工业硅粉化学分析方法

工业硅粉化学分析方法
第1部分；铁含量的测定
1. 10 二氮杂菲分光光度法
1 范围
本部分中规定了工业硅中铁含量的测定方法。

本部分适用于工业硅中铁含量的测定，测定范围（质量分数）0.10%----0.65%
2 方法提要
试料用氢氟酸、硝酸分解，硫酸冒烟驱除硅、氟等，残渣用盐酸溶解。

用盐酸羟胺将Fe（Ⅲ）还原至（Ⅱ）,在pH3-5的微酸性介质中，铁与二氮杂菲生成红色络合物，与分光光度计波长510nm测量其吸光度。

3 试剂
3.1氢氟酸（p
4.14g/ml）
3.2硝酸（1+1）
3.3硫酸（1+1）
3.4盐酸 (1+1)
3.5盐酸羟胺溶液(10g/L)
3.6二氮杂菲溶液（邻菲罗啉）（2.5g/L）：称取1.25g二氮杂菲（C12H8O2H2O）置于烧杯中，加入2ml盐酸（3.4）加入约300ml水溶解后用水稀释至500ml，混均。

3.7乙酸---乙酸钠缓冲溶液;称取272g乙酸钠(CH3COONa3H2O)置于烧杯中，加入500ml水溶解后过滤于1000ml容量瓶中，加入240ml冰乙酸（p1.05g/ml），用水稀释全刻度，混均。

3.8混合显色溶液：将盐酸羟胺溶液（3.5）1. 10二氮杂菲（3.6）和乙酸---乙酸钠缓冲溶液（3.7）以（1+1+2）的体积混均，一周内使用。

3.9铁标准贮存溶液：称两0.8640g硫酸铁铵（NH4Fe(SO4) 2.12H2O),加25%硫酸溶液10ml,移入500ml容量瓶中，稀释至刻度，摇匀。

此溶液1ml含200ug铁。

3.10铁标准溶液:移取25.00ml铁标准贮存溶液（3.9）于100ml容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。

溶液1ml含50ug铁。

4 仪器
722分光光度计
5 试样
试样:试样应全部通过0.149mm的标准筛，并用磁铁吸去铁粉。

6 分析步骤
6.1试剂
称取1g试样（5），精确至0.0001g
6.2测定次数
独立的进行两次测定，取其平均值
6.3空白试验
随同试料（6.1）做空白试验
6.4测定
6.4.1将试料（6.1）置于100ml铂皿中，加入0.5ml硫酸（3.3）、20ml-25ml氢氟酸（3.1）、分次滴加硝酸（3.2）直至试料大部分溶解，移铂皿于沙浴上，加热至试样完全溶解并蒸干，6.4.2将铂皿置于450℃正负25℃的高温炉中，冒尽硫酸烟，取出，冷却。

6.4.3于铂皿中加入5.0ml盐酸（3.4），沿皿壁加入20ml-30ml水，加热至残渣完全溶解，冷却，移入500ml容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。

6.4.4按表1移取试液(6.4.3)置于100ml容量瓶中。

表1
铁的质量分数/% 移取试样体积/%
0.10-0.2050.00
>0.20-0.65 20.00
6.4.5加入20ml混合显色溶液（3.8），用水稀释至刻度，混匀，放置15min.
6.4.6将部分溶液（6.4.5）移入1cm吸收皿中，以水为参比，与分光光度计波长510nm处测量其吸光度。

6.4.7减去空白试验溶液的吸光度，从工作曲线上查出相应的铁的质量。

6.5工作曲线的绘制
6.5.1移取0ml、1.00ml、2.00ml、4.00ml、6.00ml、8.00ml、铁标准曲线（3.10），分别置于一组100ml容量瓶中.
6.5.2按表1加入与移取试液体积相等的空白试验溶液（6.3），以下按6.4.5-6.4.6进行。

