一種測定玻璃中鋯含量的方法
【技術領域】
[0001 ]本發(fā)明涉及玻璃加工領域，具體地，涉及一種測定玻璃中鋯含量的方法。
【背景技術】
[0002] 在玻璃工業(yè)中，耐火材料的質量對于提高玻璃產品的產量和質量、節(jié)約燃料、延長 熔窯使用壽命、降低玻璃生產成本具有重大的意義。隨著新型優(yōu)質耐火材料的出現(xiàn)，對玻璃 工業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展起著有力的推動作用。玻璃池窯用耐火材料已經由鋁-硅(Al 203-Si02)系統(tǒng) 向錯-錯-娃(Al2〇3-Zr〇2 -Si〇2)系統(tǒng)、尚·?(Α?2〇3)系統(tǒng)和儀質(MgO)制品等系統(tǒng)發(fā)展，從而大 大促進了池窯水平的提高。
[0003] 池窯溫度最高部位和受玻璃液侵蝕最嚴重的部位，通常使用電熔澆鑄鋯剛玉 (AZS)磚。
[0004] 鋯剛玉磚通常以含Zr02量的多少來標志不同的磚型號。磚中主要由α-剛玉、斜鋯 石的兩個晶相和玻璃相所組成。斜鋯石除與剛玉共晶外，其余為游離狀。磚中含Zr0 2越 多，游離狀的斜鋯石越多。這兩種晶相的抗侵蝕性都很好，而且兩種晶相緊密結合，結構均 勻致密，因而抗侵蝕性更強。
[0005] 鋯剛玉磚的蝕變過程，首先是熔融玻璃磚與磚中原來存在的玻璃相發(fā)生作用，逐 漸擴散溶解。之后，磚中的剛玉和單斜鋯石依次緩慢溶解。磚體表面附近的玻璃液粘度增 大，形成了抗侵蝕的保護層。同時交代反應會產生剛玉、霞石、骨架狀斜鋯石等。通常池壁 上部液面附近的磚，其變質層中的玻璃液已向磚體明顯滲透，但α-剛玉和斜鋯石共晶還被 殘存的玻璃相聯(lián)結著。在池壁下部的磚，其表面為剛玉、斜鋯石殘存體和渾濁的玻璃相， 由于磚中玻璃相和玻璃液反應而生產霞石質液相，溶解了一部分鋯英石，形成高粘度變質 層。在溫度降低時，溶解的Zr0 2會發(fā)生二次結晶。在池壁下部的高粘度層中則多為斜鋯石二 次結晶與霞石結晶共存。隨著使用時間的延長，這兩種晶相可能被玻璃液流帶走，然后進一 步向玻璃液中擴散。較難熔化的斜鋯石，則可能部分溶解而殘留在玻璃液中作為結石在成 品中出現(xiàn)。
[0006] 因此，玻璃中鋯含量的測定對于生產尤為重要，尤其可以客觀的反應出玻璃的品 位及池窯的侵蝕情況。
[0007]鋯在玻璃中的含量較低，其測定過程比較困難，目前使用比較普遍的有鈉堿熔融 ICP檢測法、熒光檢測法。但是這些方法都有各自弊端。其中，鈉堿熔融ICP檢測法的缺點：由 于采用了氫氧化鈉及碳酸鈉作為熔劑，玻璃試樣中Zr元素的含量本來就很低，樣品處理過 程中使用較為復雜的多種試劑，會帶來基體的嚴重干擾，導致ICP檢測結果可信度降低。熒 光檢測法的缺點：熒光檢測的范圍為百分含量>1%，對于痕量元素的檢測可靠性較低，且熒 光制樣過程復雜，樣品需要經過高溫熔融成適合熒光檢測的玻璃樣片，該過程繁瑣、時間也 較長、電力成本高。

【發(fā)明內容】

[0008] 本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術中的上述缺陷，提供一種測定玻璃中鋯含量的 方法。
[0009] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種測定玻璃中鋯含量的方法，該方法包括：
[0010] (1)將待測玻璃研磨成玻璃粉，在玻璃粉中依次加入水、高氯酸和氫氟酸后進行加 熱處理，得到玻璃溶解液；
[0011] (2)將玻璃溶解液用水定容，得到定容液，并測定定容液中的鋯含量；
[0012 ] (3)根據定容液的體積和測定的鋯含量確定待測玻璃中的鋯含量。
[0013] 本發(fā)明的方法，操作簡單、基體效應小、精密度高、回收率高、檢出限低，較傳統(tǒng)方 法效率較高、結果可信度高、成本低，且對客觀的反應出玻璃的品位及池窯的侵蝕情況有重 要的指導意義。
[0014] 根據本發(fā)明的一種優(yōu)選的實施方式，（1)用優(yōu)級純高氯酸和優(yōu)級純氫氟酸溶解玻 璃粉，能夠稱量較大量的樣品，一般可以達到l_3g，是鈉堿熔融ICP檢測法的樣品溶解量 (0.2g)的5-15倍，從而大大降低了測定結果的相對標準偏差；（2)用高氯酸和氫氟酸溶解玻 璃粉，氫氟酸揮發(fā)完二氧化硅，高氯酸能夠溶解剩余幾乎全部成分，測定結果真實可靠；（3) 定溶液用ICP-0ES標準曲線法測定分析，排除了基體干擾，待測樣僅需一個，節(jié)省了樣品處 理的時間，測定結果可信度較傳統(tǒng)方法高。
