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摘 要： 本文介绍了矿石产品中不同含量SiO2的检测方法，对高硅矿石检测重量法作了较详细的介绍和比较，指出了我们在检测的过程中应注意的事项。
关键词： 矿石产品，二氧化硅，测定
【中图分类号】P575
1.引言
硅是自然界中普遍存在的元素，含量仅次于氧元素。由于硅制品和含硅材料广泛应用于工业生产和日常生活中，因此对硅含量测定具有十分重要的意义。目前，二氧化硅的含量不能通过仪器分析得到准确结果，只能通过化学检验。对于硅含量较高的产品，检验过程中操作比较复杂，需要一定的经验和熟练性。
2.重量法——钼蓝光度法
原理：试样用碳酸钠-硼酸混合熔剂熔融，以盐酸浸出并蒸至一定体积，加入凝聚剂凝聚硅酸，经过过滤并灼烧成二氧化硅。然后用氢氟酸处理使硅以四氟化硅的形式逸出。氢氟酸处理前后的质量之差即为二氧化硅的主量。再用熔剂处理残渣，溶于原滤液中，以钼蓝光度法测定滤液中残余的二氧化硅量，两者之和即为试样中二氧化硅的量。
具体操作如下：白金坩埚盛有3-4g混合熔剂，称取试样0.5000g 于白金坩埚中，（精确至0.0001）再覆盖1-2g混合熔剂，盖上盖并稍留缝隙，置于马弗炉中800-900℃马弗炉中，升温至1000-1100℃熔融15-30分钟。
将冷却好的坩埚放入煮沸20mL盐酸和50mL水的烧杯中，加热浸出熔融物，以水洗净坩埚及盖。低温炉加热至30mL左右时加入定量滤纸片少量，继续加热至20-30mL左右，取下冷却。
在搅拌下加入聚乙二醇（2.5g/l）3mL，放置不少于15min，用慢速定量滤纸过滤，滤液用250mL的容量瓶承接，用热盐酸（5+95）洗涤将沉淀全部转移到滤纸上，洗至无铁离子继续洗涤2-3次。热水洗涤沉淀至无氯离子。
将滤纸包好的沉淀放入坩埚中，低温灰化后放马弗炉1000℃-1100℃灼烧1小时，取出放干燥器中冷却至室温，称量。如此反复灼烧直至恒重。
灼烧后的沉淀，用水润湿，然后加浓硫酸1-2滴，氢氟酸（40%）5mL，低温电炉上蒸发至冒出白烟，取下，稍冷。再加氢氟酸（40%）2-3mL，稍提高温度继续蒸发至冒尽白烟。置于高温炉内，初以低温，最后于1000-1100℃灼烧15-20
分钟，取出，置于干燥器中冷却后称量。如此反复操作直至恒重。氢氟酸处理前沉淀及坩埚重量-氢氟酸处理后沉淀及坩埚重量即为二氧化硅的主量[1][2]。
滤液用钼兰比色法进行测量。
以上数据说明此方法实验准确度和稳定性较高。以下是我工作中总结的一些经验和实验中应注意的事项：
第一，以往实验方法中要求試样溶液蒸干或蒸发至10ml 左右，蒸发至快结束时常因液体外溅导致实验前功尽弃。蒸发至干这样不单浪费时间，而且二氧化硅中夹杂的铁、铝氧化物也有所增加。如蒸发后试液过多则导致二氧化硅凝聚不完全[1]。本实验方法要求蒸发试液30ml左右即可，节约了实验的时间和成本。
第二，在蒸样快结束时加入少量定量滤纸片代替纸浆，效果更好，同时也省去了制作纸浆的人力和物力。
