本发明涉及石灰石中二氧化硅含量简易分析方法，具体属于二氧化硅分析
技术领域：
。
背景技术：
：石灰石/石灰—石膏法烟气脱硫工艺广泛应用于火力发电厂中，如果石灰石中二氧化硅含量高，将导致石子磨磨损，损耗增大，所以通常要求石灰石中二氧化硅含量不超过2％。各电厂石灰石验收工作量大、耗时长，一直困扰电厂化验员，尤其是对石灰石中二氧化硅含量的验收分析，工作繁琐沉重，通过对试验过程进行分析，发现《GB/T176-2008水泥化学分析方法》基准分析方法(简称基准法)需要二十多小时，《GB/T5762-2012建材用石灰石、生石灰和熟石灰化学分析方法》中的代用法也需要十多个小时，并且试验过程中使用多种浓酸、高温设备等易造成人身伤害事故。因此，研究一种可以快速、高效分析石灰石中二氧化硅含量的分析方法，显得尤为必要。技术实现要素：为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种石灰石中二氧化硅简易分析方法，可以快速、高效地分析石灰石中二氧化硅含量。为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：石灰石中二氧化硅含量简易分析方法，包括以下步骤：(1)样品预处理：取石灰石样品过筛后烘干，备用；(2)样品与酸溶液反应：准确称取适量预处理后样品置于容器中，先加入盐酸溶液搅拌均匀，加热至沸腾，再滴入浓硝酸，搅拌均匀，加热至不溶物恒定，得到混合液；(3)样品充分分解及过滤：先加水稀释混合液，稀释加入水时，沿容器壁进行添加，避免样品损失，再加热沸腾，直至溶液透明，使得试样充分分解；随后用预先烘干至恒重的慢速定量滤纸进行过滤，用热的除盐水洗涤至沉淀物中无氯离子；(4)称量和计算：将步骤(3)中过滤所得沉淀物以及滤纸，置于预先烘干至恒重的称量瓶中，在设定温度下烘干至恒重后进行称量，并计算结果。前述石灰石中二氧化硅含量简易分析方法，步骤(1)中，取石灰石样品过150μm方孔筛，在105℃～110℃下烘干2h，备用。前述石灰石中二氧化硅含量简易分析方法，步骤(2)中，盐酸溶液为盐酸与水的体积比为1～3︰1的溶液。前述石灰石中二氧化硅含量简易分析方法，步骤(2)中，待测样品与盐酸溶液的质量体积比为：1～2g︰10～15mL；待测样品与浓硝酸的质量体积比为：1～3g︰0.5～1mL。前述石灰石中二氧化硅含量简易分析方法，步骤(3)中，加水稀释混合液为加水稀释至原混合液体积的3～4倍。前述石灰石中二氧化硅含量简易分析方法，步骤(3)中，洗涤至沉淀物中无氯离子是通过以下方法判断：用质量百分浓度为5％的硝酸银溶液检验洗涤液，至无白色沉淀生成为止。前述石灰石中二氧化硅含量简易分析方法，步骤(3)中，慢速定量滤纸预先在105℃～110℃下烘干至恒重。前述石灰石中二氧化硅含量简易分析方法，步骤(4)中，称量瓶的预先烘干温度和设定温度均为105℃～110℃。前述石灰石中二氧化硅含量简易分析方法，步骤(4)中，计算结果通过以下公式进行计算：式中，W酸不溶物％指石灰石中酸不溶物的百分含量，W1指设定温度下烘干至恒重后称量瓶、滤纸以及沉淀物的总质量，g；W指预先烘干至恒重的称量瓶和滤纸的总质量，g；G指待测样品质量，g。为了确保本发明技术方案的合理、有效，发明人进行了一系列的实验。1、分析方法的对比选择石灰石中二氧化硅含量测定，通过分析可选用以下八种方法，如表1所示。