粘土的示性分析

出处：按学科分类—工业技术 轻工业出版社《硅酸盐手册》第439页（2393字）

a)伯德尔法(Berdel法)⁽¹⁾

“伯德尔”示性分析法是采用化学方法分解粘土。进行分析时，将准确称量过的5克粘土试样(以试样重作为100%)与热的浓硫酸反应，使粘土分解为硫酸铝和块状或胶凝状的硅酸凝胶，其中的石英和长石保持不变。反应式如下：

Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O+3H₂SO₄→Al₂(SO₄)₃+2H₂SiO₃+3H₂O

用充分的水进行洗涤，将硫酸铝洗去。然后在残渣中加入氢氧化钠并加热煮沸，使硅酸凝胶变为可溶性的硅酸钠(水玻璃)，反应式如下：

H₂SiO₃+2NaOH→Na₂SiO₃+2H₂O

用水将硅酸钠溶解洗去后，试样中的粘土质物料已不存在，残渣中只剩下混在粘土中的石英和长石。将此残渣放在白金坩埚中灼烧后称重，称得的重量与试样重量之差，即为粘土质物料的重量。

区分石英与长石的方法是在白金坩埚中将残渣用氢氟酸和硫酸处理。使游离的SiO₂(石英)和长石中的SiO₂转变为气体的氟化硅(SiF₄)，长石转变为可溶性的硫酸盐，反应式为：

石英：SiO₂+4HF→SiF₄^2H↓（2O^/p>

生成物中的Al↓（2(SO₄)₃和K₂SO₄是可溶性的，在其中加入NH₄OH，生成Al(OH)₃而沉淀：

Al₂(SO₄)₃+6NH₄OH→3(NH₄)₂SO₄+2Al(OH)_3/p>

过滤后将不溶于水的氢氧化铝与可溶性的硫酸铵分离，再将氢氧化铝灼烧则成为：

2Al(OH)↓（3→Al₂O₃+3H₂O^/p>

称量后的Al↓（2O₃量，即为原来长石中的氧化铝量，可按长石的分子量换算为长石量：

Al₂O₃ K₂O·Al₂O₃·6SiO₂

分子量 102 556．5

计算的方法是：设Al₂O₃量为A，长石量为X，列出比例式进行计算：

102∶556．5=A∶X

将求得的Al₂O₃量乘以换算系数5．46，就是长石量。

从长石与石英的总量中减去长石的量，即为石英量，这样三个组份都已求出，便得出了粘土的示性矿物组成。

伯德尔法的缺点是准确程度不高。用热硫酸处理试样时，与粘土一样，有部分云母被分解。试样中若含有碳酸盐、铁的化合物，以及有机物质时，也会被分解而溶于水中。用热碱液处理硅酸凝胶时，极细的石英颗粒也会被侵蚀。所有这些付作用，都会增大粘土质的测定值。因此，若粘土中除三种主要成份外，还含有云母、碳酸盐、铁质和有机物时，全部分析结果的可靠程度就会降低，但作为予知粘土的示性矿物组成，以指导配方的拟定与调整，还是有其实际意义的。

伯德尔法的分析程序如下：

b)凯普勒(Keppeler)－戈特撒德(Gotthardt)法

“凯普勒--戈特撒德”示性分析法是采用加热法分解粘土。进行分析时，将试样干燥，置于电灯中加热至710℃±10℃，加10%的盐酸，置水浴上加热2小时，使高岭土分解。在滤液中加入氢氧化铵使生成的氢氧化铝沉淀，灼烧称重，得出Al₂O₃量，乘以换算系数2．53，即为粘土质物料量。不溶于盐酸的残渣，即是石英、长石、云母。将残渣移至瓷皿中蒸发，冷却后加浓硫酸

4．粘土的性质及坯体成形

高温加热，挥发后先用5%的盐酸洗涤，再以温水洗净，然后集中于硬质橡胶勺皿中，注入蒸馏水并斟加40%的氢氟酸，以硬质橡胶棒搅拌，使无定形的SiO₂溶解，用氢氧化钠中和多余的氢氟酸后，过滤出不溶残渣。以水、稀盐酸洗涤，再以水洗净，灼烧称重，得出长石与石英的总量。

如果从试样重量中减去长石、石英、有机物以及按Al₂O₃量计算出的粘土量，就能够求出云母量。最后以氢氟酸处理长石与石英的混合物，加盐酸使溶液中的Al₂O₃沉淀出来，按这个Al₂O3量计算出长石量(译注：Al₂O₃量乘以换算系数5．46即为长石量)。有机物的定量比较困难，作为简便方法，可将粘土在300～350℃加热，测定其减量，借以确定有机物含量。

在定量分析中也可采用X－射线定量法，但不论用哪种方法，都不可避免地存在一定程度的误差。

下表举出几个比较值。

*这些粘土的化学成分见3．38--译注。