硅藻土及其试验方法

1 主题内容与适用范围 本标准规定了硅藻土矿产品的分类、技术要求、试验方法、检验规则及其他内容。 本标准适用于块状、粉状的硅藻土矿产品。 2 引用标准 GB 601 标准溶液制备方法 GB 603 制剂及制品制备方法 GB 2007 散装矿产品取样、制样通则 GB 5816 催化剂、吸附剂表面积测定 GB 6003 试验筛 3 产品分类 3.1 品种规格 硅藻土矿产品按粒径分为两类： A类：粉矿——粒径小于0.25mm。其规格按粒径分为：小于0.25mm、小于0.15mm、小于0 .106mm、小于0.075mm、小于0.045mm等五种规格。 注：其他规格可由供需双方协商。 B类：块矿——粒径大于0.25mm。 3.2 各类硅藻土矿产品按质量分别为一级品、二级品和三级品。 3.3 产品代号示例 硅藻土粉矿二级品粒径小0.150mm，其代号为： DA-2-150 DA表示硅藻土A类产品，2表示二级品，150表示粒径小于0.150mm。 4 技术要求 4.1 外观质量 产品的外观质量应符合表1要求。 表1 ________________________________________________________________________________ 产 品 代 号 外 观 要 求 ________________________________________________________________________________ DA-1 白色，松散，不允许有外来夹杂物 DA-2 白色或接近白色，松散，不允许有外来夹杂物 DA-3 颜色无具体要求，松散 DB-1 白色，不允许有外来夹杂物 DB-2 白色或接近白色，不允许有外来夹杂物 DB-3 颜色无具体要求，不允许有明显夹杂物 ________________________________________________________________________________ 4.2 理化性能 产品的理化性能应符合表2要求。 表2 ________________________________________________________________________________ 产 品 代 号 DA-1 DA-2 DA-3 DB-1 DB-2 DB-3 技 术 指 标 ________________________________________________________________________________ SiO2 不小于 86.00 75.00 60.00 85.00 75.00 60.00 化 Fe2O[3] 不大于 1.50 2.50 4.50 2.00 3.00 5.00 学 Al2O[3] 不大于 3.50 8.00 18.00 5.00 10.00 18.00 成 CaO 不大于 1.00 1.50 2.00 1.00 1.50 2.00 分 ， Mgo 不大于 1.00 1.50 1.50 1.00 1.50 1.50 % 烧失量 不大于 5.00 8.00 10.00 5.00 8.00 12.00 水分，% 不大于 10.0 10.0 15.0 20.0 物 松散密度，g/cm[3]不大于 0.30 0.40 0.55 0.30 0.40 0.55 理 筛余量，% 不大于 5.00 8.00 12.00 - - - 性 pH值 6.00～8.00 - - - 能 比表面积，m[2]/g 15.0～70.0 - - - ________________________________________________________________________________ 5 试验方法 5.1 试样制备 5.1.1 将按6.2条所取A类试样混匀，以四分法缩分至1 000g，再以四分法缩分为100g和250 g两份试样。