一、硅酸盐分析相关知识
硅酸盐分布广、种类多,约占矿物总类的1/4,构成地壳总质量的80%。硅酸盐是硅酸中的氢被铁、铝、钙、镁、钾、钠及其他金属离子取代而生成的盐。SiO2是硅酸的酸酐,可构成多种硅酸,以xSiO2·yH2O表示,组成随形成条件而变,因为x、y的比例不同,形成多种硅酸。如偏硅酸H2SiO3(SiO2·H2O)(常以H2SiO3代表硅酸)、二硅酸H6Si2O7(2SiO2·3H2O)、三硅酸H4Si3O8(3SiO2·2H2O)、二偏硅酸H2Si2O5(2SiO2·H2O)和正硅酸H4SiO4(SiO2·2H2O)。
硅酸盐组成非常复杂,常看作硅酐和金属氧化物相结合的化合物,如:
钾长石 K2O·Al2O3·6SiO2或K2Al2Si6O16
高岭土 Al2O3·2SiO2·2H2O或Al2H4Si2O9
白云母 K2O·Al2O3·6SiO2·2H2O或K2H4Al2(SiO3)6
石棉 CaO·3MgO·4SiO2或CaMg3(SiO3)4
沸石 Na2O·Al2O3·2SiO2·nH2O或Na2A12(SiO4)2·nH2O
滑石 3MgO·4SiO2·H2O或Mg3H2(SiO3)4
高岭土是黏土的基本成分,纯高岭土为制造瓷器的原料。钾长石、云母和石英是构成花岗岩的主要成分。花岗岩和黏土都是主要的建筑材料。石棉耐酸、耐热,可用来包扎蒸气管道和过滤酸液,也可制成耐火布。云母透明、耐热,可作炉窗和绝缘材料。沸石可作硬水的软化剂,也是天然的分子筛。
只有碱金属硅酸盐可溶于水,其余硅酸盐都难溶于水。贵金属硅酸盐一般具有特征的颜色,硅酸盐溶液呈碱性。在硅酸钠溶液中加入NH4Cl,与水作用而显酸性,与水作用显碱性,相互促进,使其与水作用更完全,H2SiO3沉淀和氨气放出,可鉴定可溶性硅酸盐。
在硅酸盐工业中,一般根据工业原料和工业产品的组成、生产过程控制等要求来确定分析项目,大体有水分、烧失量、不溶物、SiO2、Al2O3、Fe2O3、TiO2、MgO、CaO、Na2O、K2O等含量的测定,有时还要测定MnO、F、Cl、SO3、硫化物、P2O5等的含量。