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速溶硅中硅的测定法

速溶硅中硅含量测定法
1范围
本标准规定了速溶硅中硅含量的快速测定方法、计算及允许差。

本标准适用于含硅量70%以上速溶硅中硅含量的快速测定。

测定范围:>70%。

2方法提要
试料经硫酸、硝酸及氢氟酸处理后,使试料中的硅变为四氟化硅(SiF4)挥发除去,从损失的质量计算出硅的含量。

加硝酸可使试料快速溶解。

加硫酸是为了防止四氟化硅的水解,并吸收在反应过程中析出的水,因反应产生的水能将四氟化硅分解成不挥性化合物。

其主要反应如下:
Si+4HF=SiF4↑+2H2↑
SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O
3SiF2+4H2O=2H2SiF6+Si(OH)4
四氟化硅与过量氢氟酸也能产生氟硅酸:
SiF4+2HF=H2SiF6
氟硅酸与硫酸一起加热时,即被分解:
H2SiF6=SiF4↑+2HF↑
有硫酸存在时,速溶硅中的铁及夹杂的金属化合物形成相应的硫酸盐,900℃灼烧时分解成相应的氧化物。

如无
硫酸存在,速溶硅中铁及夹杂的金属化合物形成相应的氟化物,在高温时,氟化物易挥发,影响分析结果的计算。

2Fe+6HF=2FeF3+3H2↑
Fe2O3+6HF=2FeF3+3H2O
TiO2+4HF=TiF4+2H2O
Al2O3+6HF=2AlF3+3H2O
3试剂及主要设备
3.1硫酸(1+1)。

3.2氢氟酸(ρ1.14g/mL)。

3.3硝酸(1+1)。

4试样取样方法。

试样在铁研钵中砸碎,并全部通过200目试验筛。

5分析步骤
5.1试料称取0.2000g试样,精确至0.0001g。

5.2测定次数独立地进行两次测定,取其平均值。

5.3测定
5.3.1将试料(5.1)置于50mL已在900℃恒重过的铂坩埚中,加水润湿,加2mL硫酸(3.1),加15mL氢氟酸(3.2),逐滴加入6mL硝酸(3.3),盖上铂坩埚盖,待剧烈反应停止后,滴加硝酸(3.3)冲洗铂盖和铂坩埚壁上的试料于溶液中,加热至试样完全分解[若试料溶解
不完全,须补加5mL氢氟酸(3.2)及10mL硝酸(3.3)],微热蒸发至硫酸烟冒尽。

5.3.2将铂坩埚放在900℃高温炉中灼烧35min~40min,稍冷,放在干燥器中冷却40min,称量。

得出全部灼烧残渣的质量,其主要成分是三氧化二铁。

注:①溶样时,铂坩埚应经常倾斜旋转,使壁上沾粒完全溶解。

②蒸干时的温度不易过高,以免试液溅出。

6分析结果的计算按式(1)计算硅的质量分数:
式中:w(Si)——硅的质量分数,%;
m——试料质量,g;
m1——铂坩埚质量,g;
m2——铂坩埚加残渣质量,g;
0.6994——由Fe2O3换算为Fe的系数。

7允许差实验室内部分析结果的差值应不大于0.2%。

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