耐火材料(记录内容)

标准名称	熔铸氧化铝耐火材料化学分析方法
标准类型	中华人民共和国国家标准
标准名称（英）	Chemical analysis methods for fuse cast alumina refractories
标准号	GB/T 14351-93
标准发布单位	国家技术监督局发布
标准发布日期	1993-05-13发布
标准实施日期	1994-02-01实施
标准正文
1 主题内容与适用范围本标准规定了熔铸氧比铝耐火材料化学成分分析的试样制备、仪器、试剂、分析步骤和结果计算。木标准适用于熔铸氧化铝耐火材料组成中二氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化钾、氧化钠、氧化钙、氧化镁、三氧化二铁和烧失量的分析。 2 试样准备将样品粗碎，通过6.73mm筛，采用四分法分取100g，进一步粉碎使其全部通过 0.280mm筛，按四分法分取10g试样，研磨至使其全部通过0.076mm筛，装入试样瓶中。试样在105￣110℃烘箱中烘干2h以上，取出放入干燥器中，冷却备用。 3 烧失量的测定 3．1 方法提要试样在1050±50℃灼烧，恒重量，以减少的重量计算烧失量。 3．2 分析步骤 3．2．1 试料称取1￣2g试料，精确至0.0001g.称取两份试料进行平行测定，以两个试料分析结果的算术平均值为测定结果。 3．2．2 测定将试料置于已恒重的铂（或瓷）坩埚中，放入高温炉内，从低温开始逐渐升温至 1050±50℃灼烧1h，取出置于干燥器中冷至室温，称重。如此反复操作（每次灼烧30 min）直至恒重。 3．3 结果计算烧失量X(%)按式（1）计算： m1-m2 X＝─────×100 ……………………（1） m 式中：m1－－灼烧前试料和铂（或瓷）坩埚质量，g； m2－－灼烧后试料和铂（或瓷）坩埚质量，g； m －－试料质量，g。所得结果应表示至二位小数。 4 二氧化硅的测定 4．1 方法提要试样分解后，在pH值为１的盐酸介质中加入钼酸铵溶液使硅酸离子生成硅钼黄，用抗坏血酸将其还原成钼蓝，于分光度计650mm处测量其吸光度。 4．2 试剂和仪器 a．无水碳酸钠； b．无水硼砂：硼酸钠（Na2B4O7·10H2O）在400℃脱水为无水硼砂； c．盐酸溶液（1+9，1+1）； d．乙醣（95%)； e．氢氧化钠溶液（100g/L），贮于塑料瓶中； f．钼酸铵溶液（80g/L)：称取8.0g钼酸铵[(NH4)6Mo7O24·4H2O]溶于100mL水中，过滤后保存于塑料瓶中； g．抗坏血酸溶液（20g/L）：使用时现配； h．二氧化硅标准溶液(0.1mg/ml)：称取预先在1100℃灼烧1h的二氧化硅(99.99%) 0.1000g，置于铂坩埚中，加2g无水碳酸钢，混匀，高温熔融至透明。稍冷后用热水浸取熔块于塑料烧杯中，待熔块全部溶解后，移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，立即转至塑料瓶中保存； i．对硝基苯酚乙醇溶液(5g/L)； j．分光光度计。 4．3 分析步骤 4．3．1 试料称取约0.4g试料，精确至0.0001g。称取两份试料进行平行测定，以两个试样分析结果的算术平均值为测定结果。 4．3．2 空白试验随同试料做空白试验，所用试剂须取自同一试剂瓶。 4．3．3 测定 4．3．3．1 将试料置于铂坩埚中，加入2.0g无水硼砂和4.0g无水碳酸钠，置于喷灯上熔融至二氧化碳停止发生，继续熔融10min。冷却后，将坩埚放入250mL塑料杯中，加入约100mL水侵取熔块，一次加入30mL盐酸溶液（1+1），将坩埚用水洗出，溶液移入250mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。此为试液A，用于测定二氧化硅、氧化钛和氧化铝。 4．3．3．2 准确分取适量溶液A于100mL塑料烧杯中，加1滴对硝基苯酚指示剂，用氢氧化钠溶液调节游泳变黄，加6mL盐酸溶液（1+9)，转移至100mL容量瓶中，加水稀释至约70mL。加80mL乙醇，5mL钼酸铵溶液，在15℃以上温度下放置15min后，加入10mL 盐酸溶液（1+1)，5mL抗坏血酸溶液，用水稀释至刻度，摇匀。放置40min后用1cm比色皿于分光光度计650nm处，以空白溶液为参比，测量其吸光度。 