способ определения содержания графита и карбида кремния в микрокремнеземе

Формула изобретения

Способ определения содержания графита и карбида кремния в микрокремнеземе, включающий обработку пробы микрокремнезема кислотой, затем щелочью, промывание дистиллированной водой, фильтрование, взвешивание, высушивание и охлаждение с последующим взвешиванием, прокаливанием и охлаждением, взвешиванием, отличающийся тем, что в качестве указанной кислоты используется плавиковая кислота с концентрацией 45-50%, в качестве указанной щелочи 0,1 н. NaOH, высушивание пробы осуществляется при температуре 105-110°С в сушильном шкафу до постоянной массы, взвешивание производится с помощью аналитических весов, прокаливание пробы производится в муфельной печи при температуре 1000±20°С в течение 30-40 мин, а соотношение между микрокремнеземом (г) и HF (мл) составляет 1:50.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при производстве материалов, изделий и конструкций с применением отхода производства кристаллического производства ферросилиция - микрокремнезема.

Известен способ определения в буроугольных золах содержания свободного СаО, закрытого стеклофазой [Патент России №2006030, БИ №1, 1994].

Недостатком известного способа являются невозможность установления состава другого отхода - микрокремнезема, а также невозможность определения содержания графита и карбида кремния.

Наиболее близким аналогом к описываемому изобретению является способ определения карбида кремния, заключающийся в окислении углерода в токе кислорода до двуокиси с последующим автоматическим кулонометрическим титрованием по величине рН и дальнейшим нахождением массовой доли карбида кремния по корреляционной зависимости от массовой доли связанного углерода [ГОСТ 10153-70].

Недостатками описываемого способа также являются относительная сложность, длительность и трудоемкость способа, а также невозможность при этом одновременного определения графита.

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является упрощение способа определения и одновременное определение содержания в микрокремнеземе карбида кремния и графита.

Технический результат - возможность оперативного определения в микрокремнеземе содержания графита и карбида кремния.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что способ определения содержания графита и карбида кремния включает обработку пробы микрокремнезема кислотой, затем щелочью, промывание дистиллированной водой, фильтрование, высушивание и охлаждение с последующим взвешиванием, прокаливание и охлаждение, взвешивание, в качестве указанной кислоты используется плавиковая кислота HF с концентрацией 45-50%, в качестве указанной щелочи 0,1 н. NaOH, высушивание пробы осуществляется при температуре 105-110°С в сушильном шкафу до постоянной массы, взвешивание производится с помощью аналитических весов, прокаливание пробы производится в муфельной печи при температуре 1000±20°С в течение 30-40 минут, а соотношение между микрокремнеземом (г) и плавиковой кислотой (мл) составляет 1:50.

Пример определения в микрокремнеземе содержания графита и карбида кремния.

1 г абсолютно сухого отхода ферросплавного производства Братского ферросплавного завода - микрокремнезема обрабатывается 50 мл 45%-ной HF в течение 5 минут, после чего - 0,11 н. NaOH. Обработанная HF и NaOH проба промывается дистиллированной водой и фильтруется. Полученный остаток высушивается до постоянной массы в сушильном шкафу при температуре 105-110°С, охлаждается и взвешивается на аналитических весах. После этого используемая проба подвергается прокаливанию в муфельной печи при температуре 1000±20°С в течение 30-40 минут, охлаждению и взвешиванию.

Содержание графита в микрокремнеземе определяется по потере массы пробы после прокаливания при температуре 1000±20°С, а содержание карбида кремния соответствует массе остатка после прокаливания.

Определение графита и карбида кремния проводят в трех параллельных определениях.

Предлагаемый способ основан на способности аморфных разновидностей SiO₂ хорошо растворяться в плавиковой кислоте. Поэтому после обработки микрокремнезема плавиковой кислотой, SiO₂ отхода растворяется и в исследуемой пробе остаются только графит и карбид кремния (учитывая химический состав микрокремнезема, представленный в таблице, содержанием других примесных оксидов можно пренебречь).

Определение содержания графита основано на его способности полностью сгорать при температуре до 1000°С. Следовательно, после прокаливания остатка исследуемой пробы, состоящего из графита и карбида кремния, остается только карбид кремния.

Как видно, предлагаемый способ намного проще известного, дает возможность определить в микрокремнеземе не только содержание карбида кремния, но и графита. Предлагаемый способ позволяет предприятиям, использующим микрокремнезем в производстве жидкого стекла, в составе вяжущих, растворов и бетонов и т.п., достаточно быстро и надежно устанавливать состав микрокремнезема, что, в конечном итоге, способствует эффективному использованию этого весьма многотоннажного отхода.

Химический состав микрокремнезема Братского завода ферросплавов
Содержание соединений, мас.%
SiO 2	Fe2О 3	СаО	MgO	Al2O3	R2O	Графит + карбид кремния
82-94	0,1-0,3	0,3-1,4	0,1-0,7	0,1-0,5	0,1-0,6	4-20