多晶硅切割废砂浆中高纯硅的回收.docx

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1、多晶硅切割废砂浆中高纯硅回收的综合利用目 录摘 要.IABSTRACT.II1.绪论.11.1 国内切割废料的回收状况21.1.1 周寿增的处理工艺 .21.1.2 金柏林的处理工艺 .21.1.3 张捷平的处理工艺 .31.1.4 杨建峰的处理工艺 .31.1.5 奚西峰的处理工艺 .41.1.6 邢鹏飞的处理工艺 .41.1.7 工艺小结.51.2 国外在废料浆回收硅方面的工艺51.2.1 高温处理法 .51.2.2 过滤法 .61.2.3 电场分别法 .71.2.4 离心分别法 .92 试验局部.112.1 试验流程.112.2 废砂浆的成分. 112.2.1 砂浆中铁的测量. 122.

2、1.2 砂浆中硅的测量. 162.2 除铁 . 182.2.1 磁选法 . 192.2.2 酸洗法 . 192.3 降粘.202.4 固液分别. 202.4.1 抽滤法 . 202.4.2 离心法 . 212.5 洗涤 . 212.6 硅的提纯. 232.6.1 浮选法 . 232.6.2 静置法 . 232.6.3 溢流法 . 242.6.4 结果与争论 . 263 结论与展望 . 273.1 结论 . 273.2 展望 . 27致 谢.28参考文献.29 多晶硅切割废砂浆中回收硅粉综合利用多晶硅切割废砂浆中回收硅粉综合利用摘 要硅切割过程中所产生废砂浆有很大的回收价值，本试验主要通过物理方

3、法来对砂浆进展处理，试验的主要步骤： 除杂降粘固液分别固体洗涤硅与碳化硅的分别。在硅切割过程中混入的铁屑必需予以去除，可选的方法有酸洗和磁选两种方法。前者引入酸液，而磁选既能到达除铁的目的，故本试验选用磁选， 除铁率达 96.57%。废砂浆的黏度过大，影响后续的砂浆处理，这里经过探究， 通过加 50%水来进展降粘；PEG 和硅都有很高的回收价值，故而分别以分别回收， 这里承受离心的方法进展分别，到达了分别的目的.由于分别完的固体中还含有大量的聚乙二醇，所以实行分别洗涤法来去除聚乙二醇，到达了很高的去除率。在进展以上步骤以后，再进展硅与碳化硅的分别，通过静置法使硅的回收率达63.1%。关键词 废

4、砂浆/回收利用/硅IIThe comprehensive utilization of high purity silicon recovered from cutting slurry wasteABSTRACTThere is a lot of value to recycle the silicon which produced in the process of cutting silicon ,this experiment deals with it through the physical method .The main steps of plan are, removing

5、impurity ,reducing viscosity , solid-liquid separation , solid washing and the separation of silicon and silicon carbide in the process of the cutting silicon ,which brings a little of scrap iron that must be cleared, there are two ways ,pickling and magnetic separation ,to be chose to do it .We cho

6、ose magnetic separation to deal with it ,which could avoid secondary pollution .The rate ofremoving iron is to 96.57%. The viscosity of cutting slurry waste is too large to dispose，so we decide to add 50% water to lessen it .PEG and silicon are worth to recycle ,the methods of centrifugal separation

7、 is chose to achieve the goal .In order to obtain the pure silicon , we choose centrifugal washing to wash it . Finally , we take silicon carbide from the solid by stalling method ,which makes separation rate is as high as 63.1%.KEY WORDS slurry，silicon，recovery 多晶硅切割废砂浆中回收硅粉综合利用1. 绪论线切割废砂浆是在硅晶片材的加工

8、过程1-2中对高纯度的单晶硅和多晶硅棒 进展线切割过程中产生的一种废料，主要来自集成电路用基板、太阳能电池基板、电子芯片、周密半导体芯片的薄片状产品的多线切割过程中。线切割废砂浆主要成分包括SiC、PEG、Si和Fe等。其中SiC、PEG和Si都是重要的工业原料，均属于不行再生资源。生产SiC原料过程中要消耗巨大能源，国家现已对此工业工程进展限制。PEG的原料是石油中提炼出来的，再聚合而成，其分子构造稳定，不易分解，极易溶于水，化学耗氧量高，生物耗氧量低，在自然界中不易降解，如不经过特别处理，流入自然环境中会造成环境污染。制备太阳能电池3-4时, 一般将多晶硅锭或硅棒切割成硅片。目前多晶硅主要

