Basic HTML Version
Keramický zpravodaj 28 (5) (2012)
2. Metoda s induktivně vázanou plazmou a pomocí
atomové absorpční spektrometrie (AAS)
Chemický rozbor žárovzdorných výrobků hlinitokřemičitých
metodou AAS se v laboratoři TZÚS Plzeň provádí podle nor-
my
ČSN EN ISO 21587-3 [2].
Tato norma vychází z dříve
platné normy ČSN P ENV 955-4.
Pro rozklad vzorků se používá pracovní postup uvedený
v příloze NA této normy, kdy se vyžíhaný mletý vzorek
o hmotnosti 0,2 g, umístěný v platinovém kelímku, taví
po dobu 2 hodin v elektrické peci při teplotě 1200 °C se
2 g bezvodého tetraboritanu lithného. Po vyjmutí kelímku
z horké pece se tavenina z kelímku ihned vylije do kádinky
obsahující ve 300 ml vody 20 ml kyseliny chlorovodíkové
1:1, do kádinky se pak vloží i prázdný kelímek se zbytky
taveniny a obsah kádinky se nechá několik hodin (nejlépe
přes noc) za pokojové teploty míchat pomocí magnetického
míchadla. Po úplném rozpuštění taveniny se vzniklý čirý
roztok kvantitativně převede do odměrné baňky 500 ml,
přidá se předepsané množství roztoku chloridu lanthanitého
a roztok se v odměrné baňce doplní vodou po značku a dů-
kladně promíchá. Tím vznikne zásobní roztok pro provedení
analýz.
Pro vlastní stanovení se používá atomový absorpční spekt-
rometr vybavený lampami s dutou katodou, odpovídajícími
jednotlivým stanovovaným prvkům. Analýza se provádí po
atomizaci zásobního roztoku plamenem buď acetylen/oxid
dusný pro SiO
2
, Al
2
O
3
, TiO
2
, CaO aj. nebo acetylen/vzduch
pro Fe
2
O
3
, MgO, Na
2
O, K
2
O a další. Pracuje se při vlno-
vých délkách doporučených normou a výrobcem přístroje.
Stanovení se provádí vyhodnocením pomocí kalibrační křiv-
ky, která se určuje před každou sadou měření vždy znovu
pomocí standardních roztoků obsahujících stejné množství
lanthanu, tetraboritanu lithného a kyseliny chlorovodíkové
jako je v zásobním roztoku. Drift (změna s časem) přístro-
je se eliminuje pravidelnými analýzami roztoku o nulové
a známé koncentraci po každých dvou až šesti stanoveních
(podle náchylnosti analýzy konkrétního prvku k driftu).
U analýzy hlavních složek (Al
2
O
3
a SiO
2
) standardy navíc
obsahují i příslušnou druhou hlavní složku o koncentraci
přibližně odpovídající její koncentraci v zásobním roztoku.
Tím je zaručeno, že obsah pomocných látek a hlavních slo-
žek je ve zkoušeném roztoku a ve standardních roztocích
přibližně stejný a eliminuje se tak případný vliv vzájemných
interferencí.
Absorbance odpovídající jednotlivým prvkům se stanovuje
po ustálení signálu vždy 3× po sobě. Z průměrné hodnoty
těchto tří stanovení a z příslušné kalibrační křivky (uložené
v přístroji) se vypočte přímo koncentrace v mg/l, případně
po zadání dalších analytických údajů se přepočte na údaj
v procentech. Pro zvýšení přesnosti eliminací náhodných
chyb se každá sada měření rovněž 3× opakuje.
V TZÚS Plzeň se analýza provádí na přístroji firmy Perkin-
Elmer AAnalyst 700 s intenzivním rozprašovačem a tita-
novým hořákem o šířce 50 mm pro plamen acetylen/oxid
dusný nebo 100 mm pro plamen acetylen/vzduch.
3. Vzorky a jejich analýza
V současné době pro stavbu vysokoteplotních agregátů
stoupá použití tzv. žáromonolitů, tj. staviv, která se pře-
dem nevypalují, ale jejich výpal probíhá až při uvádění
zařízení do provozu. Ze žáromonolitů je nejvíce rozšířeno
použití žárobetonů, tj. materiálů, kde kamenivo (vypálený
nadrcený žárovzdorný materiál) je pojeno vhodným ce-
mentem, obvykle hlinitanovým. Z tohoto hlediska pak byl
pro chemickou analýzu vybrán žárobeton CaldeCast LB 70.
Dále byly provedeny analýza vzorku analytického normálu
dinasu a směsi Al
2
O
3
, SiO
2
a čistého hlinitanového cemen-
tu, které sloužily jako kalibrační a tedy měly definované
chemické složení.
Výchozí složení těchto vzorků a jejich stanovení pomocí
AAS a RFA postupem 1 a 2 je uvedeno v následujících ta-
bulkách 1, 2 a 3.
Složení v oxidech
Teor. složení (prospekt)
TZÚS (naměřeno)
VŠCHT (naměřeno)
SiO
2
0,8
0,45
0,216
Al
2
O
3
68,5
69,61
71,66
Fe
2
O
3
0,4
0,10
0,057
TiO
2
-
0,00
-
CaO
31,0
29,04
27,47
Tab. 1
Analytický normál-dinas v %
Složení v oxidech
Průměrné stanovení (z 12 nezávislých laboratoří)
VŠCHT (naměřeno)
SiO
2
95,29
96,50
Al
2
O
3
0,21
0,189
Fe
2
O
3
0,48
0,467
TiO
2
0,68
0,718
CaO
1,93
2,00
Vzájemný souhlas je dobrý.
Tabulky 2a, b, c - Vzorky namíchané na VŠCHT z čistých surovin
Tab. 2a
Hlinitanový cement Secar 71 (výrobce Kerneos SA) v %