Silica bzw. Siliziumdioxid ist eines der widerwärtigsten Probleme in zahlreichen
Verfahren, welche Wasser verwenden, und es kann zahlreiche Formen von schlecht
löslichen Chemikalien je nach den Bedingungen annehmen. Beispielsweise unter etwa
pH 7 tendiert monomeres Silica zum Polymerisieren, um oligomeres oder kolloidales
Silica zu bilden. Bei höheren pH-Werten, insbesondere über etwa pH 9,5, kann Silica
monomere Silikationen bilden. Da die Umwandlung langsam sein kann, können alle
diese Formen gleichzeitig in Abhängigkeit von der Entstehungsgeschichte des Systems
existieren. Weiters kann das Silikation mit polyvalenten Kationen reagieren, wie
Magnesium und Kalzium, welche üblicherweise in Betriebswässern enthalten sind, um
Salze mit einer sehr beschränkten Löslichkeit zu bilden. Daher ist es üblich, daß eine
Mischung von zahlreichen Formen vorliegt: monomeres, oligomeres und kolbidales
Silica; Magnesiumsilikat, Kalziumsilikat und andere Silikatsalze. In der Beschreibung
dieses komplexen System ist es üblich, in bezug auf diese Mischung lediglich von
Silica oder von Silica und Silikaten zu sprechen. in dieser Beschreibung sind die
Ausdrücke untereinander austauschbar verwendet.
Um die Probleme, welche mit der Bildung von Silicaablagerungen bzw.
Kesselstein verbunden sind, zu vermeiden, schlagen Verfahrenstechniker allgemein eine von
drei allgemeinen Vorgänge vor: Begrenzung der Menge an in dem System
vorhandenem Silica, Verwendung von Kesselstein-vorbeugenden Mitteln, oder eine
Kombination davon. Die Beschränkung der Menge an Kesselstein, welche eingebracht wird
oder welche sich in dem wäßrigen System akkumulieren gelassen wird, ist immer noch
das wichtigste Verfahren, um dieses Problem zu lösen.
Wenn einer von diesen drei Vorgängen verwendet wird, ist es wünschenswert,
die Menge an in dem System vorhandenen Silica genau zu kennen. Wenn man sich
auf eine Begrenzung der Menge an in dem System vorhandenen Silica stützt, werden,
wenn das System mit Aufbereitungswasser gespült oder aufgefüllt wird, wenn die
Silicamengen noch niedrig sind, Energie und Zeit verschwendet. Wenn das System mit
Aufbereitungswasser gespült oder aufgefüllt wird, nachdem die Silicamengen zu hoch
angestiegen sind, kann sich Kesselstein bereits gebildet haben. Analog ist es
wünschenswert, die Menge an Silica zu kennen, sodaß Kesselstein-vorbeugende Mittel
ökonomisch verwendet werden können.
Es würde wünschenswert sein, fähig zu sein, genau die Menge an Silica in
einem wäßrigen System zu messen, wie beispielsweise einem Kühlwasser, einem
Boilerwasser, bei geothermischen Verfahren (welche zur Erzeugung von Elektrizität
oder zum Beheizen verwendet werden) und bei der Zuckerverarbeitung (insbesondere
Rohr- und Rübenzucker). In jedem dieser Verfahren wird Wärme in oder aus dem
Wasser transferiert. In drei von diesen Systemen, Kühlen von Wasser, Erhitzen von Wasser
und Zuckerverarbeiten, wird Wärme zu dem Wasser zugesetzt und es findet die
Verdampfung von einem Teil des Wassers statt. Wenn das Wasser verdampft wird, wird
Silica (oder die Silikate) konzentriert. Wenn die Silicakonzentration ihre Löslichkeit
übersteigt, kann es sich abscheiden, um entweder eine glasartige Beschichtung oder
einen anhaftenden Kesselstein, welcher normal nur durch arbeitsaufwendige
mechanische oder chemische Reinigung enifemt werden kann, zu bilden. in geothermischen
Verfahren wird heißes Wasser, welches mit Silica oder Silikaten beladen ist,
verwendet, um Häuser oder Fabriken zu erwärmen, oder es wird in Dampf umgewandelt, um
eine Turbine anzutreiben und Elektrizität zu erzeugen. Zu einem bestimmten Zeitpunkt
wird in jedem der obengenannten vier Verfahren Wärme aus dem Wasser entzogen,
was jedes gelöste Silikat weniger löslich macht und es somit wahrscheinlicher wird,
daß es sich auf Oberflächen abscheidet.