100g的试样供筛余量，pH值及比表面积测定；250g的试样研磨至粒径小于0.075 mm，以四分法缩分为50g试样一份供化学分析，其余供松散密度的测定。 5.1.2 将按6.2条所取B类试样破碎至小于1mm，以四分法缩分至500g，研磨至粒径小于0.07 5mm，以四分法缩分为50g试样一份供化学分析，其余供松散密度的测定。 5.1.3 水分试样从规定取样袋数中直接取样，取样量不小于500g，然后用塑料袋密封，备 用。 5.1.4 供化学分析用试样，用磁铁吸除样品破碎时带入的铁屑，再以四分法缩分至15g，试 样混匀后置于称量瓶中，在105～110℃烘箱中烘3h后盖上瓶盖，置于干燥器中，冷至室温， 备用。 5.2 二氧化硅的测定 本标准列入两种测定方法，动物胶凝聚重量法做为仲裁方法。 5.2.1 动物胶凝聚重量法 5.2.1.1 方法概要 试样经碱熔触，水提取后用盐酸酸化，蒸至湿盐状，在盐酸介质中，加动物胶使硅酸凝 聚，沉淀经过滤，灼烧，称量，经氢氟酸处理再灼烧，由差减法得到二氧化硅的含量。 5.2.1.2 试剂 a. 盐酸； b. 盐酸：1+5； c. 盐酸：5+95； d. 无水乙醇； e. 氢氟酸； f. 氢氧化钠：粒状； g. 动物胶溶液：将1g动物胶溶于预热至70℃ 100mL的水中即可，用时现配； h. 硫酸：1+1； i. 焦硫酸钾。 5.2.1.3 分析步骤 用减量法称取0.5g试样，精确至0.0002g。将试样置于银坩埚中，加无水乙醇3～4滴， 氢氧化钠4～5g。置于高温炉中，从低温升起，在600～650℃熔融10～15min后，取出冷却。 将坩埚放入盛有约100mL沸水的烧杯中，待试样溶解后，用热水洗出坩埚，加入盐酸20mL， 于电炉上低温蒸至湿盐状，取下稍冷，加入盐酸20mL，放在温度为70～80℃的水俗中，加入 动物胶溶液10mL，充分搅拦后保温15min，取下冷却，用中速定量滤纸过滤，沉淀及烧杯用 温热的盐酸(1+5)洗涤3～4次，然后用温热的盐酸(5+95)洗至无黄色，再用热水洗10～15次 。滤液收集于250mL容量瓶中。 将滤纸和沉淀一起移入铂坩锅中，待灰化后，置于高温炉内，从低温升起，在950～1 0 00℃下灼烧1h，取出坩埚，在干燥器中冷却，称量，如此反复操作(每次灼烧30min)，直至 恒重。向坩埚中滴加硫酸湿润沉淀，加氢氟酸约10mL，低温加热至逸出三氧化硫白烟时将坩 埚取下，稍冷，再加氢氟酸约5mL，蒸至三氧化硫白烟冒尽时取下坩埚。置于高温炉中，在9 50～1 000℃下灼烧20min，取出冷却，称量，如此反复操作，直至恒重。 加2～3g焦硫酸钾于坩埚中，在电炉上熔触，用水提取，溶液合并于前述滤液中。用水稀释 至250mL摇匀。此为“试样溶液A”，保留“试样溶液A”以用于其它组分的测定。 5.2.1.4 结果计算 二氧化硅的百分含量按式(1)计算： m1-m2 SiO2(%)=-------×100 …………………………(1) m 式中：m——试样质量，g； m1——沉淀与坩埚的质量，g； m2——处理后残渣与坩埚的质量，g。 5.2.2 氟硅酸钾容量法 5.2.2.1 方法提要 可溶性硅酸在强酸介质中，与过量的钾离子、氟离子作用，定量生成氟硅酸钾沉淀。 SiO[2-]3+2K[+]+6F[-]+6H[+]K2SiF6↓+3H2O 沉淀经过滤洗涤除去游离酸后，在热水中水解，生成的氢氟酸以氢氧化钠滴定。 K2SiF6+3H2O2KF+H2SiO3+4HF HF+NaOH=NaF+H2O 5.2.2.2 试剂 a. 氢氧化钠：粒状； b. 硝酸； c. 盐酸； d. 盐酸：1+5； e. 氯化钾：研细后贮存备用； f. 氯化钾-乙醇混合液：将5g氯化钾溶于50mL水中，加入95%乙醇50mL，混匀； g. 氯化钾溶液：50g/l； h. 