9、是承受多线切割技术完成的, 如图1所示 。图1硅片切割图其工作原理是, 在以SiC 颗粒作为磨料、聚乙二醇( PEG) 作为分散剂、水作为溶剂组成的水性切割液中, 用金属丝带动SiC 颗粒磨料进展研磨切割( Si) 。由于切割丝的直径和Si片的厚度很接近, 按理论计算会有44% 的多晶硅被切磨为高纯Si粉进入到切割液, 而实际切割过程中会有高达50% 52%的多晶硅以Si 粉的形式进入到切割液中而损失。在切割过程中, 随着大量Si粉和少量金属屑渐渐进入了切割液, 最终导致切割液不能满足切割要求而成为废料浆。切割废料浆的COD( 化学需氧量) 值大大超过废水排放标准, 按环保要求是制止排放的。1

10、0依据中国工程院询问工程组专家广泛调研后估量5-9, 2023年世界太阳能发电约占世界总能源的0.1%, 需太阳能级多晶硅12万t, 2030年到达10%, 需太阳能级多晶硅1300 万t,2050 年到达20%, 需要多晶硅2600万t 。可以看出随着太阳能产业的跳动式进展 , 全球需要切割的多晶硅的总量也将消灭跳动式增长 , 切割过程中产生的废料浆也将逐年消灭显著的增长。假设能将废料浆中的高纯Si、PEG 和SiC 进展综合回收利用, 将削减环境污染, 提高资源的利用率。特别是如能有效回收切割废料中的高纯Si, 并提纯为太阳能级多晶硅, 对缓解我国太阳能多晶硅的紧缺、削减进口量是格外有意义

11、的, 并将产生巨大的经济效益和环境效益。1.1 国内切割废料的回收状况通过查阅文献，找到6篇关于多晶硅切割废料回收的相关专利申请,现将这6 篇专利文献进展概述。1.1.1 周寿增的处理工艺10在专利中所用的回收工艺是: 将切割料浆通过一次膜过滤进展固液分别, 得到合格的PEG液体; 然后对固体进展酸洗、碱洗、枯燥、分级等处理, 复原其初始颗粒尺寸的正态分布, 得到符合多晶硅切割要求的SiC粉。该专利的内容可用如图2所示的流程图概述。图2 周寿增的处理工艺1.1.2 金柏林的处理工艺11在专利中所用的回收工艺是: 先将废料浆酸洗后进展固液分别, 再将得到的液体进展蒸馏、冷凝和脱水,得到PEG,

12、然后将得到的固体清洗后用硝酸和氢氟酸处理,最终得到Si 和SiC。据专利中介绍, 该方法废料浆的总回收率可达26%46%, 其中PEG 20%30% , SiC 5% 15% ,Si 1%2% , 且回收得到的Si可以直接用于太阳能电池制备。该回收工艺可用如图3所示的流程图概述。图3 废料浆回收工艺流程图1.1.3 张捷平的处理工艺12在专利中所用的回收工艺是: 先将切割废料固液分别得到液体PEG, 用无机或有机试剂清洗固体, 再用湿法或干法分级使SiC 和杂质分别, 然后对SiC 用酸和碱进展除杂, 最终枯燥和筛分得到SiC 微粉。据专利中介绍, 该方法回收的SiC 微粉与的SiC 微粉已经

13、具有相近的物理化学性能。该回收工艺可用如图4 所示的流程图概述。图4 废料浆回收工艺流程图1.1.4 杨建峰的处理工艺13在专利中所用的回收工艺是: 先将废料浆去除悬浮剂和粘结剂, 再将得到的固体通过气体浮选得到Si 和SiC 的混合粉料, 然后用密度介于Si和SiC之间的液体进展浮选和重选, 分别Si和SiC, 最终通过磁选除铁得到SiC 和Si微粉。据专利介绍, 该方法回收的Si粉的纯度可大于98%,可进一步用作制备多晶硅的原材料, SiC可制备成浆料重用于Si棒的切割或其他用途。该专利回收工艺可用如图5所示的流程图概述。图5 废料浆回收工艺流程图1.1.5 奚西峰的处理工艺14在专利中所