6.5.3减去空白试验溶液的吸光度，以铁的质量为横坐标，吸光度为纵坐标绘制工作曲线。

7分析结果的计算
按公式（1）计算铁的质量分数
m1ⅹV0ⅹ10-6
w(Fe)=——————————ⅹ100
m0ⅹv1
式中：
M1-自工作曲线上查的铁的质量，单位为微克(ug);
V0-试液总体积，单位为毫升（ml）;
M0-试料的质量，单位为克(g);
V1-分取体积
8精密度
8.1重复性
在重复性条件下获得的两个独立的测试结果的测定值，在以下给出的平均值范围内，这两个测试结果的绝对值不超过重复性限（r）的情况不超过5%。

重复性限（r）按表2数据采用线性内插法或外延法求得：
表2
铁的质量分数/% 重复性限（r）/%
0.1840.017
0.3340.023
0.5020.023
8.2允许差
实验室之间分析结果的差值应不大于表3所列允许差。

表3
铁的质量分数允许差
0.100-0.3000.030
<0.300-0.650 0.040
9质量保证与控制
应用国家标准样品或行业及标准样品，每六个月校核一次本分析方法标准的有效性。

当过程失控时，应找出原因。

纠正错误后，重新进行校核。

工业硅划学分析方法
第2部分:铝含量的测定
铬天青-S分光光度法
1 范围
本部分中规定了工业硅中铝含量的测定方法。

本部分适用于工业硅中含量的测定，测定范围（质量分数）0.02%----0.30%
2 方法提要
试料用氢氟酸、硝酸分解，硫酸冒烟驱除硅、氟等，残渣用盐酸溶解。

用抗坏血酸掩蔽铁的干扰,在pH5.5-6.1的六次甲基四胺介质中，铬天青-S生成紫色络合物，于分光光度计波长545nm测量其吸光度。

3 试剂
3.1氢氟酸（p
4.14g/ml）
3.2硝酸（1+1）
3.3硫酸（1+1）
3.4盐酸 (1+1)
3.5抗坏血酸溶液（10g/L）
3.6六次甲基四胺（300g/L）
3.7铬天青-S乙醇溶液（0.3g/L）；称取0.3g/L铬天青-S乙醇溶液置于烧杯中，加水和无水乙醇各25ml溶解后加475ml水，用无水乙醇稀释至1000ml,混匀。

3.8铝标准贮存溶液：称量1.759g硫酸铝钾【AlK(SO4)2.12H2O】,溶于水，加25%硫酸溶液10ml,移入1000ml容量瓶中，稀释至刻度，摇匀。

此溶液1ml含100ug铝。

3.9铝标准溶液：移取50.00ml铝标准贮存溶液（3.8）于1000ml容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。

此溶液1ml含5ug铝。

4 仪器
722分光光度计
5 试样
试样:试样应全部通过0.149mm的标准筛，并用磁铁吸去铁粉。

6 分析步骤
6.1试料
称取1g试样（5），精确至0.0001g
6.2测定次数
独立的进行两次测定，取其平均值
6.3空白试验
随同试料（6.1）做空白试验
6.4测定
6.4.1将试料（6.1）置于100ml铂皿中，加入0.5ml硫酸（3.3）、20ml-25ml氢氟酸（3.1）、分次滴加硝酸（3.2）直至试料大部分溶解，移铂皿于沙浴上，加热至试样完全溶解并蒸干，6.4.2将铂皿置于450℃正负25℃的高温炉中，冒尽硫酸烟，取出，冷却。

6.4.3于铂皿中加入5.0ml盐酸（3.4），沿皿壁加入20ml-30ml水，加热至残渣完全溶解，冷却，移入500ml容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。

此为试液A。

6.4.4移取50.00ml试液A于250ml容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。

此为试液B。

6.4.5按表1移取试液B（6.4.4）于100ml容量瓶中，用水稀释至约30ml.
表1
铝的质量分数/% 移取试液B的体积/%
0.10-0.2525.00
>0.25-0.30 10.00
6.4.6加入5ml抗坏血酸溶液（3.5）、10.00ml铬天青-S乙醇溶液（3.7）、5.0ml六次甲基四胺溶液（3.6）。

每加一种试剂均需混匀。

用水稀释至刻度，混匀。

放置20min.
6.4.7将部分溶液（6.4.6）移入1cm吸收皿中，以空白试验溶液（6.3）为参比，与分光光度计波长545nm处测量其吸光度。

6.4.8从工作曲线上查出相应的铝的质量。

6.5工作曲线的绘制
6.5.1按表1移取与试液B的体积相等的空白试验（6.3）分别与一组100mlr容量瓶中，加入0ml、1.00ml、2.00ml、3.00ml、4.00ml、5.00ml、铝标准曲线（3.9），用水稀释至30ml，以下按6.4.6-6.4.7进行。

