石英砂中SiO₂和TiO₂含量检测及高纯石英砂化验是评估石英砂品质的重要环节，以下为具体检测方法和化验要点：

SiO₂含量检测方法

挥散法（重量法）

步骤：称取石英砂样品，加入和硫酸，加热蒸发至干，使硅以SiF₄形式挥发，残留物为杂质。通过质量差计算SiO₂含量。

其中，$ G_1 $为样品加坩埚重量，$ G_2 $为残渣加坩埚重量，$ G $为样品重量。

特点：经典方法，准确度高，但操作复杂且需使用，安全性要求高。

X射线荧光光谱法（XRF）

原理：通过X射线激发样品元素特征谱线，定量分析SiO₂含量。

优点：无需破坏样品，检测时间短（≤5分钟），精度高（±0.1%），适用于痕量杂质检测。

适用场景：高纯石英砂中SiO₂含量的快速检测。

红外光谱法

步骤：将石英砂与KBr混合研磨压片，通过红外光谱仪测定SiO₂的特征峰（1100 cm⁻¹），与内标物（如K₃[Fe(CN)₆]）的定量峰（2117 cm⁻¹）比较，计算SiO₂含量。

优点：非破坏性，精密度高（RSD=0.24%）。

注意事项：需严格控制压片压力和时间，避免误差。

TiO₂含量检测方法

分光光度法

原理：在酸性介质中，TiO₂与过氧化氢形成黄色络合物，于420 nm波长处测定吸光度，计算TiO₂含量。

步骤：称取样品，加硫酸和溶解，加入过氧化氢显色，用分光光度计测定吸光度。

特点：灵敏度高，适用于痕量TiO₂检测。

电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）

原理：将样品溶解后，通过ICP-MS测定Ti元素的同位素信号，计算TiO₂含量。

优点：多元素同时检测，灵敏度高，检出限低（ppb级）。

适用标准：GB/T 32650-2016《电感耦合等离子质谱法检测石英砂中痕量元素》。

高纯石英砂化验要点

纯度要求

高纯石英砂的SiO₂含量通常要求≥99.9%，甚至≥99.99%（4N级）。

杂质元素（如Fe、Al、Ca、Mg、K、Na等）含量需严格控制，总杂质含量通常≤20 ppm。

粒度分布

根据应用领域（如光伏、半导体、光纤等），石英砂的粒度分布需满足特定要求，如40～80目、80～140目等。

其他性能指标

白度：高纯石英砂应具有高白度，通常通过去除有色杂质实现。

耐酸碱性：需具有良好的耐酸碱性，以适应不同化学环境。

热稳定性：在高温下应保持结构和化学性质稳定。

检测标准

GB/T 32649-2016：光伏用高纯石英砂。

SJ/T 3328-2016：电子产品用高纯石英砂。

YB/T 4225-2010：石英砂中二氧化硅含量测定方法。