巖礦測試分析探析

劉文杰 趙新梅

摘要:本文以硅酸鹽巖石、石英巖及銅礦的成分測定與分析為例,闡述了巖礦成分測定與分析的基本流程及其意義。

關(guān)鍵詞:巖礦； 成分； 測定； 分析

Abstract: This paper take the analysis of silicate rocks, quartzite, and copper composition determination for example, described the process and its significance of the determination and analysis of rock and mineral composition.Key words: rock and minerals; ingredients; determination; analysis

中圖分類號：P611.1+2 文獻標(biāo)識碼：A文章編號：

引言

巖礦的成分測定與分析是地質(zhì)工作的一個重要組成部分,它的研究對象主要是天然礦產(chǎn),如巖石、礦物等;主要任務(wù)是利用一些技術(shù)手段(儀器分析、化學(xué)分析等),對礦物巖石的成分在不同賦存狀態(tài)下的含量及其化學(xué)組成進行測定與分析。巖礦成分的測定與分析工作具有重要的意義,如何快速準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)巖礦并給與正確的評價,是廣大地質(zhì)工作者的首要任務(wù)?？梢哉f,巖礦成分的測定與分析工作與我國的社會主義現(xiàn)代化建設(shè)有著密不可分的聯(lián)系。

1 巖礦成分測定與分析的基本流程

1.1 試樣的加工制作

實際用于測定分析的試樣一般只需要幾克,因此試樣的加工制作是必要的。試樣的加工制作主要是采用最有效、最經(jīng)濟的方法,將樣品粉碎至一定的細度,以獲取能代表原始樣品組成的均勻的試樣(重量一般為100g)。

1.2 進行半定量和定性分析

半定量和定性分析是在試樣加工制作好以后進行,目的是為了了解試樣中含有的元素種類及其比率和大致含量。進行半定量和定性分析通常采用的方法有發(fā)射光譜分析法和化學(xué)分析法。

1.3 測定方法的選擇

巖石礦物成分中通常含有多種元素,而針對不同的元素又有多種測定方法。因此,根據(jù)半定量和定性分析的結(jié)果,如何選擇最適宜的分析方法顯得尤為關(guān)鍵。

1.3.1 根據(jù)待測元素的含量選擇。通常采用容量法、重量法等對試樣中含量較高的待測元素進行測定;而對于試樣中含量較低的元素,則用儀器分析法或比色法進行測定。

1.3.2 根據(jù)共存元素的情況選擇。比如,碘氟法和氨分離碘量法適用于試樣中銅元素的測定,前提是鎂、鈣元素的含量較低。而當(dāng)試樣中鎂、鈣元素的含量較高時,需要測定其中是否含有銅元素,則要用到六偏磷酸鈉碘量法。

1.4 擬定分析方案

在擬定分析方案之前,首先需考慮干擾元素的消除方法、試樣的分解方法和具體的測定方法,這三者有機的聯(lián)系成為一個整體,相互制約,相互影響。擬定分析方案是一個復(fù)雜而又十分重要的環(huán)節(jié),需要豐富的實踐經(jīng)驗和理論知識作支撐。對于全分析或是簡單項分析,最好擬定一個綜合性的分析方案。同時也需要注意,任何的分析方案都有其局限性,因此當(dāng)條件變化后,必須重新的進行分析,選定新方案。

1.5 審查分析

應(yīng)嚴(yán)格的按照相關(guān)的操作規(guī)程對選定的分析方案進行審查分析,目的是為了進一步的發(fā)現(xiàn)問題并予以改正,保證質(zhì)量。

2 常見巖礦的成分測定與分析

2.1 硅酸鹽巖石

硅酸鹽巖石和礦物的種類很多,在對其進行分析時,需要測定的元素種類較多。為了加快分析速度,減少試劑的使用量,通常采用試樣分離、分解及掩蔽等手段,連貫地、系統(tǒng)地進行各個組分的依次測定,以消除干擾元素的影響。

2.1.1 二氧化硅的測定分析。經(jīng)典的測定方法是二次鹽酸蒸干脫水重量法。即將加工制作好的試樣用碳酸鈉進行熔融,之后用鹽酸分解粘附的熔塊,加熱溶液蒸發(fā)至濕潤狀后加入鹽酸,用動物膠溶液凝聚硅酸,過濾并用氫氟酸進行沉淀處理。

2.1.2 三氧化二鐵的測定分析。主要是利用在氫氧化銨溶液中,磺基水楊酸與三價鐵離子會發(fā)生反應(yīng)并生成黃色的絡(luò)合物,借助于比色進行測定分析。

