含锆耐材成分检测的方法对比

含锆耐材成分检测的方法对比

马国才 ,刘斌

青岛特殊钢铁有限公司     266400

【摘要】锆质耐火材料具有耐高温、抗酸性渣好、腐蚀小、粘渣轻微、热膨胀系数小、热震安稳性好等特色，主要用作钢包(或中心包)滑动水口砖、长水口、塞棒、浸入式水口等，同相应的铝碳质料相比，产品具有更好的抗氧化性、热震安稳性和抗冲刷性及更高的强度，故运用寿命也较长。总的来说，含锆质料因其超卓的功能，现已在耐火资料范畴中得到广泛使用。因此耐火材料中的氧化锆成分的检测就显得尤为重要，目前多数钢企采用的是X射线荧光光谱化学分析(XRF) 熔铸玻璃片法，有一部分钢企仍然采用 GB/T 4984-2007 含锆耐火材料化学分析方法。就目前来看熔铸玻璃片法检测的结果更稳定、准确、快速。

【关键词】    耐火材料   化学法分析   X荧光玻璃熔铸法  氧化锆

1化学法[1-2]

准备混合溶剂：按质量比将1份硼酸与1.8份碳酸钠研细，混匀。配制盐酸（1+1）；氧化锆基准溶液（0.01mol/L）；EDTA标准溶液 （0.01mol/L）二甲酚橙指示剂（2%）。

    准称0.2000g试料。将试样置于盛有4g混合熔剂的铂坩埚中，混匀再要盖4g混合熔剂，1000℃熔融至透明［3］，取出，旋转坩埚，使熔融物均匀附着于坩埚内壁，冷却。接着冲洗坩埚外壁，将坩埚放入预先盛有稀盐酸的烧杯中，加热使熔块溶解，冷却。移入容量瓶中，定容，摇匀。移取此步试液40.00mL于300mL的烧杯中，加稀盐酸，稀释至150mL。加热煮沸，加3滴二甲酚橙指示剂，用EDTA标准滴定溶液滴定至溶液由素红色变为亮黄色。如果返色，加热看沸后再滴定，如此反复，一直滴定至稳定的亮黃色为终点。通过EDTA溶液的消耗的体积计算得到氧化锆含量。

2玻璃熔铸法

2.1 准备助熔剂（Li2B4O7:LiBO2=1:2）；脱模剂（溴化铵0.1g/mL）；ZSX PrimusII X荧光光谱仪 ；DY501电热熔融炉；铂金坩埚及配套的模具夹具。

2.2 制备标准样品玻璃熔片   选取这9个进口的锆质耐材标准样品，JRRM601-JRRM609。样品：助熔剂=0.5:7的比例，在1100℃下加热30min，熔融制片。

2.3 制作标准曲线    设置统一的电压电流（50kV、50mA），选取合适的元素谱线，选择默认的晶体、检测器等其它条件［4-5］，制作荧光标准曲线[6-7]。

2.4 分析样品   待测试样的玻璃制片与标准样品的玻璃纸片条件完全相同，制作表面光滑无划痕裂纹的玻璃熔片。直接测定试样熔片，获得试样的检测结果。

2.5 比对实验   在已测锆质耐火材料试样中挑选10个试样进行化学法分析和玻璃熔铸法；两种方法的检测。

2.6 选取JRRM601这一个标准样品分别用化学法分析和玻璃熔铸法两种方法各进行10次检测试验。其中ZrO2含量是92.01%

3结果与讨论

         玻  璃 熔 铸 法（%） 化学法（%）

编号   ZrO2    HfO2  ZrO2+HfO2  ZrO2（HfO2）

001  93.42  1.94 95.36       92.20

002  81.10 1.68 82.78       83.12

003   79.23 1.69 80.92       82.08

004   92.79 1.96 94.75       93.55

005  78.08 1.65 79.73       79.65

006  79.75 1.65 81.4        80.98

007  80.26 1.68 81.94       81.13

008  76.51 1.62 78.13       77.82

009   77.59 1.61 79.2        79.64

010   79.97 1.66 81.63       82.07

JRRM601 ZrO2（%）

1次   2次  3次  4次   5次   6次   7次   8次   9次  10次

熔铸法92.09 92.12 92.10 91.85  91.98  91.96  92.03 92.54 91.64  92.21

化学法93.54 92.68 93.35 94.01  94.39  92.29  93.97 94.14 93.97  93.22

就以上的两类分析结果对比来看，化学分析法存在方法误差，因为氧化锆和氧化铪的化学和物理性质极为相似很难将其中之一去除干净，从而使得某一元素的检测结果误差过大。尽管化学分析法采用了一些列的操作来降低彼此之间的干扰，但是没法完全规避其中之一的干扰。

  采用玻璃熔铸荧光光谱测定法，完全可避免锆元素和铪元素之间的干扰，可非常准确的测得这两种元素的百分含量。而且这一方法对检验人员个人的素养要求不高，可大大减少因人为原因带来的误差。玻璃熔铸-荧光光谱法更快速、更准确。

3 总结

化学法分析操作步骤繁琐需要的试剂多，药品分析步骤复杂，分析周期长，多对分析人员的素养能力水平要求太高，而玻璃熔铸-荧光光谱法相对来说就简单易操作，对检验人员的素养要求也低，因其操作简便，分析精度高，分析范围广等优点能满足大多数科研和生产的需要。

参考文献

［1］YB／T 4078-2003 氧化锆质耐火材料化学分析方法 ［S ］．

［2］GB/T 4984-2007含锆耐火材料化学分析方法：氧化锆（铪）的测定［S ］．

［3］阴怀亮  EDTA络合滴定法测定耐火材料中锆(铪)［J］.冶金分析，1987

［4］王本辉，郭红丽，胡坚 X 射线荧光光谱法测定氧化锆质耐火材料中主次成分［J］.冶金分析，2010，30（1）：39-42

［5］GB／T 2590．9-1981氧化铪中氧化锆量的测定（X 射线荧光光谱法）［S ］．

［6］王献科,李玉萍．大量锆存在下微量铪的测定［J］．耐火 材料（NAI HUO CAILIAO）,1996,30（4）：227-230．

［7］李小明,赵会芹,刘兰英,等．X 射线荧光光谱法测定稳定氧化锆中主、次量元素 ［J］．山东冶金（Shandong Metallurgy）,2005,27（3）：48-49