探析巖礦中金屬元素的化學(xué)分析方法

吳樹華，方 芳

（江西省地質(zhì)調(diào)查研究院，江西 南昌 330001）

在快速發(fā)展的今天，各行業(yè)對(duì)物質(zhì)的要求也隨之升高，尤其體現(xiàn)在金屬物質(zhì)的需求，金屬材料在現(xiàn)代建筑和工業(yè)設(shè)施建設(shè)中起著無(wú)可替代的作用。為了滿足人們的生活需要研究人員加大了對(duì)礦床的開采力度，由于巖礦當(dāng)中除了要提取的金屬元素外，還會(huì)摻雜一些雜質(zhì)，具有代表性的雜質(zhì)即為碳元素，碳元素會(huì)改變金屬元素的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響金屬的純度和性能，所以開采后得到的巖石和礦物需要經(jīng)過(guò)物理和化學(xué)的分析處理才能夠進(jìn)一步投入到生產(chǎn)當(dāng)中，制作成人們可以直接使用的器具。準(zhǔn)確分析材料的元素種類和含量，對(duì)于金屬材料的研發(fā)和合理利用起著至關(guān)重要的作用[1]。

1 有色金屬元素的化學(xué)分析方法

有色金屬狹義來(lái)講也被稱為非鐵金屬，是鐵、錳、鉻以外的所有金屬的統(tǒng)稱。廣義的有色金屬還包括有色合金。在巖礦當(dāng)中有色金屬元素包括：銅、錫、鋅、鎳、鈷、鎢、鉬等。有色金屬是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)材料，在很多的行業(yè)當(dāng)中都得到了應(yīng)用，例如航空、航天、汽車、機(jī)械制造、電力、通訊、建筑、家電等，也是絕大部分領(lǐng)域的生產(chǎn)基礎(chǔ)。有色金屬的種類繁多，根據(jù)金屬元素的特點(diǎn)化學(xué)分析的方法可以采用全分析法。這種方法需要巖礦中所有的化學(xué)成分進(jìn)行分析測(cè)量，是一種精準(zhǔn)度要求較高的測(cè)評(píng)方法。主要采取光譜先對(duì)整個(gè)巖礦樣本進(jìn)行全面的分析測(cè)定，以便掌握巖礦樣本中的全部元素信息，具體含有的金屬元素種類以及各個(gè)元素在該樣本中所占的百分比。接著對(duì)樣本中的每一種金屬元素進(jìn)行分析。通過(guò)這種化學(xué)分析方法可以更全面的了解樣本情況，拓展到整個(gè)礦床地區(qū)的巖礦金屬含量分布。全分析的方法更加適合包含元素種類較多的樣本，所以更加適用于有色金屬的化學(xué)分析研究[2]。

2 黑色金屬元素的化學(xué)分析方法

黑色金屬主要指鐵及其合金，如鋼、生鐵、鐵合金、鑄鐵等。對(duì)于黑色金屬元素主要采用的化學(xué)分析方法為普通分析法和沉淀滴定法。普通分析法主要是針對(duì)巖礦樣本之中的某一種特定的化學(xué)元素進(jìn)行分析，忽略其他不需要了解的化學(xué)元素的分析方法，這種化學(xué)分析方法一般來(lái)說(shuō)主要是通過(guò)藥劑來(lái)對(duì)巖礦樣本當(dāng)中富有較高工業(yè)價(jià)值的金屬元素進(jìn)行測(cè)定及分析，在實(shí)際的生產(chǎn)工作當(dāng)中得到了大量的應(yīng)用。針對(duì)巖礦中的黑色金屬元素主要為鐵元素，比較符合普通分析方法的使用特點(diǎn)。至于沉淀滴定方法適用于含量較多的金屬礦石當(dāng)中，使用滴定管、容量瓶等玻璃儀器進(jìn)行操作，加入與鐵元素進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)可以產(chǎn)生沉淀的試劑，通過(guò)對(duì)加入試劑的計(jì)量、濃度以及產(chǎn)生沉淀的黑色金屬元素含量來(lái)分析出巖礦中的黑色金屬元素特點(diǎn)和分布情況[3]。

3 重金屬元素的化學(xué)分析方法

重金屬一般來(lái)講是指密度大于4.5克每立方厘米的金屬，例如金、銀、銅等金屬。針對(duì)重金屬元素的化學(xué)分析使用組合分析法和重量分析的方法。組合分析是一種系統(tǒng)的化學(xué)分析方式，能夠?qū)r礦中所有的組成成分和分布情況進(jìn)行系統(tǒng)的分析，該化學(xué)分析方法多用于含有多元素的巖礦勘查。而重量法的原理是將材料中待測(cè)元素通過(guò)化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為可稱量的化合物，經(jīng)過(guò)過(guò)濾和烘干即可準(zhǔn)確計(jì)算材料中待測(cè)金屬元素的含量。

重量法便于操作，但需要合理的控制沉淀反應(yīng)和稱量標(biāo)準(zhǔn)才能獲得準(zhǔn)確的測(cè)定結(jié)果。具體在操作上對(duì)該金屬元素的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)和分析，重金屬的具體參數(shù)分析如表1所示。

表1 重金屬元素參數(shù)分析

通過(guò)對(duì)兩種化學(xué)分析方法相結(jié)合的方式分析重金屬當(dāng)中的各項(xiàng)參數(shù)，得出巖礦中的重金屬元素的全面分析結(jié)果。

4 稀有金屬元素的化學(xué)分析方法

稀有金屬是指在地殼中含量較少，分布稀散或難以從原料中提取的金屬。如鋰、鈹、鈦、釩、鍺、鈮、鉬、銫、鑭、鎢、鐳等。

例如稀有金屬鋰元素的化學(xué)分析，首先在所有含有鋰元素的巖礦中利用氯化鋰的溶解度較大的特點(diǎn)將鋰元素分離出來(lái)，其原因?yàn)殇囋夭痪哂凶銐虻姆€(wěn)定性，在分析過(guò)程中容易受到其他金屬元素的影響，甚至?xí)绊懙阶罱K的檢測(cè)結(jié)果[4]。

所以先將鋰元素分離出來(lái)是保護(hù)鋰元素完整性最為安全的方式。確定檢測(cè)方式檢測(cè)鋰元素的方式主要以重量法為主。通過(guò)測(cè)定的重量來(lái)判斷巖礦中鋰元素的含量。

5 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)的巖礦礦產(chǎn)資源十分豐富，隨著我國(guó)對(duì)礦山地區(qū)的地質(zhì)勘探和挖掘工作的不斷發(fā)展和改革，對(duì)金屬元素分析和鑒定也在不斷的完善與改進(jìn)，也可以把一些先進(jìn)的工藝和技術(shù)應(yīng)用到金屬元素的化學(xué)分析中，增加化學(xué)分析的精準(zhǔn)度，優(yōu)化勘探及金屬元素的測(cè)量及化學(xué)分析方法，能夠更加有針對(duì)性的進(jìn)行地質(zhì)勘探工作，提高地質(zhì)勘探工作的質(zhì)量，為更多生產(chǎn)應(yīng)用領(lǐng)域提供權(quán)威的理論性支持。