14、用的回收工艺是: 将切割废料浆先添加降黏剂, 利用离心沉降进展固液分别, 再将得到的液体经过微孔过滤、膜过滤、真空蒸馏得到PEG, 对固体进展酸洗、碱洗得到SiC 颗粒, 然后进展分级、筛选得到符合要求的SiC微粉。该专利回收工艺可用图6所示的流程图概述。图6 废料浆回收工艺流程图1.1.6 邢鹏飞的处理工艺15首先对废料浆进展物理沉降得到SiC富集料和SiC富集料,将Si富集料进展酸洗除铁后,在15001600度下熔铸得到金属Si锭,使SiC 与Si锭分别,然后对Si 锭进展定向凝固得到太阳能级多晶硅。对SiC富集料进展酸洗除铁、酸洗碱洗除Si、枯燥得到SiC微粉。该专利回收工艺可用图7所示

15、的流程图概述。1.1.7 工艺小结图7 废料浆回收工艺流程图其中，周寿增的处理工艺主要技术方法是膜技术与化学处理，这样虽然会带来很好的处理效果，但处理费用太高，在实际的处理过程中难以推行，另外其中的化学过程会产生大量的废水。金柏林和张捷平的工艺硅的回收率太低，不过其中的湿法与干法分级可以参考。杨建峰所设计的工艺以物理方法为主，同时获得硅的纯度高达 98%。最终两个工艺在试验方法上极具参考性。实际上废料浆中的PEG和SiC 的回收相对来说比较简洁。PEG的回收方法一般是:先承受过滤或离心分别将料浆进展固液分别,然后将得到的液体进展脱水或蒸馏即可得到PEG。SiC的回收方法一般是: 将固液分别得到

16、的固体进展酸洗除铁、酸溶除Si或碱溶除Si后得到SiC微粉。只有金柏林、杨建峰、邢鹏飞的专利对高纯Si进展了回收, 但是金柏林的专利对Si的回收很少, 仅为料浆的1%2% 。实际上料浆中的Si回收价值远远大于PEG和SiC, 由于多晶硅的纯度在99.9999% 以上, 是通过高能耗高本钱得到的。我国对回收废料浆中高纯Si的争论还不够, 还未实现对高纯Si的工业规模回收。1.2 国外在废料浆回收硅方面的工艺1.2.1 高温处理法16T . Y. Wang 等对切割废料先用硝酸除铁, 离心分别除去大局部SiC, 然后再进展高温处理和定向凝固来回收高纯Si。其中需要将硝酸除杂、离心分别除SiC后的微

17、粉( 主要含有Si和SiC) 进展制团压片, 然后将其置于含石英涂层的氮化硅坩埚中, 在氩气保护1470度高温处理几小时。由于Si和SiC的熔点不同,Si先以小珠子的形式渗出, 由于Si珠与SiC 颗粒不相互粘附, 所以冷却后水洗就可以很好地分别Si和SiC。其他杂质在冷却阶段会聚拢在Si珠外表, 可以用去离子水洗掉。进一步承受定向凝固的方法提纯得到的Si珠。表1 显示了料浆在不同处理阶段GDMS( 辉光放电质谱法) 的测量结果。表1GDMS 测量料浆中杂质的平均值mg元素初始废料酸处理后高温处理后定向凝固后Fe3000Ni12Cu450Zn180Pb0.1Cr11Al37Co0.73TI16

18、Ca290Mg130B0.3P7.33709651.10.22301000.29134303601.54.3756.5350.20.0512350.0583.51.60.655.90.050.072.40.050.050.10.050.010.010.50.050.491.7从表1可以看出, 高温处理后的Si珠经过定向凝固的处理后, 各杂质的含量几乎都到达了太阳能级多晶硅的纯度要求, 但是除了硼和磷之外, 缘由是在定向凝固中, 磷和硼的分凝系数： “分凝系数 ”= (杂质在固相中的溶解度 )/(杂质在液相中的溶 解度)。很高, 分别为0. 35 和0. 8, 定向凝固对Si 中除磷和除硼的效果