表1编号方法简述1.1氢氧化钠熔融后比色法测定1.2盐酸+硝酸溶解后比色法测定1.3盐酸+硝酸+氢氟酸溶解后比色法测定2.1盐酸溶解后称不溶物2.2盐酸+硝酸溶解后称不溶物2.3盐酸+硝酸+氢氟酸溶解后称不溶物3.1盐酸溶解，称不溶物+滤液比色3.2盐酸+硝酸溶解，称不溶物重量+滤液比色对表1中方法进行比较，结果如表2所示。表2由表2中可知，选用方案2.2，即本发明的方法，温度控制要求低，分析时长短。2、盐酸浓度的选择采用浓盐酸作为溶剂时，虽然对石灰石有较好的溶解能力，然而浓盐酸本身特性(冒白烟)，与石灰石样品中碳酸钙反应生成二氧化碳(冒白泡)，一方面浓度过高，不利于操作的安全性，另一方面不利于观测反应结束的时间。本发明中采用盐酸与水的体积比为1～3︰1的盐酸溶液，不仅对石灰石有较好的溶解能力，同时不冒白烟，有利于反应结束的判断。3、盐酸溶液用量的确定本发明中选用待测样品与盐酸溶液的质量体积比为：1～2g︰10～15mL。盐酸溶液用量少，则不能将可溶成分溶解完毕，造成不溶物含量虚高，影响测量结果的准确性；盐酸溶液用量过多时，会造成浪费，提升成本。4、浓硝酸加入量的确定。本发明中加入浓硝酸，与盐酸溶液共同作用，使石灰石中除二氧化硅外的大多数成分溶解。选用待测样品与浓硝酸的质量体积比为：1～3g︰0.5～1mL。既避免了溶剂的浪费造成环境污染，又能充分溶解可溶成分，保证测量结果的准确。根据石灰石组成及其化学性质可知，石灰石中大部分成分均可被除氢氟酸以外的其它酸溶解，胶凝性二氧化硅却不能被溶解，所以酸不溶物大部分为胶凝性二氧化硅和极少量其它成分，酸不溶物含量可以近似为二氧化硅含量。因此本发明的简易分析方法，通过酸不溶物含量确定石灰石中二氧化硅含量。分别通过基准法和本发明方法分析石灰石中二氧化硅含量，结果如图1和表3所示。从图1中可知，基准法测定的二氧化硅含量和本发明简易法测定酸不溶物含量差异极小。表明可以通过测定酸不溶物含量确定石灰石中二氧化硅含量。在实际现场工作中，石灰石中二氧化硅含量不超过2％，即可满足生产需要。由表3统计数据可以看出，简易分析方法与基准法对比，平均绝对误差为0.10％，平均相对误差为6.27％，虽然相对误差略大，但是因为石灰石中二氧化硅含量较低，绝对误差并不大，表明通过本发明的简易分析方法，测量结果准确，重复性好，稳定性高，能够满足现场验收即时、快速、准确的需要。表3基准法与本发明简易法测定二氧化硅数值比对表本发明的有益之处在于：本发明提供的一种石灰石中二氧化硅含量简易分析方法，存在以下优势：(1)本发明的简易分析方法，具有快速、高效的特点。与传统基准法测试时长22.5h相比，本发明方法通常仅需要8h即可完成分析，大幅降低了整个分析过程时长。(2)本发明简易分析方法的操作中，不涉及氢氟酸、浓硫酸等强腐蚀性酸液，提高了安全性。与传统基准法中使用950℃～1000℃高温炉相比，本发明的方法操作温度低，一方面节约能源，降低能耗，另一方面温度易控制，避免了高温伤害。(3)采用本发明方法，所需设备和药品的种类少，药品与设备的需求量低，节约生产成本。(4)本发明方法重复性好，稳定性高，适用范围广，可以适用于大多数石灰石中二氧化硅含量分析。(5)本发明方法操作简单，条件易控制，分析结果准确，能够满足电厂石灰石验收需要。附图说明图1是本发明方法和基准法测定石灰石中二氧化硅含量的对比图。图中附图标记的含义：A-本发明方法；B-基准法。具体实施方式以下结合具体实施例对本发明作进一步的介绍。