情况下，将其在 30以下温度下放置 1520min，并在此期间对溶液进行 12 次搅拌处理。然后通过中速过滤纸来对液体进行过滤处理。首先采用过滤处理方式来对溶液进行处理，使固体氯化钾和沉淀物质保留在杯中。完成过滤后，采用 25mL 氯化钾溶液来对塑料杯以及塑料杯中的沉淀物质进行三次洗涤，并再次进行过滤处理，将滤纸和滤纸上的沉淀物质置入塑料杯中。然后沿着塑料杯杯壁向塑料杯中加入温度为 30以下的氯化钾-乙醇溶液 10mL 和酚酞指示剂 1mL，并通过氢氧化钠标准滴定液来将塑料杯中的酸进行中和处理。滴定过程中，需要通过搅拌、挤压滤纸等方式来使塑料杯中的酸得到有效中和，直到液体变为红色。然后向杯中加入 200mL 沸水，再通过氢氧化钠标准滴定剂滴定至微红色。通过氢氧化钠标准滴定液的用量就可以对石灰石中二氧化硅的含量进行计算咱1-3暂。1.2.2水泥化学分析方法（GB/T 1762017）测定操作方法通过电子天平称取 0.5000g 样品，置入银坩埚中，并加入 7.000g 的氢氧化钠，并盖上坩埚盖（保持一定的缝隙），将坩埚置入高温炉中进行加热处理，在650148第 4 期700益的温度下熔融 20min，并在熔融过程中对坩埚进行 1 次充分摇动，确保坩埚内化学反应有效进行。完成熔融后，将坩埚取出冷却处理，将坩埚放入装有100mL 沸水的 300mL 烧杯中，并盖上表面皿。然后将烧杯放置在电炉上进行适当加热处理，待到熔块完全浸出后，将坩埚取出，并采用水对坩埚和坩埚盖进行冲洗处理，然后在搅拌状态下加入 2530mL 盐酸和1mL 硝酸，并通过热盐酸（1+5）再次清洗坩埚和坩埚盖。然后将溶液加热至微沸状态，并保持 1min，然后冷却至室温，并将溶液转移至 250mL 的容量瓶中，用水稀释至 250mL，将溶液充分摇匀。然后从容量瓶中取出 50.00mL 溶液，置入 300mL 的塑料杯中，并加入15mL 硝酸，搅拌均匀，冷却到 30益以下。然后加入氯化钾，并将溶液仔细搅拌，将溶液中的大颗粒氯化钾进行压碎处理，待氯化钾饱和并由晶体析出后，加入2g 氯化钾和 10mL 氟化钾溶液，并充分搅拌，确定有氯化钾析出后，将溶液在 1026益环境下静置 1520min，并在这期间对溶液进行一次搅拌。然后通过中速过滤纸来对液体进行过滤处理。首先采用过滤处理方式来对溶液进行处理，使固体氯化钾和沉淀物质保留在杯中。完成过滤后，采用 25mL 氯化钾溶液来对塑料杯以及塑料杯中的沉淀物质进行三次洗涤，并再次进行过滤处理，将滤纸和滤纸上的沉淀物质置入塑料杯中。然后沿着塑料杯杯壁向塑料杯中加入温度为 30以下的氯化钾-乙醇溶液 10mL 和酚酞指示剂 1mL，并通过氢氧化钠标准滴定液来将塑料杯中的酸进行中和处理。滴定过程中，需要通过搅拌、挤压滤纸等方式来使塑料杯中的酸得到有效中和，直到液体变为红色。然后向杯中加入 200mL 沸水，再通过氢氧化钠标准滴定剂滴定至微红色。通过氢氧化钠标准滴定液的用量就可以对石灰石中二氧化硅的含量进行计算咱4暂。1.3观察指标（1）标准样品测量控制结果。采用 建材用石灰石、生石灰和熟石灰化学分析方法（GB/T 57622012）测定操作方法来分别测定水泥生料成分分析标准样品、水泥熟料成分分析标准样品和普通硅酸盐水泥成分分析标准样品中的二氧化硅的含量；采用 水泥化学分析方法（GB/T 1762017）测定操作方法来测定水泥用石膏成分分析标准样品和水泥用石灰石成分分析标准样品中的二氧化硅含量，来判断氟硅酸钾容量法测定方式的准确性。（2）两种测定操作方法测定结果比较。通过两种测定方法来对 10 组不同二氧化硅浓度的石灰石进行二氧化硅含量，比较两组测量方法的偏差情况。2结果2.1标准样品控制结果如表 1 所示，两种容量法测定方式在标准样品测定过程中所得到的测定结果偏差在允许误差范围内，说明两种容量法测定方式在石灰石中二氧化硅含量测定中具有较高的检验准确性咱5暂。