[0015] 本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。
【具體實施方式】
[0016] 以下對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體 實施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0017] 本發(fā)明提供了一種測定玻璃中鋯含量的方法，該方法包括：
[0018] (1)將待測玻璃研磨成玻璃粉，在玻璃粉中依次加入水、高氯酸和氫氟酸后進行加 熱處理，得到玻璃溶解液；
[0019 ] (2)將玻璃溶解液用水定容，得到定容液，并測定定容液中的鋯含量；
[0020] (3)根據定容液的體積和測定的鋯含量確定待測玻璃中的鋯含量。
[0021 ]本發(fā)明的方法中，為了更快更方便地溶解玻璃粉，優(yōu)選情況下，步驟(1)中，玻璃粉 的粒徑不大于l〇ym。
[0022] 本發(fā)明的方法中，為了減少測定過程中雜質的引入、減少測定誤差，優(yōu)選情況下， 步驟(1)中，研磨的實施方式為在瑪瑙研缽中進行研磨。
[0023] 本發(fā)明的方法中，對于高氯酸和氫氟酸的加入量沒有特別的限定，只要能夠將玻 璃粉完全溶解即可。為了進一步提高測定精確度、減少誤差，優(yōu)選情況下，測定時用的水為 去離子水，高氯酸為優(yōu)級純高氯酸，氫氟酸為優(yōu)級純氫氟酸。本領域技術人員應該理解的 是，優(yōu)級純高氯酸的濃度2 70wt%，優(yōu)級純氫氟酸的濃度2 40wt%。
[0024] 本發(fā)明的方法中，優(yōu)選情況下，步驟(1)中，以lg玻璃粉計，去離子水的加入量為1-2ml，優(yōu)級純高氯酸的加入量為4-10ml，優(yōu)級純氫氟酸的加入量為10-20ml。
[0025] 本發(fā)明的方法中，對于加熱處理的條件沒有特別的限定，只要能夠使玻璃粉溶解、 得到玻璃溶解液即可，優(yōu)選情況下，步驟（1)中，加熱處理的條件包括:溫度為300-400°C，時 間為15_30min。加熱處理可以在電熱板上進行。
[0026] 本發(fā)明的方法中，優(yōu)選情況下，步驟(2)中，在玻璃溶解液中加入酸性介質后用水 定容，得到定容液。進一步優(yōu)選地，酸性介質為硝酸溶液，更進一步優(yōu)選為2 69wt %的硝酸 溶液。對于硝酸溶液的加入量沒有特別的限定，只要使得定容液為酸性即可，優(yōu)選地，以 100ml定容液計，2 69wt%的硝酸溶液的加入量為10ml。
[0027] 本發(fā)明的方法中，優(yōu)選情況下，步驟(2)中，使用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀測 定定容液中的鋯含量。
[0028] 對于使用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀測定定容液中的鋯含量的方法沒有特別 的限定，可以為本領域常用的各種方法，例如可以為:首先選擇200-800nm的波長范圍對定 容液進行定性掃描，得到鋯元素的定性半定量檢測結果，然后根據定性半定量檢測結果設 計標準曲線對應的鋯元素的取值區(qū)間并配制標準溶液，再采用標準曲線法測定鋯含量。具 體的操作過程為本領域技術人員所公知，在此不再贅述。
[0029] 本發(fā)明的方法中，優(yōu)選情況下，步驟(3)中，通過式I計算待測玻璃中的鋯含量：
[0030] W=CXV/m 式 I
[0031]其中，W為待測玻璃中的鋯含量，
[0032] C為定容液的鋯含量，
[0033] V為定容液的體積，
[0034] m為進行加熱處理的玻璃粉的質量。
[0035] 實施例
[0036]以下將通過實施例對本發(fā)明進行詳細描述，但并不因此限制本發(fā)明。以下實施例 中，如無特別說明，各材料和試劑均可通過商購獲得，各方法均為本領域常規(guī)方法。
[0037]優(yōu)級純高氯酸購自國藥集團上海化學試劑有限公司，濃度為70wt%。
[0038]優(yōu)級純氫氟酸購自國藥集團上?；瘜W試劑有限公司，濃度為40wt%。
[0039]電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀購自JY公司，型號為2000-2。
[0040]精密電子天平購自梅特勒-托利多儀器公司，型號為Ms-s，絕對精度分度值為 0. lmg〇
[0041 ]建立標準曲線用的標準溶液(如鋯單元素標準儲備溶液)購自上海甄準生物科技