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        火焰光度法測(cè)定陶瓷及耐火材料中氧化鋰含量

        2019-08-13 09:34:40谷琴吳君馬秀軍
        江蘇陶瓷 2019年2期
        關(guān)鍵詞:陶瓷

        谷琴 吳君 馬秀軍

        摘 ?要 ?本文詳細(xì)敘述了采用火焰光度法測(cè)定陶瓷及耐火材料中氧化鋰含量的定量分析方法,并對(duì)檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性進(jìn)行了確認(rèn)。

        關(guān)鍵詞 ?火焰光度法;陶瓷;氧化鋰;

        0 ?前 ?言

        利用火焰光度法測(cè)定氧化鋰含量,目前的報(bào)道不多,國(guó)內(nèi)已有相對(duì)應(yīng)的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)YS/T 509.1-2008《鋰輝石、鋰云母精礦化學(xué)分析方法,氧化鋰、氧化鈉、氧化鉀量的測(cè)定,火焰原子吸收光譜法》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)YS/T 509.1-2008標(biāo)準(zhǔn)),此法在試劑操作過(guò)程中,對(duì)于低含量結(jié)果檢測(cè)穩(wěn)定性較好,而對(duì)高含量結(jié)果檢測(cè)穩(wěn)定性有不確定性存在,而采用火焰光度法檢測(cè)可以消除該弊端,且簡(jiǎn)單、快速、準(zhǔn)確。

        1 ?實(shí)驗(yàn)方法

        1.1 方法提要

        試樣用硫酸(H2SO4)-氫氟酸(HF)分解,在硝酸(HNO3)介質(zhì)中,用AP1301型火焰光度計(jì)分別進(jìn)行氧化鋰、氧化鉀、氧化鈉的測(cè)定。

        1.2 試劑

        氧化鋰標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液:把碳酸鋰(Li2CO3)(99.9%以上)預(yù)先在105 ℃~110 ℃烘2 h,并置于干燥器中冷至室溫,稱(chēng)取2.472 9g置于250 mL燒杯中,加80 mL水,蓋上表面皿,從杯嘴慢慢加入20 mL鹽酸(HCl)(1+1),加熱至Li2CO3全部溶解,煮沸驅(qū)除二氧化碳,冷至室溫,用水沖洗表面皿,將溶液移入1000 mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,混勻,移入干塑料瓶中保存。此溶液為1 mL含1.0 mg氧化鋰。

        氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液:把氯化鈉(99.9%以上)預(yù)先在400 ℃~450 ℃灼燒1.5 h,并置于干燥器中冷至室溫,稱(chēng)取1.885 9 g置于250 mL燒杯中,加水溶解,移入1 000 mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,混勻,移入干塑料瓶中保存。此溶液為1 mL含1.0 mg氧化鈉。

        氧化鉀標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液:把氯化鉀(99.9%以上)預(yù)先在400 ℃~450 ℃灼燒1.5 h,并置于干燥器中冷至室溫,稱(chēng)取1.585 9 g置于250 mL燒杯中,加水溶解,移入1 000 mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,混勻,移入干塑料瓶中保存。此溶液為1 mL含1.0 mg氧化鉀。

        移取氧化鋰標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液、氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液、氧化鉀標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液各25 mL,置于250 mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,混勻。此溶液1 mL分別含100 g氧化鋰、氧化鈉和氧化鉀。

        1.3 儀器

        火焰光度計(jì)AP1301型,以液化石油氣為燃?xì)?,具備同時(shí)測(cè)定氧化鉀、氧化鈉和氧化鋰的功能。

        1.4 試樣制備

        將實(shí)驗(yàn)室樣品破碎至6.7 mm以下,按四分法縮分至100 g。將縮分后的樣品粉碎至0.5 mm以下,繼續(xù)縮分,并加工成粒度小于0.090 mm的試樣。試樣分析前應(yīng)在105 ℃~110 ℃烘2 h,置于干燥器中冷卻至室溫。

        1.5 分析步驟

        稱(chēng)取0.10 g試樣,精確到0.000 1 g;重復(fù)性條件下測(cè)定2次;重復(fù)性條件下做空白試驗(yàn)。將試樣置于50 mL鉑皿中,用水潤(rùn)濕,加入H2SO45滴、HF10 mL,置于盤(pán)式電爐上小火加熱分解,蒸發(fā)至冒濃的三氧化硫白煙,取下冷至室溫。加水25 mL,加HNO32 mL,低溫加熱使鹽類(lèi)完全溶解,取下冷至室溫,移入100 mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,混勻。

        按表1移取溶液加入HNO3置于100 mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,混勻,隨同試樣的空白試驗(yàn)。

        將溶液置于火焰光度計(jì)上,選定儀器的最佳工作條件,以試劑空白作參比,分別測(cè)定氧化鉀、氧化鈉和氧化鋰的濃度值。

        移取0 mL、1 mL、2 mL、5 mL、10 mL、20 mL、30 mL氧化鋰、氧化鈉和氧化鉀混合標(biāo)準(zhǔn)溶液分別置于一組100 mL容量瓶中,加入2.0 mL HNO3,用水稀釋至刻度、搖勻。在火焰光度計(jì)上,按儀器的最佳工作條件,繪制工作曲線。

        1.6 分析結(jié)果的計(jì)算

        氧化鋰的質(zhì)量分?jǐn)?shù)ω,數(shù)值以%表示,按下式計(jì)算:

        式中:c——在標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得的氧化鋰濃度(g/mL)

        V——試液的體積(mL)

        m——試樣質(zhì)量(g)

        a——分取試液的體積和總體積之比

        2 ?結(jié)果與討論

        2.1 試樣制備

        YS/T 509.1-2008標(biāo)準(zhǔn)中的方法:試樣經(jīng)H2SO4和HF分解冒白煙后,加入2 mLH2SO4(1+1)溶液,制備成待測(cè)液,本法采用加入2 mLHNO3(1+1)溶液,制備成待測(cè)液,目的便于實(shí)際工作中更加方便操作,且對(duì)氧化鋰測(cè)定結(jié)果不影響。

        2.2 氧化鋰標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備

        YS/T 509.1-2008標(biāo)準(zhǔn)是采用H2SO4(1+1)溶解Li2CO3(99.9%以上),本法采用HCl(1+1)溶解Li2CO3制備氧化鋰標(biāo)準(zhǔn)溶液,對(duì)氧化鋰測(cè)定結(jié)果不影響。

        2.3 共存元素的影響

        在陶瓷材料及耐火材料中氧化鉀、氧化鈉、氧化鋰共存的情況下,采用配制相同等量的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液來(lái)消除同族元素的干擾,試驗(yàn)結(jié)果表明共存元素的干擾影響不大。

        2.4 檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性試驗(yàn)

        本文通過(guò)對(duì)不同材質(zhì)的標(biāo)樣進(jìn)行加標(biāo)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)室間的比對(duì)和對(duì)取不同含量的鋰輝石進(jìn)行全分析,來(lái)確認(rèn)檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性(見(jiàn)表2)。

        回收率的允許限:被測(cè)細(xì)分的含量:≤1 mg/L,回收率為80%~120%;含量:1~100 mg/L,回收率為90%~110%;含量:≥100 mg/L,回收率為95%~105%。試驗(yàn)表明加標(biāo)回收率符合回收率允許限的要求,實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

        選用鋰輝石6.0樣品,送江西省陶瓷檢測(cè)中心進(jìn)行氧化鋰比對(duì)試驗(yàn)(見(jiàn)表3)。

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