CS272508B1 - Method of material decomposition on base of zirconium dioxide for chemical analysis - Google Patents

Abstract

K rozkladu se používají fluoridové sloučeniny, které mají relativně nízkou teplotu bodu tání v rozmezí 700 až 950 °C a zaj^šíují kvantitativní rozklad vzorku tavením bez ohledu na historii tepelného zpracování nebo krystalografickou strukturu vzorků. Analyzovaný vzorek se taví při teplotě 850,až 950 °C po dobu 30 minut se solí fluoridu, tetrafluoroboritanu nebo metafluorboritanu alkalického kovu, například fluoridu sodného nebo draselného, tetrafluoroboritanu sodného nebo draselného nebo metafluorboritanu sodného, draselného nebo lithného..Fluoride is used for decomposition compounds that are relatively low melting point between 700 and 950 ° C and provide quantitative decomposition of the sample melting regardless of heat history processing or crystallographic structure samples. The sample to be analyzed is melted at 850 to 950 ° C for 30 minutes salts of fluoride, tetrafluoroborate or an alkali metal metafluoroborate, for example sodium or potassium fluoride, sodium or potassium tetrafluoroborate or sodium, potassium metafluoroborate or lithium.

Description

Vynález se týká způsobu kvantitativního rozkladu materiálu na bázi oxidu zirkoničitého pro chemickou roztokovou analýzu, spočívající v tavení. analyzovaného vzorku v nadbytku látky obsahující fluor s následným rozpuštěním taveniny ve zředěném roztoku anorganické kyseliny.The invention relates to a process for the quantitative decomposition of a zirconia-based material for chemical solution analysis, consisting in melting. of the analyzed sample in excess of the fluorine-containing substance followed by dissolution of the melt in a dilute solution of inorganic acid.

V literatuře je pro rozklad oxidu zirkoničitého navržena řada postupů jako je rozpouštění zirkoniumoxidu ve směsi kyseliny fluorovodíkové s kyselinou sírovou v autoklavu za zvýšeného tlaku, tavení s uhličitanem sodným, tavení se směsí uhličitanu sodného a tetraboritanu sodného, redukce oxidu zirkoničitého uhlíkem za zvýšené teploty a s následnou chlorací a řada dalších postupů viz Doležal J. a kol.: Rozklady základních anorganických surovin SNIL, Praha 1966, Bock R.: Decomposition Methods in analytical Chemistry, Int. Textbook Co. Glasgow 1979.A number of methods have been proposed in the literature for the decomposition of zirconia, such as dissolving zirconium oxide in a mixture of hydrofluoric acid and sulfuric acid in an autoclave at elevated pressure, melting with sodium carbonate, melting with a mixture of sodium carbonate and sodium tetraborate, reducing zirconia with carbon at elevated temperatures and chlorination and many other procedures see Doležal J. et al .: Decomposition of basic inorganic raw materials SNIL, Prague 1966, Bock R .: Decomposition Methods in analytical Chemistry, Int. Textbook Co. Glasgow 1979.

Nevýhodou uvedených způsobů je omezené použití rozkladů pro vzorky nízkoteplotně zpracovaného materiálu,na materiály velmi jemně rozetřené, někdy je i problematické dodržení podmínek kvantitativního rozkladu, využití velmi vysokých teplot pohybujících se nad 1 200 °C nebo časová náročnost rozkladu. Rozklad vzorků s tavidly vyžadujícími teploty 800 až 1 000 °C nevede ke kvantitativnímu rozkladu s výjimkou směsi uhličitan sodný-borax, kdy tavení vyžaduje teplotu blízkou 1 000 °C a proces kvantitativního rozkladu trvá 1 až 2 h bez ohledu na předchozí historii vzorku. Tento postup umožňuje stanovení křemíku i zirkonia.The disadvantage of these methods is the limited use of decompositions for samples of low-temperature processed material, for materials very finely ground, sometimes it is problematic to observe the conditions of quantitative decomposition, the use of very high temperatures above 1200 ° C or time decomposition. Decomposition of samples with fluxes requiring temperatures of 800 to 1000 ° C does not lead to quantitative decomposition, except for sodium carbonate-borax, where melting requires a temperature close to 1000 ° C and the quantitative decomposition process takes 1 to 2 hours regardless of previous sample history. This procedure allows the determination of silicon and zirconium.