Die gegenwärtige Praxis in diesen Verfahren ist es, mechanisch die Menge an
Silica oder Silikaten, welche in dem Wasser aufgebaut werden zu begrenzen, sodaß
die katastrophalen Konsequenzen einer Abscheidung dieser Verbindungen nicht
auftreten. Beispielsweise ist es bei Kühlwasser die akzeptierte Praxis, die Menge an Silica
oder Silikaten auf etwa 180 ppm, ausgedrückt als SiO&sub2;, zu begrenzen. Zusätzlich wird
die Abscheidung von CaCO&sub3; (welche als ein Keimbildungsmittel für darauf
abzuscheidendes Silica oder Silikate wirken kann), durch gut bekannte inhibitoren, wie
Phosphonate, oder Polymere, wie Polyacrylsäure oder Polymaleinsäure, gesteuert. Da das
Silica auf 180 ppm beschränkt ist und da in zahlreichen feuchten Gebieten der USA und
anderen Teilen der Welt Aufbereitungswasser von 50 bis 100 ppm Silica enthalten
kann, kann Kühlwasser nur zwei- bis dreimal konzentriert werden, bevor das Risiko
einer Silica- oder Silikatabscheidung zu groß wird.
Analog schlägt für Boilerwasser die American Society of Mechanical Engineers
vor, daß Silica auf bestimmte Werte in Abhängigkeit von dem Arbeitsdruck des Boilers
oder Kessels beschränkt wird. Beispielsweise sollte die Menge an Silica bei
Niederdruckkesseln (weniger als 300 psig) als SiO&sub2; unter 150 ppm gehalten werden. Wenn
der Druck angehoben wird, wird der Gehalt an Silica, welcher in dem rezirkulierten
Kesselwasser toleriert werden kann, zunehmend niedriger. Ein Polymer, welches es
ermöglichen würde, Kessel bei höheren Konzentrationen zyklisch zu fahren,
insbesondere Niederdruckkessel, wo die Silicaverdampfung keine große Rolle spielt, würde
eine Energie-effizientere Verwendung des erwärmten Wassers erlauben.
Daher ist es wünschenswert, fähig zu sein, die Menge an Silica in diesen
Systemen zu bestimmen, um eine effiziente Verwendung des Steuerverfahrens, entweder
durch Begrenzen der Menge an vorhandenem Silica oder durch Zusetzen von
Kesselstein-steuernden Mitteln zu ermöglichen, und um das Risiko eines Überschreitens der
empfohlenen Grenzwerte an Silicagehalten zu minimieren.
Chemerys, "Comparison of Analytical Methods for the Determination of Silica in
Geothermal Water", Journal of Volcanology and Geothermal Research, Vol 16, (1983)
Seiten 57 - 63, offenbart, daß für genaue colorimetrische Ergebnisse Silica
enthaltende, geothermische Proben vor Ort verdünnt werden müssen, um sicherzustellen,
daß keine weitere Polymerisation auftritt und daß amorphes Silica, welches vorhanden
sein kann, wieder aufgelöst wird. Chemerys führt weiters aus, daß, wenn die Proben
nicht vor Ort verdünnt werden, sie in dem Laboratorium verdünnt werden sollten und für
mindestens einen Monat stehengelassen werden sollten, um zu ermöglichen, daß sich
das Silica wieder auflöst; wenn sie unmittelbar analysiert werden, sollten die
verdünnten Proben alkalisch gemacht werden und über Nacht auf 90 ºC in einem Ofen erhitzt
werden.
Chemerys führt auch aus, daß Schütteln eine bessere Präzision und Genauigkeit
zu ergeben scheint und daß, wenn die Proben nicht richtig verdünnt sind, ein Erhitzen
mit alkalischer Behandlung vor der Analyse genauere Ergebnisse ergibt.