第三，凝聚剂的用量也要注意，一般控制在3ml。用量过多，不仅浪费试剂，而且也易使杂质增多，过少则导致凝聚不完全。因此凝聚剂的使用量不得随意改动。
第四，氢氟酸处理灼烧后产物分两次进行，能使二氧化硅转化成四氟化硅更为完全。
第五，关于洗涤沉淀。分别采用热水、热盐酸洗涤和冷水、冷盐酸进行滤液中二氧化硅含量比较。热水洗涤后滤液中二氧化硅的含量在0.5%以内，冷水洗涤后滤液中二氧化硅含量1%左右。可见热水降低了硅酸沉淀的溶解度，因此首选热水洗涤沉淀，省时省力效果好。
第六，灼烧后的沉淀要滴加2滴硫酸，目的是防止Ti、Zr等元素在蒸发过程中以氟化物的状态挥发损失。
3.低硅（≤5%）使用分光光度钼兰比色法；
测定原理：用氢氧化钾作熔剂，在盐酸介质中，正硅酸与钼酸铵生成稳定的硅钼黄，调节酸度 以草酸作掩蔽剂，用硫酸亚铁铵还原硅钼黄为硅钼蓝，硅钼蓝吸收光波，测量其在可见光部分的吸光度得出相应的SiO2含量。
具体操作：白金坩埚盛有3-4g混合熔剂，称取试样0.1000g 于白金坩埚中，（精确至0.0001）再覆盖1-2g混合熔剂，盖上盖并稍留缝隙，置于马弗炉中800-900℃马弗炉中，升温至1000-1100℃熔融15-30分钟。
将冷却好的坩埚放入煮沸60mL（1+1）的烧杯中，加热浸出熔融物，以水洗净坩埚及盖。冷却至室温，移入100ml容量瓶中，用水稀释至刻度线，摇匀。
移取10ml试样溶液于100ml容量瓶中，加水10ml。加5ml钼酸铵（5%）后摇匀，室温下放置20min（低于15℃水浴加热）。加入30ml草硫混合酸，摇匀，5ml硫酸亚铁铵（4%），用水稀释至刻线，摇匀。
于分光光度计690nm处，以空白试验溶液为参比测量其吸光度。二氧化硅的值由绘制的工作曲线上查得[1]。
硅的光度测定法在工业分析中有着广泛的应，。方法简单易掌握。但非常值得注意的是操作过程中控制好显色的条件。因为硅钼蓝完全和稳定显色的主要因素是硅钼黄的显色完全和稳定。保持最佳的显色条件主要是控制溶液酸度、温度和放置时间。一般硅钼黄应于CHCL=0.1-0.3mol/L酸度下形成。在沸水浴上硅钼黄生成可在30s完成。室温则需5-20min[3]。
加入草酸的目的是为了破会磷钼络离子和砷钼络离子，但接触时间过长硅钼络离子也会被破坏。因此要在摇动情况下加入，然后立即加入还原剂。
在还原剂选择方面，硅钼杂多酸在一定条件下，可被还原为硅钼杂多蓝。常用还原剂可选：硫酸亚铁铵及抗坏血酸等。但抗坏血酸的还原时间比较长要1个小时，硫酸亚铁铵还原速度快且不发生副反应，所以常用硫酸亚铁铵做还原剂。
钼酸铵是弱酸溶液，对控制还原酸度有好处。要求稍加过量，但过量太多就会生成钼酸铁沉淀。对于含铁的试样要注意观察。
4.结语
二氧化硅含量的检测方法还有其它几种没有一一详细介绍，只介绍了操作性和准确度较高的其中两种方法。在实际工作中，应根据待测试样中SiO2的含量高低和试样的特殊性来选用合适的方法测定，并严格遵守操作规范，这样才能得到准确的测定结果。
参考文献
[1]郭秋红等.GB/T5069-2007.镁铝系耐火材料化学分析方法
[2 ]刘建国，王粤新.重量法测定岩石中二氧化硅的几种凝聚剂[J].岩矿测试 ，1994，13卷第2期：134～136