4．3．4 标准曲线的绘制吸取二氧化硅标准溶液0.00，1.00，2.00，3.00，4.00，5.00，6.00mL（分别含有二氧化硅0，0.1，0.2，0.3，0.4，0.5，0.6mg）于一组100mL容量瓶中，用水冲稀至约6mL，加入6mL盐酸溶液（1+9），以下按4．3．3．2操作进行。按吸光度与二氧化硅量的关系绘制标准曲线。 4．4 结果计算二氧化硅的百分含量X1按式（2）计算： m1 X1＝────────×100 ………………………(2) V1 m×── ×10[3] V 式中：V1－－移取试液A的体积，mL； V －－试液A的体积，mL； m1－－从曲线查得的移取试液中二氧化硅的量，mg； m －－试料质量，g。所得结果应表示至二位小数。 5 二氧化钛的测定 5．1 方法提要移取试料溶液，在酸性介质中钛与二安替比林甲烷形成黄色络合物，于分光光度计390nm处测量其吸光度。用抗坏血酸还原三价铁，消除其干扰。 5．2 试剂和仪器 a．盐酸溶液（1+1，1+9)； b．抗坏血酸溶液（10g/L)：将1.0g抗血酸溶于100mL水（用时现配）； c．二氧化钛标准溶液（0.025mg/ml）：称取经1000￣1100℃灼烧1h冷至室温后的二氧化钛（99.99%）0.5000g于铂坩埚中，加入4.0g无水碳酸钠，3.0g无水硼砂，置于喷灯上熔融后，用水浸取，一次加入90mL盐酸溶液(1+1)，移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。此溶液每毫升含0.5mg二氧化钛。吸取上述溶液25.00mL于500mL容量瓶中，用盐酸溶液（1+9)稀释至刻度，摇匀。此溶液每毫升含0.025mg二氧化钛； d．二安替比林甲烷溶液（20g/L)：将10.0g二安替比林甲烷溶于80mL盐酸溶液（1+1)中，过滤后用水稀释至500mL，摇匀； e．分光光度计。 5．3 分析步骤 5．3．1 空白试验随同试料做空白试验，所用试剂须取自同一试剂瓶。 5．3．2 测定移取试液A50.00mL于100mL烧杯中，加热浓缩至10mL，转移至50mL容量瓶中，加入5mL盐酸溶液（1+1)，3mL抗坏血酸溶液，10mL二安替比林甲烷溶液，用水稀释至刻度，摇匀。放置30min后，于分光光度计390nm处，采用3cm比色皿，以试液的吸光度。从标准曲线上查出二氧化钛的量。 5．3．3 标准曲线的绘制称取0.00，0.50，1.00，2.00，3.00，4.00mL二氧化钛标准溶液（分别含二氧化钛0，0.0125，0.025，0.050，0.075，0.100mg）于一组50mL容量瓶中，各加入5mL盐酸溶液（1+1)，以下操作按5．3．2进行。以溶液吸光度与二氧化钛量的关系绘制标准曲线。 5．4 结果计算二氧化钛的百分含量X2(%)按式（3）计算： m1 X2＝────────×100 ………………………(3) V1 m×── ×10[3] V 式中：V1－－移取试液A的体积，mL； V －－试液A的体积，mL； m1－－从标准曲线上查得二氧化钛的量，mg； m －－试料质量，g。所得结果应表示至三位小数。 6．氧化铝的测定 6．1 方法提要在分取的试液中加入过量EDTA标准溶液（对含锆的试样，首先将制备好的部分溶液用强碱分离铁、钛、锆后再加入过量的EDTA溶液)，在弱酸溶液中铝与EDTA络合生成 1∶1络合物，以半二甲酚橙为批示剂，乙酸标准溶液回滴过量的EDTA，差减法求得氧化铝的含量。 6．2 试剂 a．盐酸溶液（1+1)； b．氢氧化铵溶液（1+1)； c．氢氧化钠溶液(20g/L，500g/L)：贮于塑料瓶中； d．乙酸－乙酸钠缓冲溶液[pH为5.5]：将200.0g乙酸钠(CH3COONa·3H2O)溶于水中，加9.0mL乙酸，移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀； e．乙酸锌标准溶液（0.02mol/L)：将4.4g乙酸锌[Zn(CH3COO)2·H2O]溶于100mL水中，加入0.2mL乙酸，摇匀； f．EDTA标准溶液（0.02mol/L)：7.5g乙二胺四乙酸二钠溶于水中，用水稀释至1000 mL，摇匀。