Описание
Обзор межгосударственного стандарта ГОСТ 21216.3-93: Методика определения содержания свободного диоксида кремния в глинистом сырье
В металлургии и литейном производстве на качество специальных материалов, таких как огнеупорные кирпичи и формовочные смеси, оказывают значительное влияние технологические параметры их производства. В частности, одним из ключевых показателей, определяющих эксплуатационные характеристики данных материалов, является содержание свободного диоксида кремния (кремнезема). Стандартизация данной процедуры осуществляется в соответствии с межгосударственным стандартом ГОСТ 21216.3-93.
Назначение и область применения стандарта
Настоящий стандарт регламентирует методологию проведения химического анализа глинистого сырья с целью определения массовой доли свободного диоксида кремния. Стандарт не предназначен для оперативного контроля качества на производственных линиях, а используется в аналитических лабораториях для принятия обоснованных технологических и коммерческих решений.
Область применения стандарта распространяется на все виды глинистого сырья, включая:
-
каолины;
-
огнеупорные глины;
-
тугоплавкие глины;
-
бентониты;
-
кислые и полукислые глины, предназначенные для использования в формовочных смесях.
Принцип действия метода
Методика анализа базируется на способности глинистых минералов растворяться в ортофосфорной кислоте при строго контролируемых температурных и временных параметрах. Свободный диоксид кремния, в свою очередь, не подвергается растворению и остается в твердом состоянии в виде нерастворимого остатка. Полученный осадок подвергается фильтрации, прокаливанию и последующему взвешиванию, что позволяет определить его массу.
Критические параметры методики
-
Температурный режим: Превышение температуры свыше 260 °C может привести к частичному разложению свободного диоксида кремния, что искажает результаты анализа. Недостаточный нагрев, напротив, не обеспечивает полного растворения глинистых минералов, что также ведет к недостоверным показателям.
-
Временной фактор: Продолжительность кислотной обработки зависит от типа глинистого сырья и варьируется в пределах 5-10 минут для различных видов глин. Отсчет времени начинается с момента полного растворения пробы, что определяется по прекращению выделения пузырьков газа.
-
Качество реактивов: Для проведения анализа используется ортофосфорная кислота с содержанием основного вещества не менее 85%, что обеспечивает необходимую точность результатов.
Процедура приемки глинистого сырья
При поступлении партии глинистого сырья на предприятие необходимо провести выборочный контроль качества в соответствии с требованиями ГОСТ 21216.3-93, особенно в случаях, когда сырье предназначено для использования в критически важных технологических процессах.
Алгоритм проведения контроля:
-
Отбор проб: Пробы отбираются из различных участков партии и подвергаются тщательному перемешиванию для обеспечения репрезентативности.
-
Подготовка проб: Отобранные пробы подвергаются сушке до воздушно-сухого состояния, измельчению и последующему просеиванию через сита с заданным размером ячеек. Для анализа используется фракция с размером частиц не более 0,063 мм.
-
Проведение анализа: Анализ проводится в соответствии с методикой, изложенной в стандарте, с обязательным повторением измерений для повышения точности результатов.
-
Обработка результатов: За окончательный результат принимается среднее арифметическое значение двух параллельных измерений, если разница между ними не превышает допустимой погрешности.
Различие между общим и свободным диоксидом кремния
Необходимо различать понятия общего и свободного диоксида кремния, которые определяются по различным методикам и имеют различное значение для оценки качества глинистого сырья.
-
Общий диоксид кремния: Определяется как суммарное содержание кремнезема в составе глинистого сырья, включая как свободный, так и связанный диоксид кремния. Методика определения общего диоксида кремния регламентируется ГОСТ 21216.2-93.
-
Свободный диоксид кремния: Представляет собой кристаллический кварц, который не реагирует с кислотами и остается в твердом состоянии. Данный показатель имеет важное значение для оценки огнеупорных свойств и абразивности глинистого сырья. Методика его определения изложена в ГОСТ 21216.3-93.
Рекомендации по контролю качества и выявлению дефектов
При приемке глинистого сырья рекомендуется учитывать следующие аспекты:
-
Наличие сертификатов: У поставщика должен быть протокол испытаний, подтверждающий соответствие глинистого сырья требованиям ГОСТ 21216.3-93.
-
Визуальная оценка: Наличие зернистости или песчаных включений в структуре глины может свидетельствовать о повышенном содержании свободного диоксида кремния.
-
Соответствие техническим условиям: Необходимо убедиться, что содержание свободного диоксида кремния соответствует установленным техническим требованиям. Для огнеупорных глин допустимое содержание свободного диоксида кремния обычно не превышает 0,5-1%, для литейных бентонитов данный показатель может достигать 2-3%.
Возможные проблемы и их последствия
-
Высокое содержание свободного диоксида кремния: Может привести к ускоренному износу оборудования и снижению качества конечного продукта.
-
Неоднородность состава: Значительные расхождения в результатах анализа проб, взятых из одной партии сырья, могут указывать на недостаточное качество перемешивания глины у поставщика.
-
Неправильная подготовка проб: Некорректная подготовка пробы, например, недостаточное измельчение, может привести к искажению результатов анализа.
Заключение
Межгосударственный стандарт ГОСТ 21216.3-93 является важным нормативным документом, регламентирующим методику определения содержания свободного диоксида кремния в глинистом сырье. Применение данной методики позволяет обеспечить высокое качество продукции и минимизировать риски, связанные с использованием некачественного сырья. Включение требований данного стандарта в перечень обязательных при приемке глинистого сырья свидетельствует о применении современных и надежных методов контроля качества на производстве.