[3]和莉 何巧玲 曹开科. 钼蓝光度法测定地址岩石矿物中的二氧化硅.科技信息，2009年第9期，P38
关键词： 矿石产品，二氧化硅，测定
【中图分类号】P575
1.引言
硅是自然界中普遍存在的元素，含量仅次于氧元素。由于硅制品和含硅材料广泛应用于工业生产和日常生活中，因此对硅含量测定具有十分重要的意义。目前，二氧化硅的含量不能通过仪器分析得到准确结果，只能通过化学检验。对于硅含量较高的产品，检验过程中操作比较复杂，需要一定的经验和熟练性。
2.重量法——钼蓝光度法
原理：试样用碳酸钠-硼酸混合熔剂熔融，以盐酸浸出并蒸至一定体积，加入凝聚剂凝聚硅酸，经过过滤并灼烧成二氧化硅。然后用氢氟酸处理使硅以四氟化硅的形式逸出。氢氟酸处理前后的质量之差即为二氧化硅的主量。再用熔剂处理残渣，溶于原滤液中，以钼蓝光度法测定滤液中残余的二氧化硅量，两者之和即为试样中二氧化硅的量。
具体操作如下：白金坩埚盛有3-4g混合熔剂，称取试样0.5000g 于白金坩埚中，（精确至0.0001）再覆盖1-2g混合熔剂，盖上盖并稍留缝隙，置于马弗炉中800-900℃马弗炉中，升温至1000-1100℃熔融15-30分钟。
将冷却好的坩埚放入煮沸20mL盐酸和50mL水的烧杯中，加热浸出熔融物，以水洗净坩埚及盖。低温炉加热至30mL左右时加入定量滤纸片少量，继续加热至20-30mL左右，取下冷却。
在搅拌下加入聚乙二醇（2.5g/l）3mL，放置不少于15min，用慢速定量滤纸过滤，滤液用250mL的容量瓶承接，用热盐酸（5+95）洗涤将沉淀全部转移到滤纸上，洗至无铁离子继续洗涤2-3次。热水洗涤沉淀至无氯离子。
将滤纸包好的沉淀放入坩埚中，低温灰化后放马弗炉1000℃-1100℃灼烧1小时，取出放干燥器中冷却至室温，称量。如此反复灼烧直至恒重。
灼烧后的沉淀，用水润湿，然后加浓硫酸1-2滴，氢氟酸（40%）5mL，低温电炉上蒸发至冒出白烟，取下，稍冷。再加氢氟酸（40%）2-3mL，稍提高温度继续蒸发至冒尽白烟。置于高温炉内，初以低温，最后于1000-1100℃灼烧15-20
分钟，取出，置于干燥器中冷却后称量。如此反复操作直至恒重。氢氟酸处理前沉淀及坩埚重量-氢氟酸处理后沉淀及坩埚重量即为二氧化硅的主量[1][2]。
滤液用钼兰比色法进行测量。
以上数据说明此方法实验准确度和稳定性较高。以下是我工作中总结的一些经验和实验中应注意的事项：
第一，以往实验方法中要求試样溶液蒸干或蒸发至10ml 左右，蒸发至快结束时常因液体外溅导致实验前功尽弃。蒸发至干这样不单浪费时间，而且二氧化硅中夹杂的铁、铝氧化物也有所增加。如蒸发后试液过多则导致二氧化硅凝聚不完全[1]。本实验方法要求蒸发试液30ml左右即可，节约了实验的时间和成本。
第二，在蒸样快结束时加入少量定量滤纸片代替纸浆，效果更好，同时也省去了制作纸浆的人力和物力。
第三，凝聚剂的用量也要注意，一般控制在3ml。用量过多，不仅浪费试剂，而且也易使杂质增多，过少则导致凝聚不完全。因此凝聚剂的使用量不得随意改动。
第四，氢氟酸处理灼烧后产物分两次进行，能使二氧化硅转化成四氟化硅更为完全。