乙酸锌标准溶液对EDTA标准溶液的换算系数K的标定：由滴定管取10.00mLEDTA标准溶液置于300mL烧杯中，用水稀释至约150mL，加入10mL乙酸－乙酸钠缓冲溶液，2￣3 滴半二甲酚橙指示剂，用乙酸锌标准溶液滴定至溶液由黄色变为红色。平行标定3份，取其算术平均值。换算系数K值按式(4)计算： V1 K = ─── ………………（4） V 式中：V1－－移取EDTA标准溶液的体积，mL； V －－滴定时消耗乙酸锌标准溶液的体积，mL。 g．氧化铝标准溶液(1mg/mL)：称取0.5292g金属铝(99.000%)，精确至0.0001g，于塑料烧杯中，加入约50mL水，5g氢氧化钠，置于水浴上加热溶解后，用盐酸溶液 (1+1)中和至酸性并过量20mL，冷却至室温，移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。 EDTA标准溶液相当于氧化铝量的标定：移取25.00mL氧化铝标准溶液于300mL烧杯中，加入35.00mLEDTA标准溶液，置于电炉上加热至近沸，用氢氧化铵调节pH值为4左右，继续加热微沸5min，冷却后加入10mL乙酸－乙酸钠缓冲溶液，2￣3滴半二甲酚橙指示剂。用乙酸锌标准溶液滴定至溶液由黄色变为红色。平行标定3次。取3次算术平均值为标定值。 1mLEDTA标准溶液相当于氧化铝的量T（mg/mL）按式（5)计算： V1c T = ──────── ……………(5) V2 - V3K 式中：V1－－移取氧化铝标准溶液的体积，mL； V2－－加入EDTA标准溶液的体积，mL； V3－－消耗乙酸锌标准溶液的体积，mL； c －－氧化铝标准溶液的浓度，mg/mL； K －－同(4)式。 h．半二甲酚橙指示剂(5.0g/L)； i．酚酞指示剂(10.0g/L)：称取1.0g酚酞溶于100mL乙醇中。 6．3 分析步骤 6．3．1 空白试验随同试料做空白试验，所用试剂需取自同一试剂瓶。 6．3．2 测定 6．3．3．1 不含锆试样吸取25.00mL试液A于300mL烧杯中，加入50.00mLEDTA标准溶液，置于电炉上加热至近沸，用氢氧化铵溶液调节pH值为4左右，继续加热微沸5min。冷却后加入10mL乙酸－乙酸钠缓冲溶液，2￣3滴半二甲酚橙指示剂，用乙酸锌标准溶液滴定至溶液由黄色变为红色。 6．3．3．2 含锆试样吸取25.00ml试液A于300mL烧杯中，用水稀释至100mL，加1￣2滴酚酞指示剂，在搅拌下滴加氢氧化钠溶液(500g/L)至红色，再多加10mL，置于60￣70℃水浴上保温 30min。取下，用快速滤纸过滤，用氢氧化钠溶液(20g/L)洗涤烧杯及沉淀10余次，滴加50.00mLEDTA标准溶液，用盐酸溶液(1+1)中和至红色消失，加热微沸5min。取下，冷至室温，加10mL乙酸－乙酸钠缓冲溶液，加2￣3滴半二甲酚橙指示剂，用乙酸锌标准溶液滴定至溶液由黄色变为红色。 6．4 结果计算不含锆试样中氧化铝的百分含量X3(%)按式(6)计算；含锆试样中氧化铝的百分含量X4(%)按式(7)计算： T(V1-V2K×V0) X3 = ──────── ×100 - (Fe2O3% + TiO2%)×0.6384 …………(6) V3 m×──×1000 V T(V1 - V2K - V0) X4 = ──────── ×100 ……………………………(7) V3 m×──×1000 V 式中：V0－－空白试验所消耗的EDTA标准溶液的体积，mL； V1－－加入EDTA标准溶液的体积，mL； V2－－消耗乙酸锌标准溶液的体积，mL； V3－－吸取试液的体积，mL； V －－试液A的体积，mL； K －－同(4)式； T －－同(5)式； m －－试料质量，g。所得结果应表示至二位小数。 7 氧化钾、氧化钙、氧化镁、三氧化二铁和氧化钠的测定 7．1 方法提要试样用偏硼酸锂溶融，硝酸溶液提取，用原子吸收光谱仪测定。 7．2 试剂 a．无水偏硼酸锂：将偏硼酸锂LiBO2·8H2O置于铂皿内放入烘箱中，逐渐升温至 75℃，烘2h，再置于高温炉中，在600￣650℃灼烧2h，冷却，研细，贮于磨口瓶中； b．硝酸溶液(1+2，1+20)：用优级纯硝酸配制； c．偏硼酸锂溶液(20.0g/L)：称取39.00g偏硼酸锂(LiBO2·8H2O)，置于300mL烧杯中，加入约150mL水，100mL硝酸(1+1)，溶解后移入500mL容量瓶中，用水稀释至刻度摇匀； d．