In SU 1190257 A ist ein gravimetrisches Verfahren für die selektive Bestimmung
von Kalziumsilikat in der Gegenwart von Silica in Baumaterialien beschrieben. Als ein
Teil dieses Verfahrens wird eine Probe des zu analysierenden Baumaterials in einem
Mörser in Gegenwart von Ethylendiamintetraessigsäure (Komplexon) trituriert. Danach
werden die Inhalte des Mörsers 10 bis 60 min unter Rückfluß gekocht, gekühlt, mit
Wasser verdünnt und filtriert, um einen festen Niederschlag zu erhalten. Der feste
Niederschlag wird dann gewaschen und bis auf ein konstantes Gewicht gebrannt. Die
Veröffentlichung hat wenig mit dem Gebiet der vorliegenden Erfindung zu tun, d.h. die
quantitative Bestimmung des gesamten wasserlöslichen Silicas in einer wäßrigen Probe,
enthaltend eine oder mehrere Substanzen aus wassertöslichem Silica, kolbidalem
Silica und wasserlöslichem Silikat.
Bekannte analytische Verfahren für die Bestimmung des Silicagehaltes in einer
Probe umfassen colorimetrische Verfahren, spektrofotometrische Verfahren,
Umkehrphasen-chromatografische Verfahren, Atomadsorptionsverfahren,
Gleichstrom-Plasmaanalyse und induktiv gekoppelte Plasmaanalyse. Wie sie im Moment praktiziert werden,
leiden diese Verfahren jedoch an einem oder mehreren Nachteilen, da sie ungenau
sind, indem sie nicht die verschiedenen Formen, in welchen das Silica in der Probe
vorhanden sein kann, in Betracht ziehen.
Es ist bekannt, jegliches kolloidale Silica, welches in einer Probe vorhanden sein
kann, durch Behandeln der Probe mit Fluoridionen, wie Fluorwasserstoffsäure,
vollständig zu solubilisieren; jedoch ist dies ein extrem gefährliches und zeitaufwendiges
Verfahren.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist daher, ein verbessertes Verfahren für die
quantitative Bestimmung von Gesamtsilica in einer Probe zur Verfügung zu stellen, d.h.
den Gesamtgehalt an wasserlöslichem Silica, kolbidalem Silica und wasserlöslichem
Silikat.
Grob stellt daher die vorliegende Erfindung ein Verfahren für die quantitative
Bestimmung der Gesamtmenge an löslichem Silica, d.h. wasserlöslichem Silica,
wasserlöslichem Silikat und kolbidalem Silica, welche in Lösung in einer wäßrigen Probe,
die eines oder mehrere davon enthält, vorhanden sind, durch colorimetrische Analyse,
spektralfotometrische Analyse, Umkehrphasenchromatografie,
Atomadsorptionsanalyse, Gleichstrom-Plasmaanalyse oder induktiv gekoppelte Plasm aanalyse zur
Verfügung, worin die Probe durch die vorbereitenden Schritte behandelt wird:
i) Verdünnen der Probe, um den voraussichtlichen Gehalt an löslichem Silica in der
ursprünglichen Probe auf einen Wert, welcher durch die zu verwendende, spezielle
Meßtechnik feststellbar ist, abzusenken, wobei dies hier als ein "erwartetes"
detektierbares Niveau bezeichnet wird;
ii) Zusetzen eines Chelatbildners, welcher fähig ist, Metallatome in der Probe zu
binden, zu der gemäß Schritt i) verdünnten Probe;
iii) falls erforderlich, Zusetzen einer wasserlöslichen, organischen oder anorganischen
Base zu der den Chelatbildner enthaltenden Probe in einer Menge, welche
ausreichend ist, um den pH der Probe auf einen über 10 liegenden Wert anzuheben; und
iv) Erwärmen und/oder Rühren der auf den pH eingestellten, den Chelatbildner
enthaltenden Probe, um so jedes in dieser Probe vorhandene kolloidale Silica vor der
Silica-Bestimm ung löslich zu machen.