19、甚微。T . Y. Wang 等称此方法可进展工业化规模的生产, 但有肯定的局限性。1.2.2 过滤法17在太阳能级多晶硅的铸锭过程中承受的是含氮化硅( Si3N4) 涂层的石英坩锅, 以防止Si 与石英坩锅的粘结, 所以在Si锭外表上有约110120mm 厚度的Si 已经被Fe、Al、SiC 和Si3N4污染了( 这里的C主要来源于铸锭过程中的石墨加热元件) , 这局部被污染的Si必需从Si 锭上切掉, 形成了价值低廉的Si废料。Li Feng Zhang 等争论承受泡沫陶瓷过滤器来除去Si 废料中的SiC 和S i3N 4 杂质以提纯Si, 泡沫陶瓷过滤器中填充的过滤介质分别为C 和Si

20、C。试验装置如图8所示图8 过滤试验使用的高真空炉其原理是Si由于在高温下熔化变为液体就会通过过滤器, 而难以熔化的Si C 和Si3N4 杂质就会驻留在过滤介质内或者过滤介质上, 与过滤介质孔径相近的Si C团和由Si C形成的链桥填充了过滤器的孔隙, 流淌形成了的过滤层并增加了过滤层的厚度, 这会进一步阻挡杂质通过泡沫过滤器, 所以也称为深床或厚床过滤器。与过滤孔尺寸接近的一局部杂质会被阻挡在过滤介质的外表上, 这些停留在外表上的杂质也会对随后进入过滤介质的杂质起到过滤作用; 比孔径尺寸小的杂质会进入到过滤器中, 贴附在过滤孔的内壁上, 提高了过滤效率。将Si 废料切方、碾碎后在高真空炉中

21、焙烧。将过滤前后的Si样和泡沫过滤器进展分析检测, 觉察过滤后的杂质主要是小于10mm 的SiC颗粒, 没有觉察S i3N4杂质, 过滤效果较好。但由于过滤器和坩埚中含有锆、铁、铝、氧、碳和氧化铝, 可能会造成污染, 因此假设将此方法用于工业实践, 则还需削减这些杂质造成的污染。1.2.3 电场分别法18Yung Fu Wu 和Yuan Ming Chen 基于Si 和SiC 颗粒有着不同的密度、不同的外表电荷和不同的粒径, 应用电场和重力场对料浆中的Si 和SiC 颗粒进展分别,设计的试验分别槽如图9 所示。图9 应用电场和重力的试验分别槽在缓冲溶液中, 用钛板作为施加电场的电极, 在槽底部

22、划分了10 个区域以搜集沉降的颗粒。带电粒子在分别槽中将受到水平电场力FE、垂直重力FG 、液体浮力FB、运动时液体的阻力FD 的合力作用, 如图10 所示。图10 颗粒在电场中的移动示意图由于料浆中的Si 和SiC 的密度、外表电荷和粒径都不同, Si和SiC所受的作用合力也就不同, 最终在分别槽中沉降的路径也就不同, 最终到达了槽底的不同区域。为了确定每个位置的分别率, 收集图11中1- 10 位置上沉淀的全部颗粒, 清洗枯燥后进展分析。图11 pH= 7时的测量结果显示了在pH= 7 的溶液中分别后不同位置的测量结果。由图11可见, 在位置10 的分别效果最明显。切割废料经酸洗除金属后位

23、置10物料的Si C 含量降低到了17. 7% ;而废料通过电磁除金属后在位置10 物料的SiC含量降低到7.15% , 说明废料经过电磁除去金属杂质后, 在电场中能更好地回收到Si, 由于电磁使Si 和SiC 颗粒的带电量不同。1.2.4 离心分别法18-19Yen Chih Lin 等利用离心机对切割废料浆中的SiC 和Si 进展分别, 他们先用丙酮除去废料浆中的PEG, 用硝酸除铁, 最终使用离心机分别SiC 和Si。离心分别之前需要在废料中参加密度介于Si 和SiC之间的介质液体, 这样在离心管的上部就会形成Si饼,如图12 所示。从试验中得到, 在固相体积浓度为6. 5%、介质液体密

24、度为2. 35g/ cm3 、搅拌时间为60min、离心时间为60min 的条件下, 可以获得纯度为90. 8% 的S i, 其回收率到达74. 1%。Yen Chih Lin 认为回收的Si 还达不到太阳能级Si 的纯度要求, 需要通过高温处理来最终获得太阳能级的Si。图 12 离心后离心管中硅与碳化硅的分布对太阳能多晶硅切割废料20-21进行综合回收, 不仅能提高资源的利用率,削减原料消耗, 还能解决废料的污染问题, 是一项具有良好前景的产业。太阳能级多晶硅切割废料浆中可回收的主要有价成分为PEG、SiC 粉和高纯Si 粉, PEG 和SiC 的回收相比照较简洁实现 。众所周知, 切割废料