氯化锶溶液(200.0g/L SrCl2·6H2O)； e．氧化铝溶液(10.0g/L)：称取2.646g 高纯铝(99.99%)置于250mL烧杯中，加入 40mL王水(HCl:HNO3=3:1)加热溶解后移入500mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀； f．稀释液：分别吸得适量偏硼酸锂溶液，氯化锶溶液，氧化铝溶液于容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，使稀释液含有10.0g/L偏硼酸锂，2.0g/L氧化铝，10.0g/L氯化锶(SrCl2·6H2O)； g．氧化钾标准贮存溶液(1mg/mL)：称取在105￣110℃烘干２h的高纯氯化钾1.5830 g（精确至0.0001g)于300mL烧杯中，用水溶解后移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀； h．氧化钙标准贮存溶液(1mg/mL)：称取在150℃烘干2h的高纯碳酸钙1.7848g， (精确至0.0001g)于300mL烧杯中，加入100mL水，盖上表面皿，从杯嘴滴加盐酸溶解，过量少许，加热煮沸驱尽二氧化碳。冷却，移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀； i．氧化镁标准贮存溶液(1mg/mL)：称取在950￣1000℃灼烧过的高纯氧化镁1.0000g （精确至0.0001g）于300mL烧杯中，加入少量水，20mL优级纯盐酸(1+1)，10mL优级纯硝酸溶液(1+1)，加热溶解，冷却，移入1000mL容量瓶中，摇匀； j．三氧化二铁标准贮存溶液(1mg/mL)：称取在105￣110℃烘干2h的高纯三氧化二铁1.0000g（精确至0.0001g）于300mL烧杯中，加入30mL优级纯盐酸溶液(1+1)， 10mL优级纯硝酸溶液(1+1)，加热溶解，冷却，移入1000mL容量瓶中，摇匀； k．氧化钠标准贮存溶液(1mg/mL)：称取在105￣110℃烘干２h的高纯氧化钠1.8859 g（精确至0.0001g)于300mL烧杯中，用水溶解后移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀； l．氧化钾-氧化钙-氧化镁－三氧化二铁-氧化钠混合标准溶液：分别移取氧化钾、氧化钙、氧化镁、三氧化二铁、氧化钠标准贮存溶液各50mL，置于1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。此溶液每毫升含氧化钾、氧化钙、氧化镁、三氧化二铁、氧化钠各50μg； m．标准系列溶液的配制：准确移取混合标准溶液0.00，0.50，1.00，2.00， 4.00，6.00，8.00，10.00，12.00，14.00，16.00，18.00，20.00mL于一组100mL 容量瓶中，各加入5mL氯化锶溶液，50mL偏硼酸锂溶液，20mL氧化铝溶液，用水稀释至刻度，摇匀。其中不加混合标准溶液的第一份溶液为标准系列空白。标准系列溶液贮于塑料瓶中。 7．3 仪器 a．原子吸收分光光度计； b．钾、钠、钙、镁、铁空心阴极灯。 7．4 分析步骤 7．4．1 试料称取约0.2g试料，精确至0.0001g。称取两份试料进行平行测定，取二者算术平均值为测定结果。 7．4．2 空白试验随同试料做空白试验，所用试剂须取自同一试剂瓶。在试料空白溶液中加入20mL 氧化铝溶液，使其与试液具有相同的基体。 7．4．3 测定 7．4．3．1 将试料置于铂坩埚中，加入0.800g无水偏硼酸锂。混匀，上面再覆盖 0.200g无水偏硼酸锂，加盖，置于喷灯上溶融至试料全部熔解，用坩埚钳夹持坩埚小心旋转使熔融物均匀附着在坩埚内壁上。用硝酸溶液(1+20)冲洗坩埚外壁。将坩埚置于100mL烧杯中，加入40mL沸水，10mL硝酸溶液(1+1)，加热浸取溶融物，用水洗出坩埚。溶液冷却至室温后移入100mL容量瓶中，加入5mL氯化锶溶液，用水稀释至刻度，摇匀。此为试液B，用于测定氧化钾、氧化钙、氧化镁和三氧化二铁。 7．4．3．2 按表1规定移取试液B于100mL容量瓶中，用稀释液稀释至刻度，摇匀。