硅能增加钢的强度,弹性,耐热、耐酸性及电阻系数等,在冶炼中又是良好的脱氧剂。硅铁在冶金行业中应用比较多,冶炼中加入硅铁以弥补硅的烧损、提高成品的硅含量。冶炼中需要加入硅铁的量与硅铁中硅的含量有关。用GB 4333. 1 - 1984[ 1 ]检测硅铁中的硅含量准确度高,但操作繁琐、测定时间长。笔者选用硅钼酸盐光度法[ 2, 3 ]测定硅铁中硅的含量,具有操作简便、快速等优点,测量结果与标准值基本一致。1 实验部分1. 1 主要仪器与试剂 分光光度计: 721型,上海第三分析仪器厂; 硅铁标样1: 编号为BH0301 - 6,吉林钢合金厂; 硅铁标样2:编号为BSC28609 - 90,山东冶金研究所; 硅标准溶液: 200μg/mL。称取0. 100 0 g磨细的单晶硅或多晶硅于聚四氟乙烯烧杯中,加10 g氢氧化钠、50 mL水,轻轻摇动,放入沸水浴中,加热至全溶后取出,冷却到室温,移入500 mL容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀,贮存于聚四氟乙烯瓶中; 氢氟酸: 30%; 浓硝酸:分析纯; 尿素、硼酸、钼酸铵溶液:均为5%; 硫酸亚铁铵溶液: 5%。将2 g硫酸亚铁铵溶于100 mL硫酸溶液(1 + 50)中;混合酸:于50 mL水中加入5 mL浓硫酸,冷却后加入0. 8 mL浓硝酸,稀释至100 mL; 草酸溶液: 2%。将2 g草酸溶于100 mL 硫酸溶液(1 + 2)中; 铁溶液:称取0. 020 0 g纯铁(纯度为99. 5%以上)于聚四氟乙烯烧杯中,加浓硝酸3 mL、氢氟酸2mL,在水浴上加热溶解,稍冷,加尿素5 mL、硼酸50mL,放3 min后,定容于250 mL容量瓶中; 实验用水为去离子水。1. 2 标准工作曲线的绘制 移取0. 5、1. 0、2. 0、3. 0、4. 0、5. 0 mL硅标准溶液,分别置于150 mL三角瓶中,加入3 mL铁溶液、混合酸0. 5 mL、钼酸铵溶液10 mL,在沸水浴上加热30 s,冷却。加入草酸溶液30 mL,立即加硫酸亚铁铵溶液30 mL,定容至100 mL,以水为参比,于波长660 nm处测其吸光度。以吸光度A 为纵坐标,标准溶液的硅含量X (mg)为横坐标,绘制标准工作曲线。1. 3 样品分析 准确称取通过0. 088 mm 筛孔的试样0. 02 g(精确到0. 1 mg)于250 mL 聚四氟乙烯烧杯中,加入浓硝酸3 mL、氢氟酸2 mL,在水浴上加热,试样溶解后,稍冷,加尿素5 mL、硼酸50 mL,放置3 min后移入250 mL容量瓶中定容。 吸取5 mL上述溶液于150 mL三角瓶中,加混合酸0. 5 mL、钼酸铵溶液10 mL,在沸水浴上加热30 s,冷却。加草酸溶液30 mL,立即加硫酸亚铁铵溶液30 mL,定容至100 mL,以水为参比,于波长660 nm处测定其吸光度。1. 4 计算公式w =m1m ×r ×1 000×100%式中: w ———样品中硅的含量;m1 ———从标准工作曲线上查得的硅量,mg;m ———试样质量, g;r———试液分取比。2 结果与讨论2. 1 测量波长 量取5. 0 mL硅标准溶液,在360~800 nm内测定吸光度, 660 nm波长处干扰小,有较大的吸收,故选择660 nm为测定波长。硅的吸收曲线如图1所示。图1 硅的吸收曲线2. 2 标准工作曲线 硅标准溶液工作曲线在0. 1~1 mg范围内成线性关系,线性方程为A = 1. 531X + 0. 006,相关系数r= 0. 999 2,表观摩尔吸光系数为8. 6 ×103 L / (mol·cm) 。2. 3 显色体系的稳定性 用浓硝酸分解硅铁,加氢氟酸彻底分解硅的化合物,生成硅酸。加入硼酸与氟配位,消除氟的干扰;加入草酸遮蔽铁使溶液透明,并使磷、砷等元素与钼酸铵生成杂多酸, 消除其干扰。硅酸在c (H+ ) = 0. 1~0. 5mol /L时,与钼酸铵生成黄色的硅钼杂多酸,然后用硫酸亚铁铵还原硅钼黄生成硅钼蓝。硅铁样品中铬、镍、钴等有色离子的含量很小,对测定的干扰可以忽略。2. 4 标准样品测定 对1#、2#硅铁标样分别进行5次测定,测定结果列于表1。由表1可知,测定结果的相对标准偏差分别为0. 27%、0. 28% ,测定值与标准值相符,表明本方法的精密度和准确度较高。表1 硅铁标样测定值( n = 5)硅铁标样标准值/%本法测定值/% RSD /%高氯酸脱水重量法测定值/%1# 76. 42 ±0. 60 76. 564 0. 27 76. 322# 47. 62 ±0. 40 47. 476 0. 28 47. 563 结语 采用硅钼酸盐光度法测定硅铁中的硅含量,快速、准确,具有较高的精密度和准确度,与高氯酸脱水重量法测定结果基本一致。