Případ, kdy není požadováno stanovení zirkonia nebo křemíku, ale požaduje se stanovení obsahu specifické příměsi nebo nečistoty operativně a s dostatečnou přesností, řeší způsob podle vynálezu využívající k rozkladu fluoridové sloučeniny, které mají relativně nízkou teplotu bodu tání v rozmezí 700 až 950 °C a zajištují kvantitativní rozklad vzorku tavením bez ohledu na historii tepelného zpracování nebo krystalografickou strukturu vzorků. Podstata vynálezu spočívá v tom, že se analyzovaný vzorek taví při teplotě 850 až 950 °C po dobu 30 minut se solí fluoridu, tetrafluoroboritanu nebo metalfluorboritanu alkalického kovu, například fluoridu sodného nebo draselného, tetraluoroboritanu sodného nebo draselného nebo metafluorboritanu sodného, draselného nebo lithného.The case where the determination of zirconium or silicon is not required, but the determination of the specific impurity or impurity content is required operatively and with sufficient accuracy, is solved by the process of the invention using fluoride compounds which have a relatively low melting point in the range of 700 to 950 ° C and provide quantitative decomposition of the sample by melting regardless of the history of heat treatment or crystallographic structure of the samples. The invention is based on the fact that the sample to be analyzed is melted at 850 DEG to 950 DEG C. for 30 minutes with an alkali metal fluoride, tetrafluoroborate or metal fluoroborate salt, for example sodium or potassium fluoride, sodium or potassium tetrafluoroborate or sodium, potassium or lithium metafluoroborate.

Výhodou postupu podle předmětu vynálezu vedle relativně krátké doby a spolehlivosti kvantitativního rozkladu je možnost kvantitativního oddělení fluoridů z taveniny v původním kelímku, například po přídavku disíranu nebo hydrogensíranu draselného nebo sodného, popřípadě za přídavku koncentrované kyseliny sírové. To dále umožňuje snadné kvantitativní rozpuštění taveniny zředěným roztokem anorganické kyseliny a v dalším potom aplikaci běžných metod roztokové chemické analýzy. Za nevýhodu navrženého postupu je možno považovat skutečnost, že rozklad nelze použít pro kvantitativní stanovení zirkonia a křemíku, kdy prvý částečně z 50 až 60 %, druhý kvantitativně odtéká ve formě svých fluoridů.The advantage of the process according to the invention, in addition to the relatively short time and reliability of quantitative decomposition, is the possibility of quantitative separation of fluorides from the melt in the original crucible, for example after addition of potassium or sodium disulphate or bisulphate, or with concentrated sulfuric acid. This further allows for easy quantitative dissolution of the melt with dilute inorganic acid solution and further application of conventional solution chemical analysis methods. A disadvantage of the proposed procedure is the fact that the decomposition cannot be used for the quantitative determination of zirconium and silicon, where the first partly flows out of 50 to 60%, the second drains quantitatively in the form of its fluorides.

Uvedeným postupem byly převedeny do roztoku materiály oxidu zirkoničitého, a to syntetický oxid zirkoničitý jako komerční chemikálie, zirkonoxidová komerční keramika, přírodní minerál téměř čistý oxid zirkoničitý - baddeleyit a materiály pro nástřik a po nástřiku plasmovým hořákem a byly dále analyzovány na obsah požadovaných příměsí nebo nečistot klasickými postupy chemické roztokové analýzy nebo s využitím, instrumentálních metod chemické analýzy.Zirconia materials, namely synthetic zirconia as a commercial chemical, zirconia commercial ceramics, natural mineral almost pure zirconia - baddeleyite and materials for spraying and after plasma torch spraying, were transferred to the solution and further analyzed for the content of required impurities or impurities. by classical methods of chemical solution analysis or with the use of instrumental methods of chemical analysis.

Způsob podle vynálezu blíže objasňují dále uvedené příklady, přičemž vynález ni.kterak neomezují.The following examples further illustrate the process of the invention and do not limit the invention in any way.