25、浆中的高纯Si其实是最值得回收的, 其价值远远高于S iC 和PEG。由于太阳能级多晶硅是通过高能耗高本钱制得的, 我国大局部多晶硅依靠进口, 在2023年进口的价格曾高达4005 00 美金/ kg。在多晶硅的切割过程中, 约50% 的多晶硅以Si 粉的形式进入料浆而损失。如能从切割废料中有效回收高纯Si, 并用作制备太阳能多晶硅的原料,将会产生巨大的经济效益。因此, 从多晶硅切割料浆中回收高纯Si 是今后国内外的一个重要争论方向,具有巨大的商业潜能。但是由于切割废料中Si 和Si C 的粒度很少( 小于15um) , 两者的物理化学性质又很相近, 所以相分别废料中Si 和SiC 的难度是相

26、当大的。国内外在这方面都还处于争论阶段, 在国外发表的争论论文中主要是承受高温处理法、泡沫陶瓷过滤器过滤法、电场分别法和离心分别法对高纯Si 进展回收, 对废料中的高纯Si 的工业化回收目前还难以现实。尽管如此, 随着太阳能产业的迅猛进展, 以及国内外对高纯Si 回收的重要性的渐渐生疏和争论的不断深入, 信任实现切割料浆高纯Si 的工业化回收, 进而用于生产太阳能级多晶硅的日期已不再遥远。通过物理富集、酸洗除杂和高温熔炼和定向凝固对切割废料中的高纯Si 进展回收和提纯, 工艺简洁易行, 是最有可能实现产业化的回收工艺之一。2 试验局部2.1 试验流程本试验流程如下：废砂浆硅、铁的测定除铁降粘硅

27、的提纯洗涤固液分别图 13 试验流程图在进展试验之前，需要对废砂浆的成分进展测定，以打算以后的试验步骤及评测处理的效果。由于在试验过程中铁会被氧化，而本试验承受磁选除铁，为了提高铁的去除效率，所以将铁的去除放在第一步。另外，由于废砂浆中液体主要是 PEG，所以黏度很高，必需要进展降粘，以利于以后的固液分别，从处理效果和经济效益来看，以确定降粘剂。为了获得硅固体，要对废砂浆进展固液分别， 固液分别的方法有很多种，试验中设计了离心分别和抽滤分别两种方法，以分别效果来确定哪种分别方法效果更好。在分别完之后，固体中还有肯定量的 PEG， 所以要进展清洗。在清洗完之后，就可以对固体进展固液分别，以提纯硅

28、，为了分别出硅，试验中设计了三种方法，分别是静置法、溢流法和浮选法。2.2 废砂浆的成分由于切割丝的直径和Si片的厚度很接近, 按理论计算会有44% 的多晶硅被切磨为高纯Si 粉进入到切割液, 而实际切割过程中会有高达50% 52%的多晶硅以Si 粉的形式进入到切割液中而损失。在硅切割过程中, 随着大量Si粉和少量金属屑渐渐进入了切割液, 最终导致切割液不能满足切割要求而成为废料浆。这种废料浆的主要成分为: 30% 左右的高纯Si、35% 左右的SiC、28% 左右的PEG和水、5% 左右的铁氧化物。切割废料浆的COD( 化学需氧量) 值大大超过废水排放标准, 按环保要求是制止排放的。2.2.

29、1 砂浆中铁的测量1. 试验原理本次试验滤液中铁含量的测定承受邻菲罗啉光度法，亚铁离子 Fe2+与邻菲罗啉生成稳定的橙红色络合物，应用此反响可用比色法测定铁。橙红色络合物的吸光度与浓度的关系符合朗伯-比耳定律。2. 试验仪器与试剂仪器：分光光度计(3401000nm 波长)；容量瓶: 100, 250, 1000mL ； 移液管: 5,1OmL； 滴定管: 10mL；量筒: 10, 20mL；烧杯: 100, 250mL。药剂：（1） 铁标准溶液浓度 0.1mg/ml（2） 抗坏血酸溶液5gL：称取 0.5 的抗坏血酸溶于 100mL 水中，过滤后使用，用时现配；（3） 邻菲罗啉溶液10gL：