Wie dies für den Fachmann in der Technik offensichtlich sein wird, gibt es für
jede Meßtechnik einen zugehörigen Bereich an Silicaniveaus, für welche die Technik
entsprechende quantitative Messungen zur Verfügung stellen kann. Der hier
verwendete Ausdruck "detektierbares Silicaniveau" bezieht sich auf einen derartigen Bereich;
in anderen Worten den Bereich von Silicaniveaus, für welche die analytische Technik
zuverlässige, quantitative Messungen des Silicagehalts zur Verfügung stellen kann.
Die Hach-Silikomolybdat-Methode, eine spektrofotometrische Technik, kann
beispielsweise zuverlässig bis zu 30 ppm messen.
Häufig ist der Silicagehalt in einer Probe unbekannt. Jedoch können die
Fachleute den Silicagehalt in einem System, basierend auf Faktoren, wie die geografische
Lage des wasserabgebenden Systems, die Anzahl, wie oft das Wasser rezykliert
wurde, und anderen Faktoren, abschätzen. Aus dieser Abschätzung kann der Grad der
erforderlichen Verdünnung zum Erhalt eines "erwarteten, detektierbares Niveaus" leicht
bestimmt werden.
Zusätzlich zu dem Verdünnen der Silica enthaltenden Probe auf ein erwartetes,
detektierbares Niveau verwendet das Verfahren der vorliegenden Erfindung einen oder
mehrere Chelatbildner. Derartige Mittel sind dem Fachmann der Wasserbehandlung
gut bekannt und sind Materialen, welche Metallatome in Lösungen binden. Geeignete
Chelat-bildende Mittel, welche in der Folge auch als Chelatbildner bezeichnet werden,
umfassen jegliche Materialien mit einer ausreichend hohen Stabilitätskonstante oder
Bindungsaffinität, um Kationen, beispielsweise Magnesium- oder Eisen kationen, am
Bilden ihrer Hydroxide, Oxide oder anderer Anionensalze bei den erhöhten pH-Werten
des Systems zu hindern. Beispiele von geeigneten Chelatbildnern umfassen
Ethylendiam intetraessigsäure, Nitriltriessigsäure, N-(Hydroxyethyl)-ethylendiamintriessigsäure,
Aminotris(methylenphosphon)säure, 1-Hydroxyethyliden-1,1-diphosphonsäure 2-
Phosphonobutan-1,2,4-tricarbonsäure, Diethylentriaminpentamethylenphosphonat,
Diethylentriaminpentaessigsäure, Triethanolam in, Ethylendiam
intetra(methylenphosphon)säure, Hexamethylendiamintetra(methylen phosphon)säure und die teilweisen
und vollständigen Alkametall- und Am moniumsalze davon. Bevorzugte Chelatbildner
sind beispielsweise Ethylendiam intetraessigsäure, Nitririessig säure, N-(Hydroxyethyl)-
ethylendiamintriessigsäure und die teilweisen und vollständigen Natriumsalze davon.
Einer oder mehrere Chelatbildner werden vorzugsweise zu der Silica-haltigen Probe in
einer Menge von etwa 10 bis etwa 50.000 ppm und bevorzugter von etwa 100 bis etwa
5.000 ppm zugesetzt. Die bevorzugte Menge an Chelatbildner in jeder gegebenen
Probe kann von der Menge der in der Probe vorhandenen Chelat-zu-bindenden
Metalispezies abhängen, wobei, wenn die Menge an Chelat-zu-bindenden
Metallspezies ansteigt, auch das bevorzugte Niveau an Chelatbildner ansteigt.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung erfordert, daß der pH der Probe über
10 liegt. Dies kann beispielsweise durch den Zusatz von jeder wasserlöslichen,
organischen oder anorganischen Base erfolgen. Wenn eine Base zu der Probe zugesetzt
wird, um den pH einzustellen, ist es bevorzugt, daß die Base ein Alkalimetall- oder
Ammoniumsalz, wie Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid und Ammoniumhydroxid ist. Am
bevorzugtesten ist Natriumhydroxid, wenn eine Base zu der Probe zugesetzt wird, um
den pH einzustellen. Der pH der Probe kann als ein Ergebnis des Zusatzes des
Chelatbildners über 10 sein. Beispielsweise wird der Zusatz der Chelat bildenden
Mittel, wie das Tetranatriumsalz von Ethylendiamintetraessigsäure oder das
Tetranatriumsalz von Hydroxyethylendiamintetraessigsäure, allgemein den pH der Probe
anheben. Wenn der pH der Probe über 10 liegt, ist der Zusatz einer wasserlöslichen,
organischen oder anorganischen Base fakultativ.
