工业分析Chapter-4

1、一、矿物、岩石、矿石的概念 矿物：地壳中存在的具有固定化学组成和一 定物理化学性质的天然产物 岩石：在各种不同地质作用下，由一种或多 种矿物组合而形成的矿物集合体 矿石：含有有用矿物并具有开采价值的岩石,二、矿物的分类 （一）矿物的工业分类： 金属矿物和非金属矿物 金属矿物：黑色金属矿、有色金属矿、贵重 金属矿、稀有金属矿、稀土金属 矿、分散元素金属矿、放射性金 属矿,黑色金属矿：铁矿、锰矿、铬矿、钒矿、钛矿 有色金属矿：铜矿、铅矿、锌矿、铝土矿、镍矿、 钨矿、镁矿、钴矿、锡矿、铋矿、钼 矿、汞矿、锑矿 贵重金属矿：金矿、银矿、铂族金属（铂、钯、铱、 锗、钉、锇 ）矿 稀有金属矿：铌矿、钽矿、

2、铍矿、锂矿、锆矿、锶 矿、铷矿、铯矿 稀土金属矿：钪矿、轻稀土矿（镧、铈、镨、钕 钷、钐、铕）、重稀土矿（铽、镝、 钬、铒、铥、镱、镥、钇）,分散元素金属矿：锗矿、镓矿、铟矿、铊矿、 铪矿、铼矿、镉矿、硒矿和碲矿 放射性金属矿：铀矿、钍矿、镭矿 非金属矿：能源矿（煤、石油）、化工原料 （自然硫、黄铁矿、钠盐）、耐火材料（石棉、 石墨）、陶瓷原料（高岭土、钠长石）、冶金 辅助材料（萤石、石英砂）、研磨材料（金刚 石、刚玉）、电器材料（白云母、金云母）、 建筑材料（石膏、蛭石）、宝石原料（钻石、 猫眼石）,（二）矿物晶体化学分类 自然元素矿物（自然硫、自然金）、硫 化物矿物、卤化物矿物、氧化物及氢

3、氧化物 矿物、含氧盐矿物（硅酸盐矿、碳酸盐矿、 磷酸盐矿、硫酸盐矿）,三、矿石分析的范围和特点 矿石分析涉及开采出的原矿、选矿加工的矿 石、精选矿石产品三部分矿石的主成分分析、 有害杂质分析和共生、伴生有用组分的分析。 主成分含量变化范围非常大，可从千分之几、 百分之几，到百分之几十，干扰成分多而复 杂，所以仅对某一种类矿石的主成分分析一 项就需要选用几种不同的分析方法。,2 铁矿石分析,一、铁矿石试样的分解 酸溶：盐酸、硫-磷混合酸（1+2） 碱熔：碳酸钠、过氧化钠、氢氧化钠、过氧化钠-碳酸钠 银坩埚、镍坩埚、高铝坩埚或石墨坩埚；盐酸溶液浸取 二、铁矿石中铁的分析方法概述 氯化亚锡-氯化汞-

4、重铬酸钾容量法（GB/T6730.4-1986） 三氯化钛-重铬酸钾容量法（GB/T6730.5-1986） 氯化亚锡-氯化汞-硫酸铈容量法,三、氯化亚锡-氯化汞-重铬酸钾法测定全铁 测定原理 Fe2O3 + 6H+ = 2Fe3+ + 3H2O 2Fe3+ + Sn2+ + 6Cl- = 2Fe2+ + SnCl62- Sn2+ + 4Cl- + 2HgCl2 = SnCl62- + Hg2Cl2 6Fe2+ + Cr2O72- + 14H+ = 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O,2. 测定步骤,（1）试样的分解: 准确称取0.250.30g, 硫-磷混合酸(1+2) （2）还原、滴

5、定:氯化亚锡至黄色消失，并过量12滴，至室温，5mL氯化汞饱和液，混匀，静置；150200mL水，30mL硫-磷混合酸（15+15+70），5滴二苯胺磺酸钠(0.2%)，重铬酸钾标准溶液滴定至紫色。（磷酸，？） （3）空白试验 （4）校正试验,四、氯化亚锡-三氯化钛-重铬酸钾法测定全铁 测定原理 2Fe3+ + Sn2+ + 6Cl- = 2Fe2+ + SnCl62- Fe3+ +Ti3+ + H2O = Fe2+ + TiO2+ + 2H+ 4Ti3+ + 2H2O+O2 = 4TiO2+ + 4H+ 6Fe3+ + Cr2O72- + 14H+ = 6Fe2+ + 2Cr3+ + 7H2

6、O,2. 测定步骤：准确称取0.250.30g, 硫-磷混合酸(1+2)15mL，氯化亚锡至浅黄色，10mL水，10滴25%Na2WO4，30mL硫-磷混合酸（15+15+70），5滴二苯胺磺酸钠(0.2%)，重铬酸钾标准溶液滴定至紫色。 3. 分析计算,注意事项 为使Fe3+迅速还原，将制备溶液加热到小体积趁热滴加SnCl2 在冷溶液中加入HgCl2，且放置2-3min后再滴定 滴定前加入硫-磷混酸的作用 做空白试验要加入一定量的硫酸亚铁铵溶液；指示剂也消耗重铬酸钾，应严格控制指示剂用量,3 铬铁矿中铬的测定,一、铬铁矿石试样的分解 1. 碱熔分解 过氧化钠、过氧化钠-氢氧化钠 2. 酸溶分