2.2两种容量法测量结果比较如表 2 所示，分别采用两种容量法测定方式来对表 1两种测定方法标准样品测定结果比较表样品名称水泥生料成分分析标准样品水泥熟料成分分析标准样品普通硅酸盐水泥成分分析标准样品水泥用石膏成分分析标准样品水泥用石灰石成分分析标准样品测定结果%13.1421.421.220.887.96绝对偏差%+0.07-0.06+0.07-0.11+0.08样品二氧化硅含量标准值%13.0721.4621.150.997.88测定方法GB/T 57622012GB/T 57622012GB/T 57622012GB/T 1762017GB/T 1762017表 2两种容量法测定方式石灰石二氧化硅含量测定结果表石灰石样本编号12345678910偏差/%+0.05+0.04-0.04-0.07+0.09+0.07-0.06-0.06-0.05-0.01重复性限0.200.200.200.200.200.200.200.200.200.20GB/T 1762017法测定结果/%3.960.313.022.140.8310.227.055.819.323.24GB/T 57622012法测定结果/%4.010.352.982.070.9210.296.995.759.273.23尹逢安：容量法测定石灰石中二氧化硅检验结果的质量控制149冶金与材料第 44 卷10 组不同二氧化硅含量的石灰石进行含量测量，结果显示两种测定方式所得的二氧化硅含量结果偏差均小于 0.20%，说明量中测定方式的测定结果具有较高的准确性咱6暂。3讨论日常测定实验中，需要通过标准验证或者不同检测方法对比实验的方式来保证测定结果的准确性。容量法测定石灰石中二氧化硅含量主要是采用单独称取一份待测样品来进行测试，测定过程中所涉及的化学反应较为简单，但是测定步骤较为繁琐，导致测定过程中如果存在熔样方法选择、溶液温度控制、环境温度控制、试剂与溶液添加顺序或者数量等问题，都会对测定结果产生一定的影响。所以在测定过程中需要实验人员严格按照规范要求来进行各项操作的操作，保证测定结果的准确性咱7暂。文章中采用 建材用石灰石、生石灰和熟石灰化学分析方法（GB/T 57622012）测定操作方法来分别测定水泥生料成分分析标准样品、水泥熟料成分分析标准样品和普通硅酸盐水泥成分分析标准样品，其中的二氧化硅含量的绝对偏差分别为+0.07%、-0.06%和+0.07；采用 水泥化学分析方法（GB/T 1762017）测定操作方法来测定水泥用石膏成分分析标准样品和水泥用石灰石成分分析标准样品中的二氧化硅含量的绝对偏差为-0.11%和+0.08%。两种测定结果存在的偏差在允许的范围内。这说明实验过程中，实验人员在进行两种氟硅酸钾容量法测定过程中具有较强的操作水平，能够准确完成石灰石中二氧化硅含量测定的各项操作，有效避免了后续测定质量控制实验中发生操作不当导致测定结果准确性较差的问题。本研究中两种测定方法进行 10 次不同二氧化硅含量的石灰石中二氧化硅含量定的偏差分别为+0.05%、+0.04%、-0.04%、-0.07%、+0.09%、+0.07%、-0.06%、-0.06%、-0.05%、-0.01%。均小于两种标准中的重复性限 0.20%。这个结果说明两种氟硅酸钾容量法测定操作方法所得到的结果均具有较高的准确性，采取两种测定操作方法都可以有效保证石灰石中二氧化硅测定结果的质量。4结语综上所述，两种氟硅酸钾容量法测定操作方法都能够有效实现石灰石中二氧化硅含量的测定，且具有较高的准确性。而测定过程中各个操作流程的操作准确性是保证测定结果质量的关键因素。实验人员需要具有较为熟练和准确的操作能力才能有效保证测定结果的质量。同时，需要在日常测定中，不断通过两种操作方法测定结果或者与标准样品测定结果进行对比的方式来进一步保证测定结果的质量。参考文献1 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