陶瓷原料中還有大量的二氧化硅，隨著化工技術的發展，這些二氧化硅經過一系列處理流程可以發揮更大的效用，文章主要是介紹對陶瓷原料中二氧化硅工業管理技巧。

　　《江蘇化工》由江蘇省化工信息中心主辦，是面向全國化工行業的科技信息期刊，國內外公開發行。本刊立足開放富庶的江蘇大地，匯集知識精英的智慧成果，融政策指導、創新引導、經驗傳導、市場疏導與一體，系江蘇省優秀期刊、“中國學術期刊綜合評價數據庫來源期刊”、《中國期刊網》全文收錄期刊。

　　氟硅酸鉀容量法是將試樣用堿熔融，不溶性酸性氧化物二氧化硅轉變成可溶性的硅酸鹽，加酸后生成游離的硅酸，在過量的氟離子和鉀離子存在下，硅酸與氟離子作用形成氟硅酸離子，進而與鉀離子作用生成氟硅酸鉀沉淀。該沉淀在熱水中會水解生成氫氟酸，用氫氧化鈉標準溶液滴定，由消耗的氫氧化鈉標準溶液的體積計算二氧化硅的含量。

　　1引 言

　　在傳統陶瓷中，SiO2是陶瓷坯體的主要化學成分，是硅酸鹽形成的骨架，它的存在可以提高陶瓷材料的熱穩定性、化學穩定性、硬度、機械強度等，從而直接影響陶瓷產品的生產工藝和使用性能，同時SiO2也是各種釉料配方的重要參數。因此，準確測定陶瓷原料中SiO2的含量，對陶瓷和釉料生產非常重要，它關系到原材料的用量、產品的質量和性能等。

　　不同的陶瓷原料，其SiO2的含量不同，測量方法也有多種。本文對陶瓷原料中SiO2的常見檢測方法逐一作了介紹。

　　2氫氟酸揮發法

　　2.1 硫酸-氫氟酸法

　　當試樣中的SiO2含量在98%以上時，可采用此法。具體方法如下：將測定灼燒減量后的試料加數滴水濕潤，然后加硫酸(1+1)0.5ml，氫氟酸(密度1.14g/cm3)10ml，蓋上坩堝蓋，并稍留有空隙，在不沸騰的情況下加熱約15min，打開坩堝蓋并用少量水洗二遍(洗液并入坩堝內)，在普通電熱器上小心蒸發至近干，取下坩堝，稍冷后用水沖洗坩堝壁，再加氫氟酸(密度1.14g/cm3)3ml并蒸發至干，驅盡三氧化硫后放入高溫爐內，逐漸升高至950～1000℃，灼燒1h后，取出置于干燥器中冷至室溫后稱量，如此反復操作直至恒重。二氧化硅含量的計算公式如下：

　　SiO2(%)=(m1-m2)/m ×100

　　式中：

　　m1 —— 灼燒后坩堝與試料的質量，g

　　m2 —— 氫氟酸處理后坩堝的質量，g

　　m —— 試料的質量，g

　　2.2硝酸-氫氟酸法

　　當試樣中的SiO2含量大于95%而小于或等于98%時，可采用此方法。具體如下：

　　(1) 將試料置于鉑坩堝中，加蓋并稍留縫隙，放入 1000～1100℃高溫爐中，灼燒1h。取出，稍冷，放入干燥器中冷至室溫，稱量。重復灼燒，稱量，直至恒重。

　　(2) 將坩堝置于通風櫥內，沿坩堝壁緩慢加入3ml硝酸、7ml氫氟酸，加蓋并稍留縫隙，置于低溫電爐上，在不沸騰的情況下，加熱約30min(此時試液應清澈)。用少量水洗凈坩堝蓋，去蓋，繼續加熱蒸干。取下冷卻，再加5ml硝酸、10ml氫氟酸并重新蒸發至干。

　　(3) 沿坩堝壁緩緩加入5ml硝酸蒸發至干，同樣再用硝酸處理兩次，然后升溫至冒盡黃煙。

　　(4)將坩堝置于高溫爐內，初以低溫，然后升溫至1000～1100℃灼燒30min，取出，稍冷，放入干燥器中冷至室溫，稱量。重復灼燒，稱量，直至恒重。二氧化硅含量的計算公式如下：

　　SiO2(%)=[(m1-m2)+(m3-m4)]/m×100

　　式中：

　　m1——試料與坩堝灼燒后的質量，g

　　m2——氫氟酸處理并灼燒后殘渣與鉑坩堝的質量，g

　　m3——試劑空白與鉑坩堝的質量，g

　　m4——測定試劑空白所用鉑坩堝的質量，g

　　m ——試料的質量，g

　　3重量-鉬藍光度法

　　重量-鉬藍光度法所測定的范圍是SiO2含量小于95%。具體如下：

　　(1) 對可溶于酸的試樣，可直接用酸分解;對不能被酸分解的試樣，多采用Na2CO3作熔劑，用鉑坩堝于高溫爐中熔融或燒結之后酸化成溶液，再在水浴鍋上用蒸發皿蒸發至干，然后加鹽酸潤濕，放置一段時間后，加入動物膠，使硅酸凝聚，攪勻，放置5min，用短頸漏斗、中速濾紙過濾、濾液用250ml容量瓶承接。將沉淀全部轉移到濾紙上，并用熱鹽酸洗滌沉淀2次，再用熱水洗至無氯離子。