2.1.3 三氧化二鋁的測定分析。分析手續(xù)為:向溶液中加入過量的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液,調(diào)節(jié)溶液的pH值處于所要求的范圍內(nèi),將反應(yīng)過后剩下的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液用鋅鹽回滴。再將與鈦、鋁絡(luò)合的EDTA用氟化鉀置換出,并用鋅鹽滴定。即可計算出鋁的含量。

2.1.4 二氧化鈦的測定分析。方法提要:利用鈦與硫酸、磷酸、過氧化氫發(fā)生反應(yīng)生成過鈦酸黃色絡(luò)合物,與標(biāo)準(zhǔn)系列進行目視比色。

2.1.5 氧化鈣、氧化鎂的測定分析。分析步驟:為了消除鐵等元素的干擾,需向溶液中加入三乙醇胺,以控制溶液的pH值達到所要求的范圍。并加入相對應(yīng)的絡(luò)合指示劑,用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。

2.1.6 磷、錳的測定分析。從分離出二氧化硅后的溶液中吸取部分溶液,除去其中的還原性物質(zhì)(如氯離子等),再加入硝酸等溶液混合均勻,加熱,進行比色分析。

2.1.7 氧化鈉及氧化鉀的測定分析。用硫酸和氫氟酸對樣品進行處理之后,放入水中浸濕并加熱除去殘留的酸,用火焰光度法進行測定。

2.1.8 亞鐵的測定分析。將試樣放在乘有硫酸和氫氟酸溶液的鉑坩堝中,并往溶液中通二氧化碳氣流,待溶礦后加入硫、硼、磷混合酸,用重絡(luò)酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定亞鐵,并以二苯胺磺酸鈉作為指示劑。

2.1.9 硫的測定分析。測定分析步驟:向盛放燃燒硫的容器中通入二氧化碳氣流,并進行高溫灼燒,使硫全部轉(zhuǎn)化為二氧化硫。用蒸餾水吸收并稀釋,最后用標(biāo)準(zhǔn)碘溶液進行滴定,并以淀粉作為指示劑。

2.2 石英巖

2.2.1 二氧化硅的測定分析。主要是用重量法測定。即用硫酸和氫氟酸處理經(jīng)灼燒以后的樣品,目的是使二氧化硅轉(zhuǎn)化成四氟化硅揮發(fā)掉。

2.2.2 三氧化二鐵的測定分析。用焦硫酸鉀熔融經(jīng)氫氟酸和硝酸處理過的殘渣,并用鹽酸浸漬,加入磺基水楊酸,處理之后進行光電比色測定分析。

2.2.3 三氧化二鋁的測定分析。從分離二氧化硅后的溶液中吸取一部分,添加緩沖溶液控制其pH值在5左右,用鋁試劑顯色處理并進行比色測定分析。

2.2.4 氧化鈣、氧化鎂的測定分析與上述的硅酸鹽巖石相同。

2.3 銅礦

①銅的測定分析。銅的測定分析可采用容量法或是比色法。②鉬的測定分析。首先用碳酸鈉—氧化鈉對樣品進行熔融,熔融后用水浸取,在酸性溶液的條件下,硫氰酸鉀會與五價的鉬發(fā)生反應(yīng)生成琥珀色的絡(luò)合物,可用硫氰酸鉬進行比色測定分析。③二氧化硅的測定分析主要采用前述的重量法。④三氧化二鋁的測定分析。添加砒啶以沉淀分離出二氧化硅后的溶液中的鐵、鋁、鈦等元素。用酸溶解過濾后的沉淀,并用EDTA—氟化鉀取代法進行測定分析。⑤氧化鈣、氧化鎂的測定分析。通常采用EDTA容量法進行測定分析,分別以鈣黃綠素—酚酞絡(luò)合、麝香草酚酞絡(luò)合作為指示劑。⑥二氧化鈦、磷的測定分析與上述的硅酸鹽巖石相同。

3 結(jié)束語

作為一個資源大國,豐富的礦產(chǎn)資源為我國更快、更好的發(fā)展奠定了雄厚的物質(zhì)基礎(chǔ),同時也為我國工業(yè)體系的完善提供了可靠的保障。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步,新的技術(shù)和工藝將不斷的融入到巖礦的成分測定與分析工作中來,使得巖礦成分的測定與分析會變得更加快捷、準(zhǔn)確,相信其在我國的現(xiàn)代化建設(shè)會起到更加重要的作用。

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