In einer Ausbildung der vorliegenden Erfindung wird die Silica-haltige Probe bei
einem pH über 10 nach dem Zusatz von einem oder mehreren Chelatbildnern erhitzt.
Die Probe kann durch jedes konventionelle Mittel, wie beispielsweise Einbringen des
Behälters mit der Silica-haltigen Probe in einen Ofen, ein Wasserbad oder ein Öl-Bad,
erhitzt werden. Es ist wünschenswert, sicherzustellen, daß jeder Verlust von Wasser
während des Abdampfens minimiert wird, um zu verhindern, daß das Silica konzentriert
wird, woraus ein künstlich hoher Silicagehalt der Messung resultiert. Die Silica-haltige
Probe wird vorzugsweise auf eine Temperatur von etwa 30 ºC bis etwa 100 ºC und
besonders bevorzugt von etwa 40 bis etwa 70 ºC erhitzt.
In einer anderen Ausbildung der vorliegenden Erfindung wird die Silica-haltige
Probe bei einem pH von über 10 nach dem Zusatz von einem oder mehreren
Chelatbildnern gerührt. Die Probe kann mit jedem konventionellen Mittel gerührt werden,
beispielsweise durch Anordnen des Behälters mit der Silica-haltigen Probe auf einem
Schüttler oder Rührer
Vorzugsweise wird die Silica-haltige Probe bei einem pH über 10 nach dem
Zusatz von einem oder mehreren Chelatbildnern gerührt und erhitzt.
Vorzugsweise wird die Silica-haltige Probe bei einem pH über 10 in Gegenwart
von einem oder mehreren Chelatbildnem für einen Zeitraum gehalten, bevor der
Silicagehalt gemessen wird. Vorzugsweise wird die Silica-haltige Probe bei einem pH über
10 in Gegenwart von einem oder mehreren Chelatbildnern für einen Zeitraum von etwa
30 min bis etwa 36 Stunden und vorzugsweise von etwa 45 min bis etwa 24 Stunden
gehalten, bevor der Silicagehalt gemessen wird.
Als ein Ergebnis der vorliegenden Erfindung wird Silica relativ schnell, leicht und
billig gelöst. Daher können quantitative Bestimmungen des Silicagehaltes in einer
Silica-haltigen Probe genau und schnell durch jedes verfügbare analytische Verfahren,
umfassend colorimetrische Verfahren, spektrofotometrische Verfahren, Um
kehrphasenchromatigrafische Verfahren und Atomadsorptionsverfahren, durchgeführt werden.
Vorzugsweise ist das analytische Verfahren ein colorimetrisches oder
spektrofotometrisches Verfahren.
Der folgende Test wurde durchgeführt, um das Verfahren der vorliegenden
Erfindung für das Lösen von Silica zu zeigen. Das verwendete Testverfahren war eines,
welches einen mit Silica belasteten Prozeß unter wäßrigen Bedingungen simuliert.
Eine wäßrige Silica-Stamm lösung wurde auf die folgende Weise hergestellt:
3,48 g N Clear Sodium Silicate (Marke der PQ Corporation) (28,7 Gew.-% wäßriges
SiO&sub2;) wurde auf 11 mit deionisiertem Wasser verdünnt.
Eine wäßrige Natriumbicarbonat-Stammlösung wurde auf die folgende Weise
hergestellt:
5,60 g NaHCO&sub3; wurden auf ii mit deionisiertem Wasser verdünnt.
Eine wäßrige Kalziumlmagnesium-Stammlösung wurde auf die folgende Weise
hergestellt:
1,83 g CaCl&sub2;.2H&sub2;O und 1,52 g MgCl&sub2;.6H&sub2;O wurden auf 1 1 deionisiertem Wasser
verdünnt.
