工业级锆英砂纯度试验

一、核心检测项目与标准

检测类别 关键指标 适用标准 工业级阈值

化学成分 ZrO₂含量 GB/T 18114.1-201034 ≥65% （常规工业级）

TiO₂+Fe₂O₃杂质总量 ISO 210684 ≤0.5% （高端耐火要求）

物理性能 粒度分布（75-150μm占比） 激光粒度分析法23 ≥80% （铸造砂标准）

真密度 气体置换法 4.6-4.7 g/cm³

放射性 U+Th总量 GB 6566-20103 ≤1.0 Bq/g （建材限值）

二、纯度试验方法详解

1. ZrO₂含量检测（化学法优先）

方法对比：

X射线荧光光谱（XRF）：

流程：200目研磨→压片成型→仪器校准→直接测定；

优势：非破坏性，5分钟出结果（适合产线快速筛查）；

误差：±0.5%（需标准样品校准）。

湿化学法（仲裁方法）：

流程：Na₂O₂熔融→苦杏仁酸沉淀→灼烧称重；

精度：±0.2%（核工业强制要求）。

2. 杂质元素分析

ICP-OES法：

溶解要求：HF酸消解或碱熔融；

检出限：Fe₂O₃/TiO₂低至0.01%。

高风险杂质控制：

Al₂O₃＞0.3% → 降低陶瓷釉面光泽度；

P₂O₅＞0.05% → 影响核级锆材耐腐蚀性。

3. 放射性核素检测

γ能谱法：

重点监测：²²⁶Ra、²³²Th、⁴⁰K比活度；

安全阈值：内照射指数Ira≤1.0（GB 6566）。

三、纯度验收关键指标

检测项 合格要求 失效风险

ZrO₂主含量 ≥65% ＜63% → 耐火度下降＞100℃

粒度集中度 75-150μm占比≥80% ＜70% → 铸造砂透气性劣化

白度值 ≥80%（陶瓷级要求）＜75% → 釉面发黄

热失重率 1500℃灼烧失重≤0.5%＞1.0% → 烧结收缩开裂

四、特殊场景强化检测

核工业级锆砂

ZrO₂≥66%、Hf/Zr≤0.01%；

α射线比活度＜0.5 Bq/g。

耐火材料级

加测耐火度：≥1790℃（ISO 528）；

热震稳定性：1500℃→水冷循环≥5次无碎裂。

五、检测报告规范

必备数据：

ZrO₂含量离散分析（同批≤±0.8%）；

放射性核素活度明细表。

样品标识要求：

标注采矿批次与选矿工艺（电选提纯需注明电压参数）。

注：建筑陶瓷用锆英砂需额外控制TiO₂＜0.15%以防釉面斑点；铸造砂需补充角形系数检测（推荐值≥0.8）