徐愿如，蘇長青，容志剛，張 磊

中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心新疆總隊(duì)，新疆 烏魯木齊 830000

1 分析方法的選擇

二氧化硅分析方法很多，高含量的二氧化硅分析方法主要有氟硅酸鉀容量法、一次鹽酸脫水加比色法、氫氟酸直接揮發(fā)法3種方法。由于不需要大的儀器設(shè)備，應(yīng)用于大多數(shù)檢驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)。就這3種方法作簡單介紹和比較。

2 3種測定方法

2.1 氟硅酸鉀容量法

2.1.1 測定范圍

二氧化硅含量≥5%的硅酸鹽石礦物都可以用此方法。

2.1.2 分析步驟

稱取經(jīng)1050C烘干的試樣0.5000g置于銀坩堝中，加入過氧化鈉少許，4g氫氧化鉀，置于高溫爐中，從低溫升起在600℃～650℃熔融10min～15min，取下冷卻，放入盛有100mL沸水的250mL燒杯中，加蓋表皿使熔塊完全溶解，洗凈坩堝，在不斷攪拌下一次加入30mL硝酸，冷卻后移入250mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。保留此溶液用于硅 鐵、鋁、磷 錳 鈦測定。

立即分取50mL上述溶液于100mL塑料燒杯中，加擠干的濾紙漿一小粒，加入硝酸5mL（如鋁的含量高時(shí)加硝酸8mL，在流水中冷卻時(shí)間短些），加8mL鹽酸，加6g氯化鉀（溫度高時(shí)加7g），用小塑料棒充分?jǐn)嚢?，使試液達(dá)到飽和，加20%的氟化鉀溶液20mL，經(jīng)充分?jǐn)嚢韬蠓胖昧魉欣鋮s20min（期間攪拌3次），以快速濾紙?jiān)谒芰下┒飞线^濾，用5%的氟化鉀洗液洗滌塑料杯，沿濾紙邊洗滌沉淀16次（此時(shí)濾液顯紫色），將沉淀連同濾紙置于400mL燒杯中，加250mL沸水(無二氧化碳)，加中性紅，次甲基蘭混合指示劑4滴，用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至綠色為終點(diǎn)。

2.1.3 注意事項(xiàng)

1）加入氯化鉀的量，以使試液到飽和為限，室溫高時(shí)用量要大。用氫氧化鈉熔融的試液，由于無鉀離子，加入氯化鉀一定要達(dá)到飽和；

2）加入氯化鉀后必須充分?jǐn)嚢?，并放?5min以上，使其沉淀完全；

3）要使可溶性硅能定量的形成氟硅酸鉀沉淀，必須使試液保持有足夠的酸度、過量的氟離子和適量的鉀離子濃度。試液中存在有足夠的氫離子，將有利于：SiO32-+4F-+6H+=SiF4+3H2O反應(yīng)向右進(jìn)行；

4）用5%的氟化鉀洗液洗滌塑料杯及滌沉淀時(shí)，速度一定要快，盡量控制在10min左右。沖洗時(shí)間過長，容易使結(jié)果偏低。

2 一次鹽酸脫水加比色法

2.1 測定范圍

二氧化硅含量在40%～96%的硅酸鹽石礦物都可以用此方法。

2.2 分析步驟

稱取經(jīng)105℃烘干的試樣0.5000g置于銀坩堝中，加數(shù)滴無水乙醇，4g～5g氫氧化鈉，蓋上銀坩堝蓋，放入高溫爐中，從低溫升起在600℃～650℃熔融10min～20min（空白熔融3min），取出冷卻。用濾紙擦凈坩堝外壁，放入盛有約100mL沸水的250mL燒杯中，并蓋表面皿，稍涼，緩慢加入20mL鹽酸，等反應(yīng)停止、熔塊脫落后，洗出坩鍋和坩鍋蓋。溶液在電熱板上蒸發(fā)至近干，用玻璃棒把鹽塊壓碎后，繼續(xù)蒸干一小時(shí)，取下，加鹽酸5mL以潤濕殘?jiān)?min后加熱水50mL，充分?jǐn)嚢枋果}類溶解后，用致密濾紙過濾，濾液于250mL容量瓶中。先用溫?zé)岬模?0℃左右）鹽酸（1+5）擦洗燒杯并洗滌沉淀，然后用溫?zé)岬柠}酸（1+99）洗至濾液近200mL為止，定容搖勻。此溶液用于鐵、鋁、鈦、鈣、鎂等測定。