Ein simuliertes Kühlwasser wurde auf die folgende Weise hergestellt:
In eine 4 Unzen Plastiktlasche wurden zugegeben:
40 g der Silica-Stammlösung,
15 g der Natriumbicarbonat-Stamm lösung,
40 g der Kalziumlmagnesium-Stammlösung,
5 g deionisiertes Wasser.
Das simulierte Kühlwasser wurde bei Raumtemperatur 11 Tage stehen gelassen.
Die Mengen an den verschiedenen Komponenten des simulierten Kühlwassers
waren 400 ppm Si als SiO&sub2;
300 ppm Mg²+ (als CaCO&sub3;)
500 ppm Ca²+ (als CaCO&sub3;)
Nach Stehenlassen für 11 Tage bei Raumtemperatur wurde eine 30 g Probe des
simulierten Kühlwassers entnommen und auf 1000 g mit delonisiertem Wasser
verdünnt.
Beispiel 1
Der Silicagehalt des verdünnten, simulierten Kühlwassers wurde durch die
Hach-Silikomolybdat-Methode gemessen, welche die Reaktion von dem Molybdation
mit Silica und Phosphat umfaßt, um eine gelbe Farbe zu bilden. Zitronensäure wird
zugesetzt, um den Phosphormolybdatsäurekomplex zu zerstören, jedoch nicht den
Silikomolybdänsäurekomplex. Der Gehalt an Silikomolybdänsäurekomplex wird durch
spektrofotometrische Techniken (Gesamtabsorption bei 410,0 nm) bestimmt. Die Daten
für Beispiel 1, welche in Tabelle 1 unten aufscheinen, sind der gemessene Wert (Hach-
Verfahren) des Silicagehaltes, wobei die Verdünnung der Proben in Betracht gezogen
wurde. Die Messung wurde nach 1 h, 4 h und 24 h wiederholt.
Beispiel 2 wurde auf analoge Weise wie Beispiel 1 ausgeführt, mit dem
Unterschied, daß zu einer 100 g Probe des verdünnten, simulierten Kühlwassers 0,4 g
einer 1 Gew.-%-igen wäßrigen Natriumhydroxidlösung zugesetzt wurden.
Beisiel 3 wurde auf dieselbe Weise wie Beispiel 1 ausgeführt, mit dem
Unterschied, daß zu einer 100 g Probe des verdünnten, simulierten Kühlwassers 1,0 g
einer 40 Gew.-%-igen wäßrigen Lösung von
Ethylendiamintetraessigsäure-Tetranatriumsalz zugesetzt wurde.
Beispiel 4 wurde auf dieselbe Weise wie Beispiel 1 ausgeführt, mit dem
Unterschied, daß zu einer 100 g Probe des verdünnten, simulierten Kühlwassers 0,4 g einer
einer 1 Gew.-%-igen wäßrigen Natriumhydroxidlösung und 1,0 g einer 40 Gew.-%-igen
wäßrigen Lösung von Ethylendiam intetraessigsäure-Tetranatriumsalz zugesetzt
wurden.
Beispiel 5 wurde auf dieselbe Weise wie Beispiel 1 ausgeführt, mit dem
Unterschied, daß zu einer 100 g Probe des verdünnten, simulierten Kühlwassers 0,2 g
einer 1 Gew.-%-igen wäßrigen Natriumhydroxidlösung und 0,5 g einer 40 Gew.-%-igen
wäßrigen Lösung von Ethylendiamintetraessigsäure-Tetranatriu msalz zugesetzt
wurden.
Beispiel 6 wurde wie Beispiel 4 durchgeführt, mit dem Unterschied, daß die
Probe in einen mechanischen Schüttler gegeben wurde und kontinuierlich geschüttelt
wurde.
Beispiel 7 wurde wie Beispiel 4 durchgeführt, mit dem Unterschied, daß die
Probe bei 50 ºC gehalten wurde.