第五，关于洗涤沉淀。分别采用热水、热盐酸洗涤和冷水、冷盐酸进行滤液中二氧化硅含量比较。热水洗涤后滤液中二氧化硅的含量在0.5%以内，冷水洗涤后滤液中二氧化硅含量1%左右。可见热水降低了硅酸沉淀的溶解度，因此首选热水洗涤沉淀，省时省力效果好。
第六，灼烧后的沉淀要滴加2滴硫酸，目的是防止Ti、Zr等元素在蒸发过程中以氟化物的状态挥发损失。
3.低硅（≤5%）使用分光光度钼兰比色法；
测定原理：用氢氧化钾作熔剂，在盐酸介质中，正硅酸与钼酸铵生成稳定的硅钼黄，调节酸度 以草酸作掩蔽剂，用硫酸亚铁铵还原硅钼黄为硅钼蓝，硅钼蓝吸收光波，测量其在可见光部分的吸光度得出相应的SiO2含量。
具体操作：白金坩埚盛有3-4g混合熔剂，称取试样0.1000g 于白金坩埚中，（精确至0.0001）再覆盖1-2g混合熔剂，盖上盖并稍留缝隙，置于马弗炉中800-900℃马弗炉中，升温至1000-1100℃熔融15-30分钟。
将冷却好的坩埚放入煮沸60mL（1+1）的烧杯中，加热浸出熔融物，以水洗净坩埚及盖。冷却至室温，移入100ml容量瓶中，用水稀释至刻度线，摇匀。
移取10ml试样溶液于100ml容量瓶中，加水10ml。加5ml钼酸铵（5%）后摇匀，室温下放置20min（低于15℃水浴加热）。加入30ml草硫混合酸，摇匀，5ml硫酸亚铁铵（4%），用水稀释至刻线，摇匀。
于分光光度计690nm处，以空白试验溶液为参比测量其吸光度。二氧化硅的值由绘制的工作曲线上查得[1]。
硅的光度测定法在工业分析中有着广泛的应，。方法简单易掌握。但非常值得注意的是操作过程中控制好显色的条件。因为硅钼蓝完全和稳定显色的主要因素是硅钼黄的显色完全和稳定。保持最佳的显色条件主要是控制溶液酸度、温度和放置时间。一般硅钼黄应于CHCL=0.1-0.3mol/L酸度下形成。在沸水浴上硅钼黄生成可在30s完成。室温则需5-20min[3]。
加入草酸的目的是为了破会磷钼络离子和砷钼络离子，但接触时间过长硅钼络离子也会被破坏。因此要在摇动情况下加入，然后立即加入还原剂。
在还原剂选择方面，硅钼杂多酸在一定条件下，可被还原为硅钼杂多蓝。常用还原剂可选：硫酸亚铁铵及抗坏血酸等。但抗坏血酸的还原时间比较长要1个小时，硫酸亚铁铵还原速度快且不发生副反应，所以常用硫酸亚铁铵做还原剂。
钼酸铵是弱酸溶液，对控制还原酸度有好处。要求稍加过量，但过量太多就会生成钼酸铁沉淀。对于含铁的试样要注意观察。
4.结语
二氧化硅含量的检测方法还有其它几种没有一一详细介绍，只介绍了操作性和准确度较高的其中两种方法。在实际工作中，应根据待测试样中SiO2的含量高低和试样的特殊性来选用合适的方法测定，并严格遵守操作规范，这样才能得到准确的测定结果。
参考文献
[1]郭秋红等.GB/T5069-2007.镁铝系耐火材料化学分析方法
[2 ]刘建国，王粤新.重量法测定岩石中二氧化硅的几种凝聚剂[J].岩矿测试 ，1994，13卷第2期：134～136
[3]和莉 何巧玲 曹开科. 钼蓝光度法测定地址岩石矿物中的二氧化硅.科技信息，2009年第9期，P38