一种硅锆合金中硅锆含量的测定方法
【专利摘要】本发明涉及一种硅锆铁合金中硅锆含量的测定方法，属于材料化学分析【技术领域】。该测定方法包括以下步骤：试样采用硝酸和氢氟酸分解，使硅转化为氟硅酸，加入氟化钾生成氟硅酸钾沉淀，经过滤洗涤后加入热水使其分解释放出氢氟酸，以溴麝香草酚蓝或酚酞为指示剂，用氢氧化钠标准溶液滴定至蓝色或浅红色为终点，计算硅的含量；试样经硝酸、氢氟酸溶解，高氯酸冒烟，在热盐酸介质中，锆与苦杏仁酸作用生成难溶性的苦杏仁酸的白色沉淀，沉淀于850～900℃灼烧，以氧化物形式称重，换算得到锆的含量。现在尚无公开测定硅锆合金中硅和锆含量的方法，本发明较好地解决了这一问题，方法简单快速，准确度高，重复性好，利于推广应用。
【专利说明】一种硅锆合金中硅锆含量的测定方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种对材料进行化学分析的方法，具体涉及一种硅锆合金中硅和锆含量的测定方法，属于材料化学分析【技术领域】。
【背景技术】
[0002]硅锆合金作为添加剂加入钢中，可起到脱氧，减少氧、氮、硫等有害成分的影响。锆形成的化合物，均匀分布在组织中，可起到细化晶粒，提高材质韧性及淬透性、改善钢种的高温蠕变性能，并能改善低碳薄钢板的深冲性能。硅锆合金加入到铸铁中，能促进石墨生成，有利于石墨化进程，提高铸铁的机械性能和加工性能。国际上已较广泛应用于冶金、铸钢、铸铁等行业。
[0003]硅锆合金现无公知的测定方法，通常较高硅含量分析采用重量法，例如硅锰、硅铁、硅钙等多种铁合金分析，但在硅锆合金中由于锆随同沉淀导致挥硅步骤无法进行，因此并不适用。直接参考行业标准SN/T1014.1-2001《出口硅铁中硅含量测定氟硅酸钾容量法》进行测定发现，对于锆含量较高的硅锆合金，较难完全反应，测定结果偏低；锆的测定方法有铝锆合金、镁锆合金等中锆的测定，通常采用EDTA络合滴定的方法，但滴定干扰严重，终点不易观察，效果不理想。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种可以简便、快捷地测定硅锆合金中硅锆含量的方法。
[0005]所述目的是通过如下方案实现的:
[0006]娃错合金中娃含量的测定方法为:
[0007]称取粒度小余100目的试样0.1?0.5g于250?300mL烧杯中，加入20mL稀硫酸，加热溶解，加入IOmL硝酸氧化，蒸发至冒硫酸烟后取下，之后加入20mL稀盐酸溶解盐类，用水稀释至IOOmL,以慢速滤纸过滤，以10%热盐酸将硅酸洗入漏斗中，擦净杯壁上的硅酸，再洗涤3?5次后，将沉淀连同滤纸移入聚四氟乙烯烧杯中，加入10?30mL硝酸，边搅拌边加入5?15mL氢氟酸,捣碎滤纸，反应完成后加入20?40mL饱和硝酸钾溶液,搅匀，流水浴中放置15?30分钟，使氟硅酸钾沉淀完全，用塑料漏斗，将慢速滤纸垫一层布抽滤，沿滤纸周围滴加0.1%甲基橙指示剂3?5滴，用硝酸钾洗液洗至红色消失后，以煮沸的中性水将纸浆及沉淀冲洗入250?300mL烧杯中，震荡使滤纸散开，加入溴麝香草酚蓝指示剂8?10滴，以氢氧化钠标准溶液滴定至呈蓝色为终点，或加入酹酞指示剂8?10滴，以氢氧化钠标准溶液滴定至浅红色为终点。
[0008]硅锆合金中锆含量的测定方法为:
[0009]称取粒度小余100目的试样0.1?0.5g于聚四氟乙烯烧杯中，加入硝酸3?10mL，加入氢氟酸3?10mL，至试样溶解，加入高氯酸5?10mL，加热至冒高氯酸烟，用水冲洗，再加入高氯酸3?5mL,继续加热至冒尽高氯酸烟,取下冷却,加入1+1盐酸20?50mL,加热溶解后，转移至烧杯中，以水冲洗，加热，滴加1+1氨水至呈碱性并过量2?4mL，静置，沉淀凝聚后，以快速滤纸过滤，以2%氨水洗涤沉淀4?6次，滤纸及沉淀转入50?IOOmL的20%热盐酸中溶解，在80?85°C恒温水浴中，加入20%苦杏仁酸15?30mL，充分搅拌后，保温30?40分钟，并不时搅拌，沉淀完全沉降后以慢速滤纸过滤，用2%苦杏仁酸洗涤沉淀10次，沉淀灰化后于900°C马弗炉中灼烧20?40分钟取出在干燥器中冷却至室温后称重，并反复灼烧至恒重。
[0010]所述的硝酸钾洗液:称取IOOg硝酸钾溶于900mL水中，再加入IOOmL乙醇，搅匀即得。
[0011]所述的溴麝香草酚蓝指示剂:称取Ig溴麝香草酚蓝于IOOmL乙醇中溶解即得。
[0012]所述的酚酞指示剂:称取Ig酚酞于IOOmL乙醇中溶解即得。
[0013]所述的氢氧化钠标准溶液浓度为0.5mol/L。
[0014]所述的中性水:将蒸馏水煮沸，加入溴麝香草酚蓝指示剂2滴，氢氧化钠标准溶液I滴，煮至溶液呈绿色。
[0015]所述的苦杏仁酸溶液:称取20g苦杏仁酸溶于IOOmL的1+4盐酸中即得。
[0016]所述的苦杏仁酸洗液:称取2g苦杏仁酸试剂溶于IOOmL的1+9盐酸中即得。
[0017]现有公开文献中，尚无硅锆合金中硅锆含量的相关分析方法，本设计方法借鉴硅铁合金中硅含量分析方法之氟硅酸钾滴定法及含锆耐火材料分析方法之锆含量分析方法，对方法进行改进，使之适用于硅锆合金中硅锆含量的分析，所述方法简单快速，准确度高，重现性好，利于推广使用。
【具体实施方式】
[0018]下面详细阐述本发明的优选实施方式。
[0019]A、硅的测定
[0020]称取粒度小余100目的试样0.2g (准确至0.1mg)于250mL烧杯中，加入1+4硫酸20mL,加热溶解，加入IOmL硝酸氧化，蒸发至冒硫酸烟后取下(发烟时间长易迸溅)，稍冷后加入1+1盐酸20mL溶解盐类，用热水(80°C以上)稀释至IOOmL左右，以慢速滤纸过滤，以10%热盐酸将硅酸洗入漏斗中，擦净杯壁上的硅酸，再洗涤4?5次后，将沉淀连同滤纸移入聚四氟乙烯烧杯中，加入20mL硝酸，边搅拌边缓慢加入IOmL氢氟酸，捣碎滤纸，反应完成后加入30mL饱和硝酸钾溶液,搅匀,流水浴中放置15min以上,使氟娃酸钾沉淀完全。用塑料漏斗，将慢速滤纸垫一层布抽滤，沿滤纸周围滴加0.1%甲基橙指示剂3?5滴，用硝酸钾洗液洗至红色消失后再洗涤I?2次，以煮沸的中性水将纸浆及沉淀冲洗入300mL烧杯中，保持体积100?150mL，震荡使滤纸散开，加入溴麝香草酚蓝(或酚酞)指示剂8?10滴，放在电热磁力搅拌器(温度设定为80°C)上自动搅拌，以氢氧化钠标准溶液滴定至呈蓝色(或浅红色)为终点。
[0021]B、锆的测定
[0022]称取粒度小余100目的试样0.2g (准确至0.1mg)于聚四氟乙烯烧杯中，加入5mL硝酸，缓慢滴加约5mL氢氟酸，使试样溶解，加入约5mL高氯酸，加热至冒高氯酸烟，少量水冲洗，再加入2-3mL高氯酸，继续加热至冒尽高氯酸烟，取下冷却，加入1+1盐酸20mL，加热溶解后，转移至250mL烧杯中，以水冲洗至体积约150mL,加热,滴加1+1氨水至呈碱性并过量2?4mL，静置，沉淀凝聚后，以快速滤纸过滤，以2%氨水洗涤沉淀4?6次，滤纸及沉淀转入20%热盐酸(IOOmL)中溶解，在80~85°C恒温水浴中，加入20%苦杏仁酸25mL，充分搅拌后，保温30~40分钟，并不时搅拌，沉淀完全沉降后以慢速滤纸过滤，用2%苦杏仁酸洗涤沉淀10次，沉淀灰化后于900°C马弗炉中灼烧30分钟取出在干燥器中冷却至室温后称重，并反复灼烧至恒重(再次灼烧为15min，恒重至两次质量之差〈0.3mg)。