Beisiel 8 wurde auf analoge Weise wie Beispiel 4 ausgeführt, mit dem
Unterschied, daß die Probe auf einen mechanischen Rührer gegeben wurde und
kontinuierlich gerührt wurde, während die Temperatur bei 50 ºC gehalten wurde.
TABELLE 1: GEMESSENE SILICAMENGEN IN PROBEN,
ENTHALTEND 400 ppm SILICA
* Proben können unsachgemäß verschlossen gewesen sein, was in der Verdampfung
von einem bestimmten Bestandteil an Wasser resultiert.
Wie aus den Daten von Tabelle 1 ersehen werden kann, wird das Silica in den
Silica-haltigen Proben bei pH 10 oder mehr in einem vernünftigen Zeitraum im
wesentlichen gelöst.
Anspruch[de]
1. Verfahren zur quantitativen Bestimmung der Gesamtmenge an löslichem
Silica, bestehend aus wasserlöslichem Silica, wasserlöslichem Silikat und
kolbidalem Silica&sub1; welches in Lösung in einer wässerigen Probe, die eines
oder mehrere davon enthält, vorliegt, durch kolorimetrische Analyse,
spektraiphotometrische Analyse, Umkehrphasenchromatographie,
Atomabsorptionsanalyse, Gleichstrom-Plasmaanalyse oder induktiv gekoppelte
Plasmaanlayse, umfassend die vorbereitenden Schritte:
i) Verdünnen der Probe, um den voraussichtlichen Gehalt an löslichem
Silica der ursprünglichen Probe auf einen Wert, welcher durch die zu
verwendende, bestimmte Meßtechnik feststellbar ist,
herunterzubringen;
ii) Zugeben eines Chelatbildners, der fähig ist, Metallatome in der Probe zu
binden, zu der gemäß Schritt i) verdünnten Probe;
iii) wenn nötig, Zugeben einer wasserlöslichen, organischen oder
anorganischen Base zu der den Chelatbildner enthaltenden Probe in einer
Menge, die ausreichend ist, um den pH der Probe auf einen Wert von über
10 anzuheben; und
iv) Erwärmen und/oder Rühren der auf den pH eingestellten, den
Chelatbildner enthaltenden Probe, um dadurch irgendwelches kolbidales
Silica, welches in der Probe vorliegt, vor der Silica-Bestimmung löslich
zu machen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, worin der Chelatbildner
Ethylendiamintetraessigsäure, Nitribessigsäure, N-(Hydroxyethyl)-ethylendiamintriessigsäure,
Aminotris(methylenphosphonsäure),
1-Hydroxyethyliden-1,1-diphosphonsäure, 2-Phosphonobutan-1,2,4-tricarbonsäure,
Diethylentriaminpentamethylenphosphonat, Diethylentriaminpentaessigsäure, Triethanolamin,
Ethylendiamintetra(methylenphosphon)säure,
Hexamethylendiamintetra(methylenphosphon)säure oder ein partielles oder vollständiges
Alkalimetall- oder Ammoniumsalz davon ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, worin der Chelatbildner
Ethylendiamintetraessigsäure, Nitribessigsäure oder
N-(Hydroxyethyl)-ethylendiamintetraessigsäure oder ein Natriumsalz davon ist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin der
Chelatbild ner entweder zu der Probe oder zu der verdünnten Probe, je nach
vorliegendem Fall, in einer Menge von 10 bis 50.000 ppm, vorzugsweise von
100 bis 5000 ppm, gegeben wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin in Schritt IV)
die den Chelatbildner enthaltende Probe, vorzugsweise unter Rühren, auf
eine Temperatur im Bereich von 30º bis 100ºC, vorzugsweise von 40º bis
70ºC, für eine Dauer von 30 Minuten bis 36 Stunden, vorzugsweise von
45 Minuten bis 24 Stunden, vor der Bestimmung des Silica-Gehalts
erwärmt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin in Schritt iii)
der pH der den Chelatbildner enthaltenden Probe auf einen Wert von über
10 durch die Zugabe von wässerigem Natriumhydroxyd eingestellt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin, auf die
Vorbehandlung folgend, der Silicagehalt der Probe durch eine
kolorimetrische oder spektralphotometrische Analyse bestimmt wird.