將沉淀連同濾紙一起放入已恒重的瓷坩堝中，置于高溫爐中，半開爐門，從低溫升起，灰化后在950℃～1000℃灼燒2小時(shí)，取出稍冷后，放入干燥器中，冷卻至室溫，稱重。再在同樣溫度下反復(fù)灼燒，直至恒重。

2.3 注意事項(xiàng)

1）氫氧化鈉熔融式樣時(shí)，溫度不宜過高，時(shí)間不宜過長。否則試液中銀離子含量通過高，將會(huì)影響測定結(jié)果；

2）鹽酸（1+5）的溫度盡量控制在30℃～40℃為宜，否則二氧化硅會(huì)復(fù)溶。

3 氫氟酸直接揮發(fā)法

3.1 測定范圍

二氧化硅含量在SiO2≥96%的硅酸鹽石礦物都可以用此方法。

3.2 分析步驟

稱取經(jīng)105℃烘干的試樣1.0000g于鉑坩堝中，經(jīng)950℃～1000℃灼燒過燒失量后的試樣用水潤濕，加入2mL硝酸（1+1），10mL氫氟酸，在電熱板上低溫加熱試樣分解，蒸發(fā)至近干，加入2mL硝酸（1+1），10mL氫氟酸，繼續(xù)蒸干。加5mL硝酸（1+1）蒸干。將鉑坩堝移入高溫爐中，從低溫升起，在950℃～1000℃灼燒半小時(shí)，稱重，再灼燒20min，直到稱至恒重并計(jì)算二氧化硅的含量。

3.3 注意事項(xiàng)

如果二氧化硅含量低于96%，采用此方法將引起較大誤差。

4 3種方法比對

上述3種方法，各有優(yōu)劣，詳見下表：

根據(jù)表述，以上3種方法，各有優(yōu)劣。其中氟硅酸鉀容量法的測定條件多，影響因素多，所以本方法與操作者掌握操作的熟練程度有很大關(guān)系，但只要熟練掌握此法，檢測結(jié)果準(zhǔn)確，費(fèi)時(shí)也少。一次鹽酸脫水加比色法，要經(jīng)過過濾和比色兩步，過程稍嫌多，但是對于人員和設(shè)備要求較低，在同樣程度下，本法結(jié)果的準(zhǔn)確度還是相當(dāng)高的。氫氟酸直接揮發(fā)法適用于高含量石英巖類式樣，適用范圍較低，含量低的式樣會(huì)影響其準(zhǔn)確度。設(shè)備要求都不高，區(qū)別在于氟硅酸鉀容量法和一次鹽酸脫水加比色法都需要銀坩堝，氟硅酸鉀容量法還要過濾裝置；氫氟酸直接揮發(fā)法需要鉑坩堝?？偟膩碚f，以上3種方法對于技術(shù)和設(shè)備來說要求很低了。

5 結(jié)論

本文提到的3種方法，對大的儀器設(shè)備要求不高，應(yīng)用于大多數(shù)檢驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)。要根據(jù)各式各實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備情況，人員技術(shù)，針對不同式樣的具體特點(diǎn)來選用適當(dāng)?shù)姆椒?。在可測定范圍內(nèi)，可互為檢測。

[1]引用標(biāo)準(zhǔn)硅酸鹽巖石化學(xué)分析方法GB/T14506.3-1993第2部分硅酸鹽巖石、礦物及規(guī)制原料化學(xué)分析非金屬礦物和巖石化學(xué)分析方法.JC/T1021.2-2007.

[2]尹明，李家熙.巖石礦物分析.4版，1991.

[3]周偉，張雅琴，麻娟俠，等.非金屬礦物和巖石化學(xué)分析方法.中國建材工業(yè)出版社.