实施例1石灰石中二氧化硅含量简易分析方法，包括以下步骤：(1)样品预处理：取石灰石样品过150μm方孔筛，在105℃～110℃下烘干2h，备用；(2)样品与酸溶液反应:准确称取适量预处理后样品置于容器中，先加入盐酸溶液搅拌均匀加热至沸腾，再滴入浓硝酸，搅拌均匀，加热至不溶物恒定得到混合液；所述盐酸溶液为盐酸与水的体积比为1︰1的溶液，待测样品与盐酸溶液的质量体积比为：1g︰10mL；待测样品与浓硝酸的质量体积比为：1g︰0.5mL；(3)样品充分分解及过滤：先加水稀释至原混合液体积的3倍，再加热沸腾，至溶液透明；随后用预先烘干至恒重的慢速定量滤纸进行过滤，用热的除盐水洗涤至沉淀物中无氯离子；(4)称量和计算：将步骤(3)中过滤所得沉淀物以及滤纸，置于预先在105℃下烘干至恒重的称量瓶中，在105℃下烘干至恒重后进行称量，并计算结果。其中，慢速定量滤纸预先在105℃下烘干至恒重。计算结果通过以下公式进行计算：式中，W酸不溶物％指石灰石中酸不溶物的百分含量，W1指设定温度下烘干至恒重后称量瓶、滤纸以及沉淀物的总质量，g；W指预先烘干至恒重的称量瓶和滤纸的总质量，g；G指待测样品质量，g。实施例2石灰石中二氧化硅含量简易分析方法，包括以下步骤：(1)样品预处理：取石灰石样品过150μm方孔筛，在105℃～110℃下烘干2h，备用；(2)样品与酸溶液反应:准确称取适量预处理后样品置于容器中，先加入盐酸溶液搅拌均匀加热至沸腾，再滴入浓硝酸，搅拌均匀，加热至不溶物恒定得到混合液；所述盐酸溶液为盐酸与水的体积比为3︰1的溶液，待测样品与盐酸溶液的质量体积比为：2g︰15mL；待测样品与浓硝酸的质量体积比为：3g︰1mL；(3)样品充分分解及过滤：先加水稀释至原混合液体积的4倍，再加热沸腾，至溶液透明；随后用预先烘干至恒重的慢速定量滤纸进行过滤，用热的除盐水洗涤至沉淀物中无氯离子；(4)称量和计算：将步骤(3)中过滤所得沉淀物以及滤纸，置于预先在110℃下烘干至恒重的称量瓶中，在110℃下烘干至恒重后进行称量，并计算结果。其中，慢速定量滤纸预先在110℃下烘干至恒重。计算结果通过以下公式进行计算：式中，W酸不溶物％指石灰石中酸不溶物的百分含量，W1指设定温度下烘干至恒重后称量瓶、滤纸以及沉淀物的总质量，g；W指预先烘干至恒重的称量瓶和滤纸的总质量，g；G指待测样品质量，g。实施例3石灰石中二氧化硅含量简易分析方法，包括以下步骤：(1)样品预处理：取石灰石样品过150μm方孔筛，在105℃～110℃下烘干2h，备用；(2)样品与酸溶液反应:准确称取适量预处理后样品置于容器中，先加入盐酸溶液搅拌均匀加热至沸腾，再滴入浓硝酸，搅拌均匀，加热至不溶物恒定得到混合液；所述盐酸溶液为盐酸与水的体积比为2︰1的溶液，待测样品与盐酸溶液的质量体积比为：1.5g︰12mL；待测样品与浓硝酸的质量体积比为：2g︰0.8mL；(3)样品充分分解及过滤：先加水稀释至原混合液体积的3.5倍，再加热沸腾，至溶液透明；随后用预先烘干至恒重的慢速定量滤纸进行过滤，用热的除盐水洗涤至沉淀物中无氯离子；洗涤至沉淀物中无氯离子是通过以下方法判断：用质量百分浓度为5％的硝酸银溶液检验洗涤液，至无白色沉淀生成为止。(4)称量和计算：将步骤(3)中过滤所得沉淀物以及滤纸，置于预先在110℃下烘干至恒重的称量瓶中，在105℃下烘干至恒重后进行称量，并计算结果。其中，慢速定量滤纸预先在110℃下烘干至恒重。计算结果通过以下公式进行计算：式中，W酸不溶物％指石灰石中酸不溶物的百分含量，W1指设定温度下烘干至恒重后称量瓶、滤纸以及沉淀物的总质量，g；W指预先烘干至恒重的称量瓶和滤纸的总质量，g；G指待测样品质量，g。当前第1页1 2 3