30、将 1.0g 邻菲罗啉溶于 100mL 乙酸1+1中，用时现配;（4） 乙酸铵溶液100gL：称取 10g 乙酸铵溶于 100mL 水中。 3.铁离子吸光度的测定：取 5.00ml 铁标准溶液于 50ml 容量瓶中，参加 5ml 抗坏血酸溶液，放置 5min 后参加5ml 邻菲罗啉溶液,参加5ml 乙酸铵溶液,(每加一种试剂均需摇匀)以蒸馏水定容,摇匀,放置 5min 后,以水为参比, 用 5cm 比色皿在 450-570nm 波长范围内进展扫描，测得的铁标准溶液的吸光度数据如下表所示：表 2不同波长下铁标准溶液的吸光度波长 nm吸光度波长 nm吸光度4500.5855100.7414600.

31、6285150.7234800.6965200.6774900.7035300.535000.7275400.3485050.745700.082由以下图看出铁标准溶液在 510nm 下吸光度最大，故在 510nm 下测定。B0.80.70.60.5度 0.4光吸0.30.20.10.0440460480500520540560580波长图 14波长与吸光度的关系4.测定抗坏血酸参加量分别量取 5.00mL 铁标准溶液于 50ml 容量瓶中，分别参加 1.00,3.00， 5.00，8.00,10.00mL 抗坏血酸溶液，放置 5min 后参加 5mL 邻菲罗啉溶液,参加5mL 乙酸铵溶液,(

32、每加一种试剂均需摇匀)以蒸馏水定容,摇匀,放置 5min 后,以水为参比, 用 5cm 比色皿在 510nm 波特进步行扫描，扫描结果如下表所示：表 3 铁标准溶液的吸光度抗坏血酸参加量mL135810吸光度0.7040.75607410.7790.779由上表可以看出，过量的抗坏血酸使三价铁离子复原更快，考虑到试样中铁标准溶液含量不同，故参加抗坏血酸的量应能使试样中全部的三价铁离子都被复原为宜，可以看出参加 8mL 和 10mL 时测定的吸光度一样，故在抗坏血酸参加量为 8ml 时，三价铁离子已经复原完全，本文选定参加 10mL 抗坏血酸溶液。5铁标准曲线的绘制分别吸取0.00,2.00,4

33、.00,5.00,7.00,9.00ml 铁标准溶液于 50mL 容量瓶中， 参加 10ml 抗坏血酸溶液，放置 5min 后参加 5ml 邻菲罗啉溶液,参加 5mL 乙酸铵溶液,(每加一种试剂均需摇匀)以蒸馏水定容,摇匀,放置 5min 后,以水为参比, 用 5cm 比色皿在 510nm 波特进步行扫描，试验结果如下表所示：表 4 在 510nm 处铁标准溶液的吸光度铁 标 准 溶0.002.004.005.007.009.00液量(ml)铁 离 子 含0.000.200.400.500.700.90量(mg)吸光度00080.3450.6940.7791.2081.542绘制标准曲线如下：

34、gm量含铁1.00.80.60.40.20.0-0.20.00.20.40.60.81.01.21.41.6吸光度图 15 铁离子与吸光度的关系曲线方程 y=0.00343+0.58554X6滤液中铁含量的测定试验方法：1用天平称取 2g 废砂浆烧杯中，参加肯定量的蒸馏水，滴加 2 滴硫酸1+1，加热几分钟至铁溶解完全，待冷却至室温以后，移入50mL 容量瓶中，加水定容。（2） 取 4 个 250ml 容量瓶，分别编号为 1、2、3、4 ，用移液管移取 5mL、10mL、20mL、40mlL 至对应的容量瓶中，参加 5ml 抗坏血酸， 放置 5min 后， 参加 5ml 邻菲罗啉溶液，参加 5

