分光光度法測(cè)定硫酸渣中二氧化硅*

劉永星

（廣東省云浮市質(zhì)量計(jì)量監(jiān)督檢測(cè)所，廣東云浮527300）

分光光度法測(cè)定硫酸渣中二氧化硅*

劉永星

（廣東省云浮市質(zhì)量計(jì)量監(jiān)督檢測(cè)所，廣東云浮527300）

確定了用分光光度法測(cè)定硫酸渣中二氧化硅含量的最佳測(cè)定條件，操作簡(jiǎn)便，條件易控制。RSD為0.96%，結(jié)果穩(wěn)定可靠。經(jīng)試驗(yàn)證明，此法操作方便，結(jié)果令人滿意。

分光光度法；硫酸渣；二氧化硅

硫酸渣是一種硫酸副產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于鋼鐵及水泥行業(yè)。硫酸渣中二氧化硅含量的測(cè)定目前尚無(wú)相應(yīng)的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，大都采用GB/T 16574-1996《硫鐵礦和硫精礦中硅含量的測(cè)定重量法》進(jìn)行測(cè)定[1]，該方法操作麻煩，檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng)。本法用無(wú)水碳酸鈉-硼酸混合熔劑分解樣品，鉬酸銨顯色，硫酸亞鐵銨還原，分光光度法測(cè)定[2]。本法操作簡(jiǎn)單，重現(xiàn)性較好，能準(zhǔn)確、快速測(cè)定硫酸渣中二氧化硅含量，能滿足實(shí)驗(yàn)分析的要求。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 測(cè)定原理

用無(wú)水碳酸鈉-硼酸混合熔劑分解樣品，以稀鹽酸浸取，加入鉬酸銨顯色劑，使硅酸與鉬酸銨形成黃色硅鉬雜多酸，用硫酸亞鐵銨將黃色硅鉬雜多酸還原為硅鉬蘭，在波長(zhǎng)680 nm處測(cè)量吸光度，借此測(cè)定二氧化硅的含量。

1.2 試劑和溶液

（1）混合熔劑：取2份無(wú)水碳酸鈉與1份硼酸研磨，混勻。

（2）鹽酸溶液：1+6。

（3）鉬酸銨溶液：40 g/L。量取500 mL水于塑料杯中，加入20 g鉬酸銨，攪拌至完全溶解并過濾，裝于塑料瓶中。

（4）硫酸亞鐵銨溶液：40 g/L。量取100 mL濃硫酸溶于400 mL水中，加入20 g草酸（H2C2O2·2H2O）和20 g硫酸亞鐵銨（Fe（CH4）2（SO4）2·6H2O），攪拌至完全溶解并過濾，貯存于棕色滴瓶中。

（5）二氧化硅標(biāo)準(zhǔn)溶液：1.00 mL含40.00 μg二氧化硅。

①稱取0.200 0 g已于950～1 000℃灼燒30 min并冷卻至室溫的高純二氧化硅于鉑坩堝中，加入3 g混合熔劑，混勻，再覆蓋1 g混合熔劑，放入高溫爐中，蓋上鉑蓋（留一縫隙）。逐步升溫至950℃，熔融15 min，取出坩堝，冷卻。將鉑坩堝及蓋置于預(yù)先盛有100 mL熱水的聚四氟乙烯燒杯中，低溫加熱浸取熔塊至溶液清亮。用熱水洗出鉑坩堝及鉑蓋，冷卻至定溫。將溶液移入500 mL常量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻，立即轉(zhuǎn)移至塑料瓶中貯存。此溶液1.00 mL含400.00 μg二氧化硅。

②移取50.00 mL二氧化硅標(biāo)準(zhǔn)溶液（1.00 mL含400.00 μg二氧化硅）于500 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻，立即轉(zhuǎn)移至塑料瓶中貯存。此溶液1.00 mL含40.00 μg二氧化硅。

（6）工作曲線的繪制：移取0，1.00，2.00，3.00，5.00，7.00 mL二氧化硅標(biāo)準(zhǔn)溶液分別到50 mL容量瓶中，加空白溶液10 mL，加5 mL鉬酸銨溶液，放置10 min，加入10 mL硫酸亞鐵銨溶液，用水稀至刻度，混勻。將部分顯色液移入適當(dāng)?shù)谋壬笾?，以相?yīng)的空白試驗(yàn)溶液為參比,于分光光度計(jì)波長(zhǎng)680 nm處測(cè)量吸光度,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

稱取0.2 g試樣，精確至0.000 2 g，置于鉑坩堝中，加入3 g混合熔劑，混勻，再覆蓋1 g混合熔劑，放入高溫爐中，蓋上鉑蓋（留一縫隙）。逐步升溫至950℃，熔融15 min，取出坩堝，冷卻。將鉑坩堝及蓋置于預(yù)先盛有100 mL的熱鹽酸（1+6）的300 mL燒杯中，低溫加熱浸出熔塊，用鹽酸（1+6）清洗坩堝及蓋，待冷至室溫后移入250 mL容量瓶中用水稀至刻度，搖勻備用。如有沉淀干過濾。稱取與試樣量相同的高純?nèi)趸F，隨同試樣做空白試驗(yàn)。

