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容量法测定石灰石中二氧化硅检验结果的质量控制论文

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2024-06-19 11:54:16    来源:    作者:liangnanxi

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。

  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

  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 5762—2012)和《水泥化学分析方法》(GB/T 176—2017)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)。

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  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 5762—2012)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20~30min,并在这过程中将坩埚摇晃1~2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15~20min,并在此期间对溶液进行1~2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[1-3]。

  1.2.2《水泥化学分析方法》(GB/T 176—2017)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650~700℃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25~30mL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℃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10~26℃环境下静置15~20min,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[4]。

  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 5762—2012)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 176—2017)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[5]。

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  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[6]。

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  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[7]。

  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 5762—2012)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 176—2017)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。

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  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]郝佳,尚玉俊,王秀莉,等.石灰石中二氧化硅含量的快速测定研究[J].河南职工医学院学报,2011,23(2):135-137.

  [2]潘丽娜.脱硫石灰石中二氧化硅检测简易法的创新提出及实践[C].//中国电力企业联合会.全国火电600MW级机组能效水平对标及竞赛第二十一届年会论文集,2017:342-353.

  [3]金霞.石灰石中二氧化硅测定结果不确定度评定[J].福建建材,2020(5):35-36+48.

  [4]马艳梅,马鑫.氟硅酸钾容量法测定二氧化硅[J].辽宁建材,2005(2):47-48.

  [5]郑贵增,苏文星,艾鹏.采用氟硅酸钾容量法测定硅铁中硅含量的研究[J].山西冶金,2022,45(1):19-21+24.

  [6]李方科,黄荣荣.氟硅酸钾容量法测定二氧化硅的探讨与应用[J].居业,2022(10):201-204.

  [7]李伟龙.试论氟硅酸钾容量法检测萤石二氧化硅[J].中国设备工程,2018(1):81-82.