7、解 磷酸-硫酸混合酸分解 氢氟酸-高氯酸混合酸分解,二、铬铁矿中铬的分析方法概述,过硫酸铵-硫酸亚铁铵滴定法 过氧化钠-硫酸亚铁铵滴定法 过硫酸铵-硫酸亚铁铵电位滴定法,三、过硫酸铵-硫酸亚铁铵滴定法测定铬,测定原理,2. 测定步骤 （1）高锰酸钾标准溶液的配制及标定 高锰酸钾标准溶液滴定度： （2）硫酸亚铁铵标准溶液的配制及标定,硫酸亚铁铵溶液的滴定度：,（3）样品测定 3. 结果计算,4 钛矿中钛的测定,一、钛矿石试样的分解 钛矿石是一类较难分解的矿石，难溶于盐酸、硫酸、 硝酸及其混合酸中。钛矿石分解方法基本与铬矿石相 似，但在简相分析中单独测定钛、铁、钒、锰、铬元 素时，钛矿石只用浓磷酸

8、分解。,二、钛矿石中钛的测定方法概述 重量法：在硫酸介质中，用铜铁试剂使钛与大部分干扰元素分离，然后在EDTA存在下，用氨水定量测定四价钛，此法适用于测定含二氧化钛1%以上的钛矿石。 容量法：基于钛（）和钛（）的氧化-还原性。有锌（铝）片还原-硫酸铁铵滴定和锌（铝）片还原-重铬酸钾滴定两种方法。 光度法：过氧化氢光度法(TiO2)=0.1%-10%)、二安替比林甲烷光度法（(TiO2)=0.01%-3% )、钛铁试剂光度法和变色酸光度法(TiO2)0.5%)。,三、铝片还原-硫酸铁铵滴定法测定二氧化钛的含量 测定原理 试样用过氧化钠熔融，水浸取后盐酸化，在盐酸和 硫酸介质中，隔绝空气，用金属铝

9、将钛 ()还原至钛 ()，以硫氰酸盐为指示剂，硫酸铁铵标准溶液滴定。 方程式如下： 3TiO2+Al+6H+ = 3Ti3+Al3+3H2O Ti3+Fe3+H2O = TiO2+Fe2+2H+ Fe3+3SCN-= Fe(SCN)3(红色),2. 测定步骤 （1）硫酸铁铵标液的配置与标定,（2）样品测定 3. 计算结果,5 铜矿中铜的测定,一、铜矿石试样的分解 铜矿石是比较容易分解的矿石。硫化铜矿石试样易溶于硝酸 或王水中；氧化铜矿石不易被硝酸和王水完全分解，在简项 分析中，可用盐酸、硝酸分解试样到一定程度后，加氟化铵 和硫酸，蒸发至冒白烟，使试样分解。,二、铜矿石中铜的分析方法概述 铜矿石

10、中铜的含量范围一般在0.5%-40%。铜矿石分析方法有重量法、滴定法、吸光光度法、电化学分析法、原子吸收分光光度法。 原子吸收分光光度法 主要用于铜的原矿分析，具有操作简单、干扰因素少、适应性宽、灵敏、准确、快速等优点。 电化学分析法 主要是极谱法，乙二胺-亚硫酸钠-明胶底液极谱法，极谱法测定铜的还原波行清晰，可测定含铜0.01%-10%的铜矿石样。 吸光光度法 适用含铜0.002%-5的试验分析 滴定法有碘量法和配位滴定法 碘量法是测定常量铜的经典分析方法，配位滴定法现已很少使用。 重量法 测定铜操作繁琐，目前很少使用。,三、碘量法测定铜精矿中铜含量 1.测定原理 2Cu2+ + 4I- =

11、 2CuI+ I2 I2 + 2S2O32- = 2I- + S4O62- 2. 测定步骤： （1）试样处理 将试样置于500 mL锥形瓶中，用少量水湿润加入10 mL盐酸，加热，稍冷却后加5 mL浓硝酸和5 mL溴，低温加热，试样完全溶解，继续加热蒸发至近干。,（2）滴定 往试样中滴加乙酸铵（300 g/L）至红色不在加深并过量3-5 mL，然后滴加氟化氢铵饱和溶液至红色消失并过量1 mL，加入2-3 g碘化钾轻缓摇动溶解，立即用硫代硫酸钠标准溶液滴定至浅黄色，加1 mL淀粉溶液，继续滴定至淡蓝色，加入5 mL硫氰酸钾溶液，激烈摇晃至蓝色加深，再滴定至蓝色刚好消失为终点。,3. 结果计算,4

12、. 注意事项 滴定时摇动速度先慢后快 淀粉指示剂应等到试液中碘的黄色被滴定至很浅时加入 应在接近滴定终点时加入硫氰酸钾,6 铅矿中铅的测定,一、铅矿石试样的分解 大部分铅矿石试样易被酸分解。方铅矿和白铅矿 试样可以直接用盐酸和硝酸联合分解；铅矾及含硅量 较高的铅矿石，应先用酸分解后，滤出残渣，再用碱 熔融分解。 二、铅矿石中铅的分析方法概述 1.原子吸收分光光度法 （测定含铅范围0.001%1%） 2.示波极谱法 （测定含铅范围0. 1%10%） 3.EDTA容量法 酸溶解-EDTA滴定法（铅含量50 80%硫化铅精矿）；硫酸铅沉淀- EDTA 滴定法（含钡量高于1%的铅精矿）,三、酸溶解-E

13、DTA滴定法测定铅精矿中铅含量 测定原理 Pb2+ + H2SO4 = PbSO4+ 2H+ PbSO4 + 2Ac- = Pb(Ac)2 + SO42- Pb(Ac)2 + H2Y2- = PbY2- + 2HAc,测定步骤 （1）试样的分解 （2）硫酸铅沉淀的形成 （3）沉淀的分离和溶解 （4）滴定 （5）滤液中