氟化钾溶液：将15g氟化钾溶于50mL水中，加入20mL硝酸，用水稀释至100mL，加固 体氯化钾至饱和，搅拌并放置半小时后，用快速滤纸过滤于塑料瓶中； i. 酚酞指示剂溶液：将1g酚酞溶于100mL乙醇中用氢氧化钠溶液调至微红； j. 氢氧化钠标准溶液：0.1mol/L，按 GB 601配制。 5.2.2.3 分析步骤 用减量法称取0.5g试样，精确至0.0002g。置于银坩埚中，加入无水乙醇2～3滴，氢氧 化钠4～5g，坩埚加盖后置于高温炉中，从低温升起在600～650℃熔融20min，取下冷却，将 坩埚及盖放入盛有100mL沸水的250mL烧杯中，加盖表皿，适当加热使熔块完全溶解，立即取 出坩埚及盖，并用热水及热盐酸(1+5)洗净。在不断搅拌下，一次加入盐酸25mL，并加入硝 酸1mL，置于电炉上微沸20min，取下冷却至室温，移入250mL容量瓶中，用水稀释至刻度， 摇匀。此为“试样溶液B”，保留“试样溶液B”以用于其他组分的测定。 吸取“试样溶液B”25mL于塑料杯中，加入硝酸10～15mL，再加入固体氯化钾，充分搅 拌至氯化钾过饱和，然后加入氟化钾溶液10～15mL，经充分搅拌后静置15min以上；在涂蜡 漏斗上用快速定性滤纸过滤，塑料杯与沉淀用氯化钾溶液洗涤三次，将沉淀连同滤纸一起置 于原塑料杯中，沿杯壁加入氯化钾-乙醇溶液10～15mL及酚酞指示剂溶液1mL，用氢氧化钠溶 液中和未洗尽的酸，仔细搅拌滤纸并擦洗杯壁，直至溶液呈微红色不消失为止，然后加入预 先用氢氧化钠溶液中和至酚酞呈微红色的沸水200mL，用氢氧化钠标准溶液滴至微红色。 5.2.2.4 结果计算 二氧化硅的百分含量按式(2)计算： c1×V1×15.02×10 SiO2(%)=-------------------×100 ………………………(2) m×1 000 式中：c1——氢氧化钠标准溶液的浓度，mol/L； V1——滴定时消耗氢氧化钠标准溶液的体积，mL； m——试样质量，g。 5.2.3 允许差 两次平行测定结果之差不应超过0.60%。 二氧化硅的测定结果以两次平行测定结果的算述平均值表示，平均值按数字修约规则， 修约至二位小数。 5.3 三氧化二铁的测定 5.3.1 方法提要 在pH值为1.8～2.5的溶液中，以磺基水杨酸为指示剂，用EDTA标准溶液滴定至终点，将 得三氧化二铁的含量。 5.3.2 试剂 a. 盐酸：1+1； b. 氨水：1+1； c. 磺基水杨酸溶液：100g/L； d. 氢氧化钾溶液：200g/L； e. 乙二胺四乙酸钠(EDTA)标准溶液：0.01mol/L，按 GB 601配制。 5.3.3 分析步骤 取35mL“试样溶液A”或“试样溶液B”，放入300mL烧杯中，用水稀释至约50mL，加热 至近沸，加入磺基水杨酸溶液1mL，用氨水调节试液由紫色变标色，然后用盐酸调至棕色刚 变为紫色，再滴4～5滴盐酸(pH值为1.8～2.5)，在试液温度为60℃左右时，用EDTA标准溶液 缓慢滴定至亮黄色。 5.3.4 结果计算 三氧化二铁的百分含量按式(3)计算： c2×V2×159.70×10 Fe2O3(%)--------------------×100 ………………………(3) m×1 000×2 式中：c2——EDTA标准溶液的浓度，mol/L； V2——滴定时消耗耗EDTA标准溶液的体积，mL； m——试样质量，g。 5.3.5 允许差 两次平行测定结果之差不应超过0.20%。 三氧化二铁的测定结果以两次平行测定结果的算术平均值表示，平均值按数字修约规则 ，修约至二位小数。 5.4 三氧化二铝的测定 5.4.1 方法提要 在滴定铁后的试液中，用酒石酸钾钠掩蔽钛，加入过量的EDTA与铝络合，在pH值为5.7 ～5.9时，以二甲酚橙为指标剂用乙酸锌标准溶液回滴过量的EDTA。 5.4.2 试剂 a. 盐酸：1+1； b. 氨水：1+1； c. 二甲酚橙溶液：2g/L； d. 