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如何測定陶瓷原料中的鋰含量

更新時間:2023-09-05      點擊次數(shù):867
   鐵高的瓷土會含鋰是由云母和長石變質(zhì),其中的鈉、鉀、鈣、鐵等流失,加上水變化而成的,這種作用叫作“瓷土化"或“高嶺土化"。

  鋰瓷石具有白度好,鐵,鈦含量極低,鋰含量較高,化學成分合理等優(yōu)點。成分中Li2O,K2O,Na2O含量較高,使其具有很強的助熔能力,成分中少量的P2O5含量,又使其具有尚佳的乳濁效果,大量的絹云母礦物含量也使其自身具有較好的可塑性。是一種理想的陶瓷與玻璃原料。

  鋰瓷石已被廣泛應于玻璃行業(yè)的諸多領域,主要有以下優(yōu)點:

  一、可取代氧化鋁或氫氧化鋁和減少純堿用量

  由于該鋰瓷石含鐵極低,其它有害成分幾乎沒有,SiO2、Al2O3、Li2O、K2O、Na2O等有益成分含量合理,故能取代氧化鋁或氫氧化鋁和長石粉,減少純堿用量,降低配合料成本。

  二、可提高熔化率或降低熔化溫度和延長窯爐使用壽命以及節(jié)約熔化能耗

  由于該鋰瓷石向玻璃中不僅引入了K2O、Na2O,還引入了少量的Li2O和F離子,而Li離子屬于惰性氣體型離子,在高溫時于結(jié)構(gòu)中形成不對稱中心,并能極化氧離子,起到減輕和破壞硅氧鍵(O/Si)的作用,因此鋰瓷石引入的少量Li2O在高溫時能起到高溫助熔和加速玻璃熔化的作用。另外,堿金屬在玻璃中具有促進熔化的作用,而玻璃中同時存在兩種堿金屬氧化物所帶來的“混堿效應"較單一的氧化鈉具有更好的助熔作用。而鋰瓷石引入的氟又是一種能加速玻璃反應、降低玻璃粘度和表面張力、促進玻璃液澄清和均化、增加玻璃透熱性的玻璃加速劑。所以由鋰瓷石作為玻璃原料在玻璃配方中引入了0.1—0.2%左右的Li2O及0.1—0.2%左右的氟,兩者綜合效應可使玻璃熔化溫度降低25—50℃,使玻璃出料率增加10%以上。

  三、可提高產(chǎn)品的亮度及白度和改善產(chǎn)品的理化性能

  由于鋰瓷石在玻璃中引入了0.1—0.2%的Li2O,國內(nèi)外大量實驗和技術(shù)文獻證明:在玻璃中以少量Li2O取代Na2O、可以提高玻璃的抗水性,這是因為Li離子半徑小,電場強度大,因此有加強玻璃網(wǎng)絡的作用,同時可使玻璃膨脹系數(shù)降低、結(jié)晶傾向變小。另外“混堿效應"也使其玻璃的耐水性較單一堿金屬氧化物時要好。因此在玻璃中引用適量的鋰瓷石,

  對改善其產(chǎn)品的顏色、光澤、抗沖擊、耐水侵蝕等性能都是有益的。

  含鋰原料在陶瓷工業(yè)尤其是耐熱陶瓷中有著重要用途。鋰質(zhì)陶瓷能經(jīng)受急劇溫度變化而不被破壞的性能,使它能用作感應爐和其它窯爐的磚襯、噴氣機的溫度控制器元件、熱電偶保護管:渦輪機葉片、耐執(zhí)的廚房用具等等……因此,陶瓷原料鋰含量的測定尤為重要。

  陶土前處理方法及上機測試

  一、烘干流程

  此樣品為濕泥狀,用小勺取一定量的此樣品放入干凈的玻璃表面皿中,在108攝氏度的烘箱中干燥2小時,取出后置于干燥器中冷卻至室溫,然后用擠壓成粉,準備稱取樣品。

  二、前處理流程

  若有鉑坩堝,則依據(jù)GB/T 17413-2010進行前處理。

  若用聚四氟乙烯坩堝,則流程如下:

  在萬分之一天平上準確稱取0.1~0.2g樣品,放入50ml聚四氟乙烯坩堝中,,加入15ml氫氟酸和1ml濃硫酸,于控溫電爐上150攝氏度加熱1小時,然后在220攝氏度蒸至1ml左右(杯中有少量黑色顆粒物及部分不溶物),取下冷卻,加入1ml高氯酸后,在220攝氏度加熱至高氯酸煙(濃白煙)冒盡,取下稍冷,加入10ml左右純水低溫加熱溶解鹽類,冷卻后轉(zhuǎn)移定容至50ml(若有沉淀,則需過濾)。

  三、標準系列

  鋰的火焰法靈敏度比較高,線性范圍較窄,本次配制濃度范圍0~1.5ppm,介質(zhì)1%硫酸溶液。

  注:靈敏度除了與該元素本身性質(zhì)有關外,還與測定儀器有關。

  原子吸收火焰法影響靈敏度的主要因素為霧化器和燃燒頭角度

  若樣品和配制濃度過高,為了使曲線不彎曲,一般的做法是通過偏轉(zhuǎn)燃燒頭角度來降低靈敏度,不過此法不建議。

  四、上機測試

  采用原子吸收空氣-乙炔火焰法測定鋰含量,貧燃火焰,原子化器高度6mm,根據(jù)實際測試,需將前處理樣品稀釋10倍,測量曲線及樣品結(jié)果如下:
 

 

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