一、范围
本部分规定了工作场所粉尘中游离二氧化硅含量的测定方法。
本部分适用于工作场所粉尘中游离二氧化硅含量的测定。
二、测定方法(焦磷酸法)及步骤
1 原理
粉尘中的硅酸盐及金属氧化物能溶于加热到245℃~250℃的焦磷酸中,游离二氧化硅(指结晶型的二氧化硅,即石英。)几乎不溶,而实现分离。然后称量分离出的游离二氧化硅,计算其在粉尘中的百分含量。
2 仪器
2.1 采样器
2.2 恒温干燥箱
2.3 干燥器,内盛变色硅胶
2.5 锥形瓶,50ml
2.6 可调电炉
2.7 高温电炉
2.8 瓷坩埚或铂坩埚,25ml,带盖
2.9 坩埚钳或铂尖坩埚钳
2.10 量筒,25ml
2.11 烧杯,200ml ~400ml
2.12 玛瑙研钵
2.13 慢速定量滤纸
2.14 玻璃漏斗及其架子
2.15 温度计,0℃~360℃
3 试剂
实验用试剂为分析纯。
3.1 焦磷酸,将85%(W/W)的磷酸加热到沸腾,至250℃不冒泡为止,放冷,贮存于试剂瓶中。
3.2 氢氟酸,40%。
3.4 盐酸溶液,0.1mol/L。
4 样品的采集
现场采样按照GBZ 159执行。
本法需要的粉尘样品量一般应大于0.1g,可用直径75mm滤膜大流量采集空气中的粉尘,也可在采样点采集呼吸带高度的新鲜沉降尘,并记录采样方法和样品来源。
5 测定步骤
5.1 将采集的粉尘样品放在105℃±3℃的烘箱内干燥2h,稍冷,贮于干燥器备用。如果粉尘粒子较大,需用玛瑙研钵研磨至手捻有滑感为止。
5.2 准确称取0.1000g~0.2000g(G)粉尘样品于25ml锥形瓶中,加入15ml焦磷酸及数毫克XIAOSUANAN,搅拌,使样品全部湿润。将锥形瓶放在可调电炉上,迅速加热到245℃~250℃,同时用带有温度计的玻璃棒不断搅拌,保持15min。
5.3 若粉尘样品含有煤、其他碳素及有机物,应放在瓷坩埚或铂坩埚中,在800℃~900℃下灰化30min以上,使碳及有机物完全灰化。取出冷却后,将残渣用焦磷酸洗入锥形瓶中。若含有硫化矿物(如黄铁矿、黄铜矿、辉铜矿等),应加数毫克结XIAOSUANAN于锥形瓶中。再按照5.2加焦磷酸及数毫克XIAOSUANAN加热处理。
5.4取下锥形瓶,在室温下冷却至40℃~50℃,加50℃~80℃的蒸馏水至约40ml ~45ml,一边加蒸馏水一边搅拌均匀。将锥形瓶中内容物小心转移入烧杯,并用热蒸馏水冲洗温度计、玻璃棒和锥形瓶,洗液倒入烧杯中,加蒸馏水约至150ml~200ml。取慢速定量滤纸折叠成漏斗状,放于漏斗并用蒸馏水湿润。将烧杯放在电炉上煮沸内容物,稍静置,待混悬物略沉降,趁热过滤,滤液不超过滤纸的2/3处。过滤后,用0.1mol盐酸洗涤烧杯,并移入漏斗中,将滤纸上的沉渣冲洗3~5次,再用热蒸馏水洗至无酸性反应为止(用pH试纸试验)。如用铂坩埚时,要洗至无磷酸根反应后再洗3次。上述过程应在当天完成。
5.5 将有沉渣的滤纸折叠数次,放入已称至恒量(m1)的瓷坩埚中,在电炉上干燥、炭化;炭化时要加盖并留一小缝。然后放入高温电炉内,在800℃~900℃灰化30min;取出,室温下稍冷后,放入干燥器中冷却1h,在分析天平上称至恒量(m2),并记录。
5.6 计算
5.7 焦磷酸难溶物质的处理
若粉尘中含有焦磷酸难溶的物质时,如碳化硅、绿柱石、电气石、黄玉等,需用氢氟酸在铂坩埚中处理。方法如下:
将带有沉渣的滤纸放入铂坩埚内,如步骤5.5灼烧至恒量(m2),然后加入数滴9mol/L硫酸溶液,使沉渣全部湿润。在通风柜内加入5ml~10ml 40%氢氟酸,稍加热,使沉渣中游离二氧化硅溶解,继续加热至不冒白烟为止(要防止沸腾)。再于900℃下灼烧,称至恒量(m3)。
6 注意事项
6.1 焦磷酸溶解硅酸盐时温度不得超过250℃,否则容易形成胶状物。
6.2 酸与水混合时应缓慢并充分搅拌,避免形成胶状物。
6.3 样品中含有碳酸盐时,遇酸产生气泡,宜缓慢加热,以免样品溅失。
6.4 用氢氟酸处理时,必须在通风柜内操作,注意防止污染皮肤和吸入氢氟酸蒸气。
6.5 用铂坩埚处理样品时,过滤沉渣必须洗至无磷酸根反应,否则会损坏铂坩埚。
磷酸根检验方法如下:
原理:磷酸和钼酸铵在pH1时,用抗坏血酸还原成蓝色。
试剂:①乙酸盐缓冲液(pH1):0.025mol乙酸钠溶液与0.1mol乙酸溶液等体积混合,②1%抗坏血酸溶液(于4℃保存),③钼酸铵溶液:取2.5g钼酸铵,溶于100ml的0.025mol硫酸中(临用时配制)。
检验方法:分别将试剂②和③用①稀释成10倍,取滤过液1ml,加上述稀释试剂各5ml,混匀,放置20min,若有磷酸根离子,溶液呈蓝色。