酒石酸钾钠溶液：200g/L； e. 六次甲基四胺溶液：200g/L； f. EDTA标准溶液：0.01mol/L； g. 乙酸锌标准溶液：0.02mol/L；称取乙酸锌〔Zn(CH2COO)2〕5.7g溶于水中，加几滴 乙酸，用水稀释至1 000mL，摇匀。 h. EDTA标准溶液与乙酸锌标准溶液体积比的确定：准确吸取20mL EDTA标准溶液，置 于300mL烧杯中，用水稀释至150mL，加入六次甲基四胺溶液5mL，以乙酸锌标准溶液滴定至 由黄色变为红色。 EDTA标准溶液与乙酸锌标准溶液的体积比(K)按式(4)计算： V3 K=---- ……………………………………………(4) V4 式中：V3——加入EDTA标准溶液的体积，mL； V4——滴定时消耗乙酸锌标准溶液的体积，mL。 5.4.3 分析步骤 在5.3.3滴定铁后的溶液中，加入酒石酸钾钠溶液5mL并搅拌，准确加入EDTA标准溶液20 ～40mL(视铝含量而定)，加热煮沸3min，取下冷却后，用水稀释至150mL左右，加入六次甲 基四胺溶液10mL和二四酚橙溶液3～4滴，用氨水调节试液呈红色，再用盐酸调至红色变黄色 ，再过量滴2～3滴盐酸(此时溶液pH值应为5.7～5.9)，用乙酸锌标准溶液滴定至溶液呈红色 。 5.4.4 结果计算 三氧化二铝的百分含量按式(5)计算： (V5-V6K)×c2×101.96×10 Al2O3=--------------------------×100 ………………(5) m×1 000×2 式中：V5——加入EDTA标准溶液的体积，mL； V6——消耗乙酸锌标准溶液的体积，mL； K——EDTA标准溶液与乙酸锌标准溶液的体积比； c2——EDTA标准溶液的浓度，mol/L。 5.4.5 允许差 两次平行测定结果之差不应超过0.30%。 三氧化二铝的测定结果以两次平行测定结果的算术平均值表示，平均值按数字修约规则 ，修约至二位小数。 5.5 氧化钙和氧化镁的测定 5.5.1 方法提要 用六次甲基四胺分离三氧分二物，分别以钙-羟酸钠和铬黑T为指示剂，用EDTA标准溶液 滴定钙与镁。 5.5.2 试剂 a. 盐酸：1+1； b. 氨水：1+1； c. 氢氧化钠溶液：200g/L； d. 六次甲基四胺溶液：200g/L； e. 盐酸羟胺溶液：50g/L； f. 三乙醇胺溶液：1+1； g. 钙指示剂：将1g钙-羟酸钠与50g已在105℃烘干的氯化钠研磨均匀，保存于棕色磨 口瓶中； h. 铬黑T指示剂：将1g铬墨T与100g已在105℃烘干的氯化钠研磨均匀，保存于棕色磨 口瓶中； i. EDTA标准溶液：0.01mol/L； j. 氨-氯化铵缓冲溶液：pH10，按GB 601配制。 5.5.3 分析步骤 取两份5mL“试样溶液A”或“试样溶液B”，分别置于300mL烧杯中，滴加氢氧化钠溶液 至出现沉淀，滴加盐酸至沉淀消失，加六次甲基四胺溶液10mL加热煮沸后稍冷，用快速定性 滤纸过滤，用热水洗涤8～10次，滤液接于300mL烧杯中，滴加盐酸羟胺溶液4～5滴，三乙醇 胺5～6滴，用水稀释至150mL左右。 5.5.3.1 氧化钙的测定 于其中一杯滤液中滴加氢氧化钠溶液至pH12～13，加入适量钙指示剂，用EDTA标准溶液 滴定至纯蓝色。 5.5.3.2 钙镁合量的测定 于另一杯滤液中滴加氨水至pH约为10，加入氨-氯化铵缓冲溶液10mL和适量铬黑T指示剂 ，用EDTA标准溶液滴定至蓝色。 5.5.4 结果计算 氧化钙的百分含量按式(6)计算： c2×V7×56.08×10 CaO(%)=-------------------×100 ………………………(6) m×1 000 氧化镁的百分含量按式(7)计算： (V8-V7)×c2×40.30×10 MgO(%)=------------------------×100 ………………(7) m×1 000 式中：c2——EDTA标准溶液的浓度，mol/L； V7——滴定钙所消耗EDTA标准溶液的体积，mL； V8——滴定钙镁合量所消耗EDTA标准溶液的体积，mL； m——试样质量，g。 