此为试液C用于测定氧化钠。表 1 ─────────┬─────┬─────┬──────┬───────── Na[2]O含量范围,% │ ≤0.4 │ 0.4￣2.0 │ ＞2.0￣4.0 │ ＞4.0￣8.0 ─────────┼─────┼─────┼──────┼───────── 分取量,mL │ 100.00 │ 20.00 │ 10.00 │ 5.00 ─────────┴─────┴─────┴──────┴───────── 7．4．3．3 将使用原子吸收分光光度计调整到最佳工作状态，采用空气－乙炔火焰和表2所示波长，比较测定标准系列溶液、试液和空白溶液中各待测元素的吸光度。表 2 nm ─────────┬─────┬─────┬─────┬────┬───── 测定元素 │ K │ Na │ Ca │ Mg │ Fe ─────────┼─────┼─────┼─────┼────┼───── 测定波长 │ 766.5 │ 589.0 │ 422.7 │ 285.2 │ 248.3 ─────────┴─────┴─────┴─────┴────┴───── 7．5 结果计算采用直接比较法，试液中各侍测元素的浓度Cx(μg/mL)按式（8）计算： Ex - Ex0 Cx = ────── ×CA ……………(8) EA - EA0 式中：Ex0－－试料空白溶液的吸光度； Ex －－试液的吸光度； EA0－－标准系列空白溶液吸光度； EA －－标准溶液吸光度； CA －－标准溶液浓度，μg/mL。试料中各组成的百分含量M(%)按式(9)计算： Cx·V·10[-6] M = ──────── ×100 ……………(9) V1 m × ── V 式中：Cx－－同式(8)； V －－试液B(或C)的体积，mL； V1－－移取试液体积，mL； m －－试料质量，g。所得结果应表示至二位小数。 8 分析值的处理方法和允许差对同一试样原则上平行分析两次，二者之差大于表3允许差时，须再次分析；如在允许差之内，则取其算术平均值作为分析值。表 3  ────────┬────────┬────────┬─────────── 项目 │ 含量范围 │ 实验室内允许差 │ 实验室间允许差 ────────┼────────┼────────┼─────────── 烧失量 │ ＜1.0 │ 0.10 │ 0.15 ────────┼────────┼────────┼─────────── SiO[2] │ ＜5.0 │ 0.15 │ 0.20 ────────┼────────┼────────┼─────────── Al[2]O[3] │ ＞90.0 │ 0.50 │ 0.60 ────────┼────────┼────────┼─────────── TiO[2] │ ＜0.10 │ 0.044 │ 0.005 ────────┼────────┼────────┼─────────── Fe[2]O[3] │ ＜0.10 │ 0.02 │ 0.03 ────────┼────────┼────────┼─────────── CaO │ ＜0.50 │ 0.02 │ 0.03 ────────┼────────┼────────┼─────────── MgO │ ＜0.10 │ 0.02 │ 0.02 ────────┼────────┼────────┼─────────── K[2]O │ ＜0.10 │ 0.02 │ 0.03 ────────┼────────┼────────┼─────────── │ ＜0.50 │ 0.04 │ 0.05 ├────────┼────────┼─────────── │ 0.5￣2.0 │ 0.08 │ 0.10 Na[2]O ├────────┼────────┼─────────── │ ＞2.0￣4.0 │ 0.15 │ 0.20 ├────────┼────────┼─────────── │ ＞4.0￣8.0 │ 0.20 │ 0.30 ────────┴────────┴────────┴─────────── 附加说明：本标准由国家建筑材料工业局提出。本标准由中国建筑材料科学研究院负责起草。本标准主要起草人冯中起、毕瑗、金烈火。