6.5.2以铝的质量为横坐标，吸光度为纵坐标绘制工作曲线。

7分析结果的计算
按公式（1）计算铁的质量分数数量以%表示
M1ⅹV0ⅹV2ⅹ10-6
w(Al)=——————————ⅹ100
M0ⅹv1ⅹV3
式中：
M1-自工作曲线上查的铝的质量，单位为微克(ug);
V0-试液A总体积，单位为毫升（ml）;
V1-移取试液A的体积，单位为毫升（ml）
V2-试液B的体积，单位为毫升（ml）
V3-试液B的体积
M0-试料的质量，单位为克(g);
8精密度
8.1重复性
在重复性条件下获得的两个独立的测试结果的测定值，在以下给出的平均值范围内，这两个测试结果的绝对值不超过重复性限（r）的情况不超过5%。

重复性限（r）按表2数据采用线性内插法或外延法求得：
表2
铝的质量分数/% 重复性限（r）/%
0.024 0.002
0.078 0.004
0.300 0.017
8.2允许差
实验室之间分析结果的差值应不大于表3所列允许差。

表3
铝的质量分数允许差
0.20-0.10 0.004
>0.10-0.30 0.040
9质量保证与控制
应用国家标准样品或行业及标准样品，每六个月校核一次本分析方法标准的有效性。

当过程失控时，应找出原因。

纠正错误后，重新进行校核。

工业硅划学分析方法
第3部分:钙含量的测定
偶氮氯膦Ⅰ分光光度法
1 范围
本部分中规定了工业硅中钙含量的测定方法。

本部分适用于工业硅中钙含量的测定，测定范围（质量分数）0.020%----0.30%
2 方法提要
试料用氢氟酸、硝酸分解，硫酸冒烟驱除硅、氟等，残渣用盐酸溶解。

用三乙醇胺、1,10-二氮杂菲、乙酰丙酮掩蔽干扰元素,在pH10-10.5时，钙与偶氮氯膦Ⅰ形成有色配合物，以EGTA-Pb褪色后的溶液为参比，于分光光度计波长580nm测量其吸光度。

3 试剂
3.1氢氟酸（p
4.14g/ml）
3.2硝酸（1+1）
3.3硫酸（1+1）
3.4盐酸 (1+1)
3.5三乙醇胺（1+3）贮存于聚乙烯瓶中。

3.6.1,10-二氮杂菲乙醇溶液（4g/L）:称取
4.0g1,10-二氮杂菲（C12H8N4.H2O），置于100ml 容量瓶中，加乙醇溶液解后，用乙醇稀释至刻度，混匀。

3.7乙酰丙酮（1+40）
3.8缓冲溶液：称取21.00g硼砂（Na2B4O7.10H2O）,
4.00g氢氧化钠优级纯，用水溶解后稀释至1000ml，此溶液PH为10.5贮存于聚乙烯瓶中。

3.9偶氮氯膦Ⅰ（C16H18O14N2S2PCL）溶液（1.0g/L）.
3.10EGTA-Pb溶液（0.02mol/L）:称取1.9g乙二醇二乙醚二胺四乙酸（EGTA）,置于烧杯中，加约100ml水，加热，滴加氢氧化钠（1mol/L）助溶，并调至中性。

另取1.53g氯化铅，加约100ml水加热溶解后，趁热将两溶液混合，调至中性，冷却后用水稀释至250ml,混匀。

3.11钙标准贮存溶液：称取2.4970g预先于105℃烘干并置于干燥器中冷却至室温的基准碳酸钙于烧杯中，加约200ml水，然后滴加盐酸（1+1）至完全溶解并过量20ml,加热煮沸驱除二氧化碳，冷却，移入1000ml容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。

