无机非金属（硅酸盐）材料的化学成分及检测（三）

无机非金属材料的化学成分及检测（三）

对硅酸盐化学成分进行分析，常根据实际要求进行单项分析或系统分析。单项分析是指在一份试样中测定一至两个项目；系统分析是指将一份试样分解后，通过分离或掩蔽的方法消除干扰离子对测定的影响后，系统地、连贯地依次对数个项目进行测定。

如果需要对一个样品的多个组分进行测定，建立一个科学的分析系统可以减少试样用量、避免重复工作、加快分析速度、降低成本、提高效率。科学的分析系统是指在系统分析中，按照试样分解、组分分离到依次测定的程序进行安排。分析系统建立的优劣不但会影响到分析速度和分析成本，而且会影响到分析结果的可靠性。

科学的分析系统必须具备以下条件:

1)称样次数少，一次称样可测定较多项目。称样次数少，不仅减少了称量、分解试样的操作时间、使用的试剂量，还可减少由于这些操作所引入的误差。

2)尽可能避免分析过程中介质的转换和分离方法的引入，这样既可以加快分析速度，又可以避免由此引入的误差。

3)所选测定方法必须有良好的精密度和准确度，这是保证分析结果可靠性的基础。同时，方法的选择性尽可能较高，以避免分离，使操作更快捷。

4)适用范围广，即适用于分析系统的试样类型多，且当分析系统中各测定项目的含量变化范围较大时也可适用。

5)称样、试样分解、分液、测定等操作易与计算机联机，以实现自动分析。

硅酸盐常用的分析系统主要有经典分析系统和快速分析系统两种。

3.2.2.1 经典分析系统

硅酸盐经典分析系统基本上是建立在沉淀分离和重量法的基础之上，是定性分析化学中元素分组法的定量发展，是有关岩石全分析中出现最早、在一般情况下可获得准确分析结果的多元素分析流程。具体流程如图3.1所示。

图3.1 硅酸盐经典分析流程图

在经典分析系统中，一份硅酸盐岩石试样只能测定SiO2、Fe2O3、A12O3、TiO2、CaO和MgO等6种成分的含量，而K2O、Na2O、MnO、P2O3则需另取试样进行测定，所以说经典分析系统不是一个完善的全分析系统。

在目前的例行分析中，经典分析系统已基本*被快速分析系统所替代。只是由于其分析结果比较准确，适用范围比较广泛，目前在标准试样的研制、外检试样分析及仲裁分析中仍有应用。在采用经典分析系统时，除SiO2的分析过程仍保持不变外，其余项目常常采用配位滴定法、分光光度法和原子吸收光度法进行测定。

3.2.2.2 快速分析系统

快速分析系统以分解试样的手段为特征，可分为碱熔、酸溶和锂硼酸盐熔融三类。常见元素分析方法见表3.1。

表3.1 硅酸盐全分析常用方法

(1)碱熔快速分析系统

以Na2CO3、Na2O2或NaOH(KOH)等碱性熔剂与试样混合，在高温下熔融分解，熔融物以热水提取后，用盐酸(或硝酸)酸化，不需经过复杂的分离即可直接分液，分别进行硅、铝、锰、铁、钙、镁、磷的测定。钾、钠则需另外取样测定。

(2)酸溶快速分析系统

试样在铂坩埚或聚四氟乙烯烧杯中用HF或HF-HClO4、HF-H2SO4分解，驱除HF，制成盐酸、硝酸或盐酸-硼酸溶液。溶液整分后，分别测定铁、铝、钙、镁、钛、磷、锰、钾、钠，方法与碱熔快速分析相类似。硅可用无火焰原子吸收光度法、硅钼蓝分光光度法、氟硅酸钾滴定法测定；铝可用EDTA滴定法、无火焰原子吸收光度法、分光光度法测定；铁、钙、镁常用EDTA滴定法、原子吸收分光光度法测定；锰多用分光光度法、原子吸收光度法测定；钛和磷多用光度法；钠和钾多用火焰光度法、原子吸收光度法测定。

(3)锂盐熔融分解快速分析系统

在热解石墨坩埚或用石墨粉作内衬的瓷坩埚中用偏硼酸锂、锂盐-硼酸酐(8∶1)或四硼酸锂于850～900℃熔融分解试样，熔块经盐酸提取后，以CTMAB凝聚重量法测定硅。整分滤液，以EDTA滴定法测定铝；二安替比林甲烷分光光度法和磷钼蓝分光光度法分别测定钛和磷；原子吸收光度法测定钛、锰、钙、镁、钾、钠。另外，可用盐酸溶解熔块后制成盐酸溶液，整分溶液，以光度法测定硅、钛、磷；原子吸收光度法测定铁、锰、钙、镁、钠。或者可用硝酸-酒石酸溶解熔块后，用一氧化二氮-乙炔火焰原子吸收光度法测定硅、铝、钛；用空气-乙炔火焰原子吸收光度法测定铁、钙、镁、钾、钠。