吸取5 mL溶液到50 mL容量瓶中,加水10 mL，加5 mL鉬酸銨溶液，以下同“工作曲線的繪制”操作，并在相同條件下進(jìn)行測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 鉬酸銨用量

鉬酸銨顯色劑的加入除與硅酸作用生成硅鉬藍(lán)絡(luò)離子外，還起緩沖酸度的作用，鉬酸銨數(shù)量的多少會(huì)影響硅鉬藍(lán)的色澤強(qiáng)度。由于鉬酸銨會(huì)與鐵生成鉬酸鐵沉淀，如果鉬酸銨加入量不夠，會(huì)導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏低，因而加入過量的鉬酸銨是必要的，但加入太多會(huì)降低硅鉬藍(lán)的色澤強(qiáng)度。試驗(yàn)證明，加2～6 mL鉬酸銨比較穩(wěn)定，到6 mL以后吸光度逐漸下降，本試驗(yàn)選用加5 mL鉬酸銨溶液。

2.2 還原劑的選擇

常用的還原有硫酸亞鐵銨和二氯化錫，由于二氯化錫還原能力比較強(qiáng)，容易將游離鉬酸還原，且本身又容易被氧化。當(dāng)采用硫酸亞鐵銨時(shí)，溶液中的三價(jià)鐵離子的存在會(huì)影響二價(jià)鐵離子的還原能力，加入草酸與三價(jià)鐵離子絡(luò)合，以提高亞鐵離子的還原能力，且草酸還能消除砷和磷等元素的干擾，所以本試驗(yàn)選用硫酸亞鐵銨作還原劑。

2.3 還原劑用量

硅化合物或硅酸與鉬酸銨反應(yīng)生成黃色硅鉬雜多酸，此時(shí)測(cè)定靈敏度低，加入還原劑硫酸亞鐵銨將其還原成藍(lán)色絡(luò)合物可提高測(cè)定靈敏度。還原劑加入量太少，會(huì)因還原能力弱使硅鉬黃絡(luò)離子還原不完全，導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏低，且硅鉬藍(lán)容易裉色。加入還原劑加入量過多，因還原能力過強(qiáng)易使鉬酸銨還原，硅鉬藍(lán)色澤加深。試驗(yàn)證明，加10 mL顯色最完全，本試驗(yàn)選用還原劑的用量為10 mL。

2.4 測(cè)定結(jié)果的精密度試驗(yàn)

按照上述實(shí)驗(yàn)方法，對(duì)本方法的精密度進(jìn)行試驗(yàn)，在重復(fù)性測(cè)定條件下一個(gè)硫酸渣樣品測(cè)定8次，測(cè)定結(jié)果見表1。

表1精密度試驗(yàn)結(jié)果Table 1The precision of the determination result

由表1可知，測(cè)得平均值為12.36%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.96%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差較好。

2.5 測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確度試驗(yàn)

因沒有硫酸渣標(biāo)樣，因此選擇了成分與硫酸渣基本相同的3個(gè)鐵礦標(biāo)樣，按照上述實(shí)驗(yàn)方法，對(duì)本方法的準(zhǔn)確度進(jìn)行試驗(yàn)，測(cè)定結(jié)果見表2。

表2準(zhǔn)確度試驗(yàn)結(jié)果Table 2The accuracy of the determination result%

從表2可以看出，各種樣品的測(cè)定誤差均＜0.41%，誤差均在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)允許范圍內(nèi)，具有較高的準(zhǔn)確度。

3 結(jié)論

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，用分光光度法測(cè)定硫酸渣中二氧化硅含量，樣品的測(cè)定誤差＜0.41%，RSD為0.96%，本法是一種操作簡(jiǎn)單，能準(zhǔn)確、快速測(cè)定硫酸渣中二氧化硅含量的方法，值得推廣應(yīng)用

[1]GB/T 16574-1996，硫鐵礦和硫精礦中硅含量的測(cè)定重量法[S].

[2]GB/T 6730.9-2006，鐵礦石硅含量的測(cè)定硫酸亞鐵銨還原-硅鉬蘭分光光度法[S].

Determination of Silica Content in Sulfur Acid Residue by Spectrophotography

LIU Yong-xing

（YunFu Institute of Quality And Metrology Supervise Test of Guang Dong，Guangdong Yunfu 527300，China）

The best conditions for determining silica content in sulfur acid residue by spectrophotography were confirmed.Under the best conditions，RSD was 0.96%，results were stable.It was proved that the method was convenient and results were satisfactory.

Silica；Sulfur acid residue；Spectrophotography

O657.32

A

1671-0460（2010）02-0218-02

2009-12-09

劉永星（1973-），男，廣東云浮人，工程師，1996年畢業(yè)于廣東工業(yè)大學(xué)工業(yè)分析專業(yè)，目前從事實(shí)驗(yàn)室管理及化工產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)檢測(cè)理論、方法的開發(fā)應(yīng)用。E-mail：gdyfaaa@163.com。