此溶液1ml含1mg钙。

3.12钙标准溶液：移取10.00ml钙标准贮存溶液(3.11)于1000ml容量瓶中，用水稀释至刻度，混均。

此溶液1ml含10ug钙。

4、仪器
分光光度计
5、试样：试样应全部通过0.149mm的标准筛，并用磁铁吸去铁粉
6、分析步骤
6.1 试料
称取1g试样（5），精确至0.0001g
6.2测定次数
独立进行两此测定，取其平均值
6.3 空白试验
随同试料（6.1）做空白试验
6.4 测定
6.41 将试料（6.1）置于100ml铂皿中，加入0.5ml1硫酸（3.3）、20ml—25ml氢氟酸（3.1）分次滴加硝酸（3.2）直至试料大部分溶解，移铂皿于沙浴上，加热至试料完全溶解，并蒸干。

6.4.2 铂皿置于450℃正负25℃的高温炉中，冒尽硫酸烟，取出冷却。

6.4.3 于铂皿中5.0ml盐酸（5.4）沿皿壁加入20ml—30ml水，加热至残渣完全溶解，冷却。

将试液移入500ml容量瓶中，用水稀释至全刻度，混均。

6.4.4 分取试液（6.4.3）10ml于50ml容量瓶中。

加入6.0ml三乙醇胺（3.5）、4.0ml 1. 10 二氮杂菲乙醇溶液（3.6）、3.0ml乙酰丙酮（3.7）、10.0ml缓冲溶液（3.8），5.0nl偶氮氯膦I溶液（3.9）每加一种试剂均需混均。

用水稀释至刻度，混均。

放置5min
6.4.5 将溶液（6.4.4）移入2cm吸收池中，在剩余的溶液中加入3滴—5滴EGTA-Pb溶液（3.10），摇均至褪色完全，以此褪色后的溶液作参比，在分光光度计波长580mm处测定其吸光度
6.4.6减去空白试验溶液（6.3）的吸光度，从工作曲线上查出相应的钙的质量
6.5 工作曲线的绘制
6.5.1 移取0ml、0.5ml、1.00ml、2.00ml、3.00ml、4.00ml、5.00ml、6.00ml钙标准溶液（3.12）分别置于50ml容量瓶中，加入与试液体积相等的空白试验溶液（6.3）以下按6.4.4-6.4.5进行。

6.5.2 以钙的质量为横坐标，以减去试剂空白吸光度后的吸光度为纵坐标绘制工作曲线
7 分析结果的计算
钙的质量分数w ，数值以%表示：
M1ⅹV0ⅹ10-6
w(Ca)=——————————ⅹ100
M0ⅹv1
式中：
M1------自工作曲线上查的钙质量，单位为微克（ug）
Vo------试液的总体积，单位为毫升（ml）
Mo------试料的质量，单位为克（g）
V1------分取试液的体积, 单位为毫升（ml）
8 精密度
8.1 重复性
在重复性条件下获得的两个独立的测试结果的测定值，在以下给出的平均值范围内，这两个测试结果的绝对值不超过重复性限（r）的情况不超过5%。

重复性限（r）按表4数据采用线性内插法或外延法求得：
表4
钙的质量分数/% 重复性限（r）/%
0.022 0.003
0.097 0.006
0.207 0.018
8.2允许差
实验室之间分析结果的差值应不大于表5所列允许差。

表5
钙的质量分数允许差
0.020-0.080 0.005
>0.080-0.150 0.010
>0.150-0.300 0.020
金属硅中硅的测定：
一．试剂
1．HNO3 2.HF 3.H2SO4(1+1)
二．分析步骤：
称取试样0.3g于聚乙烯四氟坩埚（15ml）中，加HNO3 5ml,滴加HF至不反应，并沿杯壁过量3-4管，加H2SO4(1+1)3-5滴，于电热板上低温加热至蒸干，取下冷却后，加3-4管HF、HNO3 2ml继续与电热板上加热至蒸干，反复两次后，用定量滤纸的一半将沉淀物擦试干净后，放入瓷坩埚中置于高温电阻炉中，由低温灰化并升温至850℃后继续灼烧约45-60min 后，取出，冷却，称其重量。

三．计算：
(G-G0)ⅹ0.7
w(Si)= 100- ——————————ⅹ100
M
G-瓷坩埚及灰分的质量
G0-瓷坩埚的质量
M-试样量。