5.5.5 允许差 两次平行测定结果之差不应超过0.10%。 氧化钙和氧化镁的测定结果以两次平行测定结果的算术平均值表示，平均值按数字修约 规则，修约至二位小数。 5.6 烧失量的测定 5.6.1 仪器和设备 a. 高温炉； b. 瓷坩埚或铂坩埚。 5.6.2 分析步骤 用减量法称取1g干燥试样，准确至0.001g。置于950±25℃下恒重的坩埚中，放入高温 炉内，由低温逐渐升温至950±25℃，高温灼烧2h，取出置于干燥器中，冷至室温，称量。 如此反复操作直至恒重。 5.6.3 结果计算 烧失量的百分含量按式(8)计算： m3-m4 烧失量(%)=-------×100 ………………………………(8) m3 式中：m3——灼烧前试样的质量，g； m4——灼烧后试样的质量，g。 5.6.4 允许差 两次平行测定结果之差不应超过0.50%。 烧失量的测定结果以两次平行测定结果的算术平均值表示，平均值按数字修约规则，修 约至二位小数。 5.7 水分的测定 5.7.1 试验的步骤 称取1g试样，准确至0.01g。置于恒重的称量瓶中，半开瓶盖放入烘箱中，在105～110 ℃下烘3h，盖严称量瓶，取出放入干燥器中，冷至室温，称量。 5.7.2 结果计算 水分的百分含量按式(9)计算： m5-m6 水分(%)=-------×100 ………………………………(9) m5 式中：m5——试样烘干前的质量，g； m6——试样烘干后的质量，g。 5.7.3 允许差 两次平行测定结果之差不应超过0.5%。 水分的测定结果以两次平行测定结果的算术平均值表示，平均值按数字修约规则，修约 至二位小数。 5.8 松散密度的测定 5.8.1 仪器 a. 称量瓶：φ45mm×30mm，容积用滴定管加水标定； b. 锥形漏斗：φ上口=70mm，支颈磨平，φ下口=6±0.5mm； c. 天平：感量0.05g； d. 直尺：长度大于30mm,厚度小于1mm； e. 支架。 5.8.2 试验步骤 将按5.1制备的试样放入105～110℃烘箱中烘2h，冷却后备用。 放平已知质量的称量瓶，装好支架和漏斗，使漏斗底口对准称量瓶中心，并同称量瓶口 部的垂直距离为50mm，用取样勺将试样连续均匀从漏斗小孔自由落下直至称量瓶上部试样堆 成锥体止，移开支架，然后沿瓶口用直尺刮平试样，再将称量瓶外部的粉末清理干净，称量 。 5.8.3 结果计算 松散密度按式(10)计算： m8-m7 松散密度(g/cm[3])=------- ……………………………(10) V9 式中：m7——称量瓶的质量，g； m8——称量瓶和试样的质量，g； V9——称量瓶的体积，cm[3]。 5.8.4 允许差 两次平行测定结果之差不应超过0.02g/cm[3]。 松散密度的测定结果以两次平行测定结果的算术平均值表示，平均值按数字修约规则， 修约至二位小数。 5.9 筛余量的测定 5.9.1 设备和仪器 a. 振筛机：偏心振动式振筛机，摇动次数为270～300次/min，振动次数为140～160次 /min； b. 试验筛；符合GB 6003规定； c. 天平：感量0.05g。 5.9.2 试验步骤 称取按5.1规定制备并经105～110℃干燥3h后的试样20±0.05g；将试样均匀倒入套好底 盘的相应规格的筛网上，盖上筛盖旋紧，筛分10min，取下筛子，仔细清扫筛子，称量筛余 物。 5.9.3 结果计算 筛余物的百分含量按式(11)计算： m9 筛余量(%)=------×100 ……………………………(11) m10 式中：m9——筛余物的质量，g； m10——试样的质量，g。 5.9.4 允许差 两次平行测定结果之差不应超过0.50%。 