[0023]C、分析结果计算
【权利要求】
1.一种硅锆合金中硅锆含量的测定方法，其特征在于，该方法包括以下步骤: 娃错合金中娃含量的测定方法为: 称取粒度小余100目的试样0.1?0.5g于250?300mL烧杯中，加入20mL稀硫酸，力口热溶解，加入IOmL硝酸氧化，蒸发至冒硫酸烟后取下，之后加入20mL稀盐酸溶解盐类，用水稀释至IOOmL,以慢速滤纸过滤，以10%热盐酸将硅酸洗入漏斗中，擦净杯壁上的硅酸，再洗涤3?5次后，将沉淀连同滤纸移入聚四氟乙烯烧杯中，加入10?30mL硝酸，边搅拌边加入5?15mL氢氟酸,捣碎滤纸,反应完成后加入20?40mL饱和硝酸钾溶液,搅匀，流水浴中放置15?30分钟，使氟硅酸钾沉淀完全，用塑料漏斗，将慢速滤纸垫一层布抽滤，沿滤纸周围滴加0.1%甲基橙指示剂3?5滴，用硝酸钾洗液洗至红色消失后，以煮沸的中性水将纸浆及沉淀冲洗入250?300mL烧杯中，震荡使滤纸散开，加入溴麝香草酚蓝指示剂8?10滴，以氢氧化钠标准溶液滴定至呈蓝色为终点，或加入酹酞指示剂8?10滴，以氢氧化钠标准溶液滴定至呈蓝色或浅红色为终点； 硅锆合金中锆含量的测定方法为: 称取粒度小余100目的试样0.1?0.5g于聚四氟乙烯烧杯中，加入硝酸3?10mL，力口入氢氟酸3?10mL，至试样溶解，加入高氯酸5?10mL，加热至冒高氯酸烟，用水冲洗，再加入高氯酸3?5mL,继续加热至冒尽高氯酸烟,取下冷却，加入1+1盐酸20?50mL,加热溶解后，转移至烧杯中，以水冲洗，加热，滴加1+1氨水至呈碱性并过量2?4mL，静置，沉淀凝聚后，以快速滤纸过滤，以2%氨水洗涤沉淀4?6次，滤纸及沉淀转入50?IOOmL的20%热盐酸中溶解，在80?85°C恒温水浴中，加入20%苦杏仁酸15?30mL，充分搅拌后，保温30?40分钟，并不时搅拌，沉淀完全沉降后以慢速滤纸过滤，用2%苦杏仁酸洗涤沉淀10次，沉淀灰化后于900°C马弗炉中灼烧20?40分钟取出在干燥器中冷却至室温后称重，并反复灼烧至恒重。
2.根据权利要求1所述的硅锆合金中硅锆含量的测定方法，其特征在于，硝酸钾洗液:称取IOOg硝酸钾溶于900mL水中，再加入IOOmL乙醇，搅匀即得。
3.根据权利要求1所述的硅锆合金中硅锆含量的测定方法，其特征在于，溴麝香草酚蓝指示剂:称取Ig溴麝香草酚蓝于IOOmL乙醇中溶解即得。
4.根据权利要求1所述的硅锆合金中硅锆含量的测定方法，其特征在于，酚酞指示剂:称取Ig酚酞于IOOmL乙醇中溶解即得。
5.根据权利要求1所述的娃错合金中娃错含量的测定方法，其特征在于，氢氧化钠标准溶液浓度为0.5mol/L。
6.根据权利要求1所述的娃错合金中娃错含量的测定方法，其特征在于，中性水:将蒸馏水煮沸，加入溴麝香草酚蓝指示剂2滴，氢氧化钠标准溶液I滴，煮至溶液呈绿色。
7.根据权利要求1所述的硅锆合金中硅锆含量的测定方法，其特征在于，苦杏仁酸溶液:称取20g苦杏仁酸溶于IOOmL的1+4盐酸中即得。
8.根据权利要求1所述的硅锆合金中硅锆含量的测定方法，其特征在于，苦杏仁酸洗液:称取2g苦杏仁酸试剂溶于IOOmL的1+9盐酸中即得。
【文档编号】G01N5/00GK103760051SQ201310582159
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2013年11月18日 优先权日:2013年11月18日
【发明者】朱春要, 年季强, 顾峰, 张良芬 申请人:江苏省沙钢钢铁研究院有限公司