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第五章 硅酸盐及一些实验


又如: 成分:
Na 2 O SiO 2 高温 石灰石(CaCO 3) 玻璃 CaO SiO 2 碱金属(Na 2 CO 3) 砂子(SiO 2)
制品:水泥、玻璃、陶瓷、耐火材料等非金属
常见的硅 酸盐水泥
SiO 2 : 20 24%,Al2 O 3 : 2 7%, Fe 2 O 3 : 2 4% CaO : 64 68%,MgO : 0 4%,SO 3 : 0 2% 酸不溶物 : 1.5 3%
SiO 2 : 72.5%,Al2 O 3 及Fe 2 O 3约4.0% 常见的 CaO约7.0%,Na O约10%,B O 约6.0% 2 2 3 中性玻璃 MgO及K O少量 2
SiO 2 : 50 - 60%,Al2 O 3 : 30 45% 耐火材料 Fe 2 O 3约1.5%,CaO约2%,MgO约1.5%
硅酸盐的分Leabharlann 方法• a. 重量分析法(准、费时),用于分析 • SiO2、SO3、烧失量 • b. 容量分析法(络合滴定法,分析CaO、 • MgO、Fe2O3、Al2O3、TiO2 • 简单,有一定准确度)
快、
• c. 仪器分析法:分光光度法 微量Fe2O3、TiO2 • 火焰光度法 K2O、Na2O • 原子吸收光度法 K2O、Na2O
• 自然界中存在的大量的硅酸盐矿和石英 矿,天然的硅酸盐矿物有粘土、长石、 云母、滑石、石棉等,这些矿物在工业 上很有用途,并且是硅酸盐工业(水泥、 玻璃、陶瓷、耐火材料)的主要原料。 人造硅酸盐除了硅酸盐工业产品外,现 代工业中的合成分子筛、无线电原料、 太空高温材料等等,也有很多硅酸盐产 品。因此,硅酸盐工业是国民经济的一 个重要组成部分。
对于准确度要求较高的硅酸盐分析,
往往把经典法和快速法结合起来,以便充 分发挥各自的优点。因为重量法测SiO2不 但准确而且滤液还可用作Al、Fe、 Ca、Mg 等元素的测定。利用过滤完SiO2的滤液, 不但消除了Si的干扰,提高测定Al、Fe、 Ca、Mg的准确度,并且大大节省了分析时 间。
一、硅酸盐在自然界的存在及其分析的目的和意义
存在: 硅酸盐是地壳的主要组成部分,各种已 知的硅酸盐矿物至少有800多种,约占自然界已知 矿物种类的三分之一。自然界中,硅酸盐矿物组成 复杂,并且含有多种杂质。可以把它们看作是硅 酸(XSiO2·YH2O)中的氢被Al、Fe、Ca、Mg、K、 Na及其他金属取代所形成的盐类。X、Y可以有不 同的比例,因而硅酸盐种类繁多,含量差别很大。
硅酸盐的分析方法
硅酸盐分析有很长的历史。经典的 分析方法多采用重量分析法测定各元素。 例如,用盐酸蒸干法或动物胶法测定SiO2, 用沉淀重量法测定Al2O3 、 Fe2O3、 CaO、 MgO等元素。重量法测定SiO2有准确的优 点,但测Al、Fe等元素则准确性不高。近 代硅酸盐分析用K2SiF6容量法测SiO2,Fe、 Ca、 Mg等元素的测定已用EDTA法。 EDTA 法测定这些元素,不但快速而且准确,已 经广泛用于例行分析。这就是所谓的“快 速法”。
二、硅酸盐的组成和分析项目 硅酸盐的种类很多,其化学组成也各不相同, 元素周期表中的大部分天然元素都可能存在于其 中,最主要的组成元素包括氧、硅、铝、铁、钙、 镁、钾、钠,其次是锰、钛、磷、氢、碳等,因 此,硅酸盐成分分析中,分析的项目主要是 SiO2、 Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、水分及烧失 量,且其含量用这些元素氧化物来表示.
(1)硅酸盐中阳离子是金属,但阴离子主要是氧。
整个成分含量与所有各金属的氧化物的总和相等。
因而采用氧化物的形式表达各组分含量。
(2)硅酸盐中各金属氧化物的含量,加上灼烧损
失,总量应近100%,即:
SiO2%+Al2O3%+Fe2O3%+CaO%+MgO%+K2O%+Na2O%+灼烧 损失≈100%
意义:硅酸盐分析对国民经济建设具有重大的意 义,它可以帮助地质学家了解岩石内部组分含量 的变化,元素在地壳内的迁移情况和变化规律、
元素的集中和分散、岩浆的来源及可能出现的矿
物,以求解决矿体岩相分带,阐明岩石成因等问
题;确定硅酸盐的工业品位;指导冶金工业生产
(炉渣分析)等。另外,冶金工业矿石原料的杂 质分析,其实也是硅酸盐分析的一部分。
第五章 硅酸盐分析
• • • • • • • • 5-1 概述 5-2 烧失量及水分测定 5-3 二氧化硅的测定 5-4三氧化二铁的测定 5-5三氧化二铝的测定 5-6二氧化钛的测定 5-7氧化镁、氧化钙及不容物的测定 5-8硅酸盐的系统分析
5-1 概述
一、硅酸盐在自然界的存在及其分析的目的和 意义 二、硅酸盐的组成及分析项目 三、硅酸盐的分解
分类:天然硅酸盐和人造硅酸盐
• • • • • • • • 常见的天然硅酸盐矿物有: 正长石[K(AlSi3O8)]、钠长石[Na(AlSi3O8)]、 滑石[Mg3Si4O10(OH)2]、 白云母[KAl2(AlSi3O10)(OH)2]、 高岭土[Al2(Si4O10)(OH)2]、 石棉[CaMg3(Si4O12)]、 橄榄石[(MgFe)2SiO4]、 绿柱石[Be3Al2(Si6O18)]、石英[SiO2]、蛋白石 [SiO2nH2O]、锆英石[ZrSiO4]等。
• 分子式: • 硅酸盐需用复杂的分子式表示 通常将硅酸酐分子(SiO2)和构成硅酸盐 的所有氧化物的分子式分开来写,如: 正长石:K2AlSi6O16或 K2O ·Al2O3 ·6 SiO2 高岭土: H4Al2Si2O9或Al2O3 ·2 SiO2 ·2 H2O
分开写清晰
硅酸盐制品(即人造硅酸盐) 以硅酸盐矿物的主要原料,经高温处理,可 生产出硅酸盐制品。 如:
C 3S : CaO SiO 2 石灰石(CaCO 3) C S : 2CaO SiO 高温 2 2 粘土(Al2 O 3 2SiO 2 2H2 O) 水泥 C 3 A : 3CaO Al2 O 3 铁矿石(Fe 2 O 3) C 4 FA : 4CaO Fe 2 O 3 Al2 O 3
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