筛余量的测定结果以两次平行测定结果的算术平均值表示，平均值按数字修约规则，修 约至二位小数。 5.10 pH值的规定 5.10.1 仪器 a. 酸度计：精度0.01pH b. 工业天平：感量0.01g。 5.10.2 试验步骤 称取105～110℃下烘干的试样5g,准确至0.01g。装入250～300mL锥形瓶中，加入100mL 中性蒸馏水，搅拌均匀后，盖上表面皿，加热微沸10min，用慢速定性滤纸过滤于100～150m L的烧杯中，冷至室温，用酸度计进行测定。 5.10.3 允许差 两次平行测定结果之差不应超过0.2pH值。 pH值以两次平行测定结果的算术平均值表示，平均值按数字修约规则，修约至一位小数 。 5.11 比表面积的测定 按GB 5816进行。 6 检验规则 6.1 检验分类(见表3) 表3 _______________________________________________________________________________ 检 验 分 类 检 验 项 目 _______________________________________________________________________________ 出厂检验 SiO2,Fe2O,Al2O3,烧失量，水分，松散密度，筛余量 型式检验 SiO2,Fe2O3,Al2O3,CaO,Mgo，烧失量，水分，松散密度，筛余量，pH值， 比表面积 _______________________________________________________________________________ 6.2 取样方法 6.2.1 批量 同一品级的袋装A类产品以2 000袋为一批，不足2 000袋仍按一批计。 同一品级的袋装B类产品以1 000袋为一批，不足1 000袋仍按一批计。 同一品级的散装产品以50t为一批，不足50t仍按一批计。 6.2.2 取样 6.2.2.1 散装产品按GB 2007进行取样，总取样量不小于2.5kg。 6.2.2.2 袋装产品采用等距抽样，每批中每隔n-1袋抽取1袋，在该袋中抽取0.25kg试样， 将每袋所取试样混合，组成混合试样。总取样量不小于2.5kg。 6.2.2.3 n按公式(12)计算，计算的n值保留整数。 n=N/s ………………………………………………………(12) 式中：N——每批产品的总袋数； n——每一取样袋所代表的袋数； s——规定取样袋数，A类产品的s为20，B类产品的s为10。 6.3 判定规则 6.3.1 每批货物均应经过检验，检验合格后，方可出厂。 6.3.2 水分的测定不作为合格判定依据，若水分超过规定，只在计量时扣除超过部分。 6.3.3 各类检验若任何一项技术指标不合格时，按6.2条加倍取样对该项指标进行复检，以 复检结果作为测试结果。 6.3.4 供需双方对复检结果有异议时，可提请上级或双方认可的检测机构进行仲裁检验， 以仲裁结果为最终结果。 7 标志、包装、运输、贮存 7.1 标志 产品标志应包括以下内容： a. 生产单位； b. 产品名称； c. 商标； d. 产品标记； e. 生产日期或批号。 7.2 包装 7.2.1 A类产品采用内衬塑料薄膜，外加塑料编织袋进行包装，每袋净重25±0.5kg。 7.2.2 B类产品一般采用塑料编织袋包装(有特殊要求者也可加内衬塑料薄膜)，每袋净重50 ±1kg。 7.2.3 经供需双方协商也可采用其它包装和散装，但不得对环境造成污染。 7.3 运输 7.3.1 产品运输过程中，应备有防雨措施，以防产品受潮。 7.3.2 装卸过程中，严禁抛掷和用铁钩提拉。 7.4 贮存 贮存时，必须注意堆放地的清洁和干燥。 ____________________ 附加说明： 本标准由国家建筑材料工业局咸阳非金属矿研究所负责起草。 本标准主要起草人石志刚、刘幼宏。