CS 272508 BlCS 272508 Bl

Příklad 1Example 1

Navážka 100 mg vzorku se smísí v platinovém kelímku s 1 g fluoridu draselného nebo sodného, kelímek se zakryje víčkem a zahřívá na teplotu 900 °C po dobu 30 minut. Po vychladnutí se přidají 2 g disíranu draselného a obsah kelímku se zahřeje do roztavení taveniny. Po ochlazení taveniny se přidají 3 ml koncentrované kyseliny sírové a tavenina v kelímku se zahřívá,až počnou unikat dýmy oxidu sírového. Po ochlazení se obsah kelímku rozpustí v kádince v 50 ml vody, obsah kádinky se povaří, kelímek s víčkem vyjme a obsah kádinky se použije pro stanovení požadovaných příměsí klasickými chemickými postupy nebo postupy s využitím instrumentálních metod.A 100 mg portion of the sample is mixed in a platinum crucible with 1 g of potassium or sodium fluoride, covered with a lid and heated to 900 ° C for 30 minutes. After cooling, 2 g of potassium disulphate are added and the contents of the crucible are heated until the melt melts. After the melt has cooled, 3 ml of concentrated sulfuric acid are added and the melt in the crucible is heated until the sulfur dioxide fumes begin to escape. After cooling, dissolve the contents of the crucible in 50 ml of water, boil the contents of the beaker, remove the crucible with its lid and use the contents of the beaker to determine the required impurities by standard chemical or instrumental methods.

Příklad 2Example 2

Navážka cca 100 mg vzorku se v platinovém kelímku smísí s 1 g fluoridu sodného a 1,5 g kyseliny borité. Kelímek se zakryje víčkem a obsah kelímku zahřívá na 850 °C po dobu 20 minut. Po ochlazení se obsah kelímku vylouží v kádince z plastické hmoty 75 ml 1 M kyseliny sírové nebo kyseliny chlorovodíkové a roztok se použije pro stanovení nečistot metodou atomové absorpční spektrometrie. _A portion of about 100 mg of sample is mixed in a platinum crucible with 1 g of sodium fluoride and 1.5 g of boric acid. Cover the crucible with a lid and heat the contents of the crucible at 850 ° C for 20 minutes. After cooling, the contents of the crucible are leached in a plastic beaker of 75 ml of 1 M sulfuric acid or hydrochloric acid and the solution is used for the determination of impurities by atomic absorption spectrometry. _

Příklad 3Example 3

Navážka 100 mg vzorku se vytaví v platinovém kelímku s 1,5 g tetrafluorboritanu draselného při 950 °C po dobu 30 minut. Po vychladnutí se přidá 1 g hydrogensíranu draselného a vzorek se krátce přetaví až v kelímku tavenina přejde do tekutého stavu. Po ochlazení se kelímek s tavenlnou vloží do skleněné 400 ml kádinky obsahující 4 ml koncentrované kyseliny sírové v 50 ml vody a dále se postupuje jako v příkladu 1.Weigh a 100 mg sample in a platinum crucible with 1.5 g of potassium tetrafluoroborate at 950 ° C for 30 minutes. After cooling, 1 g of potassium bisulfate is added and the sample is briefly remelted until the melt becomes liquid in the crucible. After cooling, the crucible with the melt is placed in a 400 ml glass beaker containing 4 ml of concentrated sulfuric acid in 50 ml of water and the procedure is as in Example 1.

Příklad 4Example 4

150 mg vzorku se smísí v platinovém kelímku s 1,5 g pevné kyseliny borité a 0,63 g fluoridu lithného a vytaví při 900 °C po dobu 20 minut. Po vychladnutí se k tavenině v kelímku přidají 3 ml koncentrované kyseliny sírové, dále se postupuje jako v příkladu 1.150 mg of the sample are mixed in a platinum crucible with 1.5 g of solid boric acid and 0.63 g of lithium fluoride and melted at 900 ° C for 20 minutes. After cooling, 3 ml of concentrated sulfuric acid are added to the melt in a crucible, and the procedure is as in Example 1.

Claims (1)

Způsob rozkladu materiálů na bázi oxidu zirkoničitého pro chemickou analýzu tavením analyzovaného vzorku s přebytkem tavidla a rozpuštěním taveniny po ochlazení ve zředěném roztoku anorganické kyseliny, vyznačující se tím, že se analyzovaný vzorek taví při teplotě 850 až 950 °C po dobu 30 minut se solí fluoridu, tetrafluoroboritanu nebo metafluorboritanu alkalického kovu, například fluoridu sodného nebo draselného, tetrafluoroboritanu sodného nebo draselného nebo metafluorboritanu sodného, draselného nebo lithného.Process for the decomposition of zirconia-based materials for chemical analysis by melting the analyte with excess flux and dissolving the melt after cooling in a dilute inorganic acid solution, characterized in that the analyte is melted at 850 to 950 ° C for 30 minutes with fluoride salt , an alkali metal tetrafluoroborate or metafluoroborate, for example sodium or potassium fluoride, sodium or potassium tetrafluoroborate or sodium, potassium or lithium metafluoroborate.