35、ml 乙酸铵溶液，摇匀，放置 5min，加蒸馏水定容。（3） 分光光度法：以水作为参比，在 510nm 处进展测定。记录数据如下：表 5废砂浆的吸光度溶液mL5102040吸光度0.0650.1390.2800.573质量 (mg)207.65424.2837.41694.85铁的含量为：铁砂浆=103.75mgg2.1.2 砂浆中硅的测量1. 方法原理：试样用氢氧化钠熔融，抽取于盐酸中。分子分散状态的硅酸在0.1 mol/L0.2 mol/L的酸度下，与钼酸铵生成硅钼黄，再用亚铁使硅钼黄复原成硅钼蓝，于分光光度计波长680 nm处测量其吸光度，借以测定二氧化硅量。2. 试剂：硫酸1+6、硫酸

36、1+594、氢氧化钠粒状钼酸铵溶液40gL：必要时过滤，沉淀过多需重配，贮存于聚乙烯瓶中。硫酸草酸硫酸亚铁铵混合液：称取60g硫酸亚铁铵Fe(NH4)2(SO4)26H2O于1L烧杯中，加300 ml水，缓缓参加333 ml硫酸(1+1)，搅拌使其溶解，冷却后移入2023 ml 容量瓶中。再称取60 g草酸(C2H4O42H2O)于另一烧杯中，加热水溶解，冷却后移入上述容量瓶中，稀释至刻度，混匀。该溶液中的亚铁在空气中易被氧化，一般状况下，使用不超过两星期。3. 二氧化硅标准溶液：1 ml 溶液含 0.1 mg 二氧化硅。称取 0.10000 g 基准试剂二氧化硅预先用玛瑙研钵研细，于 100

37、0 灼烧 2 h，置于枯燥器中，冷却至室温，置于四氟烧饼中，参加 2 g 无水氢氧化钠，搅匀，水浴煮沸加热至透亮约 10 min，取下冷却至室温。将溶液移入预先加有约 500 mL 水的 1000 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。马上移入聚乙烯瓶中保存。：4. 试验步骤：1取肯定量的砂浆固体，搅碎，然后通过 0.125 筛，放在烘箱中103107烘干 2h，冷却至室温。（2） 在进展分析时，取两份试样进展测定，取其平均值。分别称取 0.10000g 烘干试样。（3） 空白试验 ：伴同试料作空白试验，但不加试料校对试验。每次分析的同时，在一样条件下对与试料同一类型的标准物质进展一次分析。（4

38、） 将试料置于四氟烧杯中，参加 1.2 g 氢氧化钠，盖上外表皿，放入水浴中，煮沸参加 15 min，取出稍冷，用热水抽取于已加有10 mL 硫酸1+6的 100 ml容量瓶中，用 6 mL 硫酸1+594和热水洗净坩埚，冷却至室温，用水稀释至刻度，混匀。（5） 分取 5.00 mL 试液于已加有 40 ml 硫酸的 100 ml 容量瓶中。（6） 参加 10.0 mL 钼酸铵溶液，依据室温不同，放置 5 min20 min15 20 放置 15 min20 min，20 30 放置 10 min15 min，高于 30 放置5 min10 min，参加 20.0 mL 硫酸草酸硫酸亚铁铵混合

39、液，用水稀释至刻度，混匀。（7） 将试液和伴同试料所做的空白试样溶液移入 1cm 比色皿中，于分光光度计波长 680 nm 处，以水为参比，测量其吸光度。当试样溶液的吸光度大于0.8 时， 重削减分取体积进展分析。（8） 将所测得的吸光度减去伴同试料空白溶液的吸光度后，从校准曲线上查出相应的二氧化硅量。（9） 校准曲线的绘制：于一组 100 mL 容量瓶中，分别参加 010.00 mL 二氧化硅标准溶液，用水稀释至 40 mL，参加 1.5 mL 硫酸(1+6)， 以下按6(8)进展。将测得的吸光度减去空白溶液的吸光度后，以二氧化硅量为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制校准曲线。（10） 分析结果的表述二氧化硅量以百分比表示，按以下公式计算： SiO = m1 1002m0式中： m0分取试液相当于试料量，g； m1在校准曲线上查得二氧化硅的质量，g。金属硅含量以百分比表示，按以下公式计算： Si=0.4667 m1m 1000式中： m0分取试液相当于试料量，g；m1在校准曲线上查得二氧化硅的质量，g。表 6 二氧化硅标准溶液吸光度标准液mLSiO2含量mg总吸光度纯吸光度000.013010.10.1640.15120.20.320.30730.30.5020.48940.40.6480.63550.50.8150.802注：空白试样的吸光度 A=0.013标准曲线如下所示:0.5