　　(2) 將沉淀連同濾紙放到鉑坩堝中，再放到700℃以下高溫爐中，敞開爐門低溫灰化，待沉淀完全變白后，開始升溫，升至1000℃～1050℃后保溫1h取出，稍冷即放入干燥器中，冷至室溫，稱量。重復灼燒，稱量，直至恒重。

　　(3) 加數滴水潤濕沉淀，加4滴硫酸、10ml氫氟酸，低溫蒸發至冒盡白煙。將坩堝置于1000～1050℃高溫爐中灼燒15min，取出稍冷，即放入干燥器中，冷至室溫，稱量。重復灼燒，稱量，直至恒重。

　　(4) 加約1g熔劑到燒后的坩堝中，并置于1000～1050℃高溫爐中熔融5min，取出冷卻。加5ml鹽酸浸取，合并到原濾液中，用水稀釋到刻度，搖勻。此溶液為試液A，用于測定殘余二氧化硅、氧化鋁、氧化鐵和二氧化鈦。

　　(5) 用移液管移取10ml試液A于100ml容量瓶中。加入10ml水、5ml鉬酸銨溶液，搖勻，于約30℃的室溫或溫水浴中放置20min。

　　(6) 加入50ml乙二酸-硫酸混合溶液，搖勻，放置0.5～2 min，加入5ml硫酸亞鐵銨溶液，用水稀釋至刻度，搖勻。

　　(7) 用10mm吸收皿，于分光光度計690nm處，以空白試驗溶液為參比測量其吸光度。二氧化硅的值由繪制的工作曲線上查得。二氧化硅含量的計算公式如下：

　　SiO2(%)=[m1-m2+m3(V/V1)-(m4-m5)]/m×100

　　式中：

　　m1 —— 氫氟酸處理前沉淀與坩堝的質量，g

　　m2 —— 氫氟酸處理后沉淀與坩堝的質量，g

　　m3 —— 由工作曲線查得的二氧化硅量，g

　　m4 —— 氫氟酸處理前空白與坩堝的質量，g

　　m5 —— 氫氟酸處理后空白與坩堝的質量，g

　　V1 —— 分取試液的體積，ml

　　V —— 試液總體積，ml

　　m —— 試料的質量，g

　　4氟硅酸鉀容量法

　　重量-鉬藍光度法的準確度較高，但對于一些特殊樣品，如螢石CaF2，由于含有較大量的氟，會使試樣中的Si以SiF4形式揮發掉，不能用重量法測定。還有重晶石以及鋯含量較高的樣品、鈦含量較高的樣品，在重量法的條件下形成硅酸的同時，會生成其它沉淀，夾雜在硅酸沉淀中。所以這些特殊樣品不能用重量法測定，可用氟硅酸鉀容量法來測定SiO2的含量。

　　應用該分析方法時應嚴格控制分析條件，具體應注意以下幾點：

　　(1) 樣品的處理是先用氫氧化鈉熔融，然后用水浸取，再加鹽酸酸化，然后得到樣品溶液。當樣品中鋁、鈦含量較高時，為防止氟鋁酸鈉和氟鈦酸鈉沉淀的生成，可用氫氧化鉀代替氫氧化鈉。氫氟酸揮發法歷來被認為是趕硅的一種方法，但實踐證明，在一定的條件下，四氟化硅和氫氟酸能共處于同一溶液中，因此，在溶解過程中，只要控制一定的體積，硅即以氟硅酸的形式留在溶液中，從而可測定硅的含量。

　　(2) 為了保證硅的沉淀完全，加入氟化鉀和氯化鉀的量應過量。但氟化鉀和氯化鉀的量若過大，則當樣品中的鋁、鈦含量較高時干擾情況比較嚴重。一般在鋁、鈦含量不高時，50ml溶液加氟化鉀1.5～2.0g;而鋁、鈦含量較高時加1～1.5g。氯化鉀的加入量還與沉淀時的溫度有關。20℃時，50ml溶液加8g氯化鉀;高于25℃則需加入10g以上。

　　(3) 沉淀時為減少沉淀的溶解和沉淀的洗滌困難，溫度應低于30℃，體積不大于50ml，沉淀應在放置15min后過濾。

　　(4) 測定的干擾一般來自鋁、鈦，對高鋁和高鈦的試樣可加入氯化鈣、過氧化氫、草酸銨、草酸和熔樣用的氫氧化鉀來代替氫氧化鈉、用硝酸代替鹽酸作介質的方法來消除干擾。

　　氟硅酸鉀容量法具有快速、準確、精密度高的特點，因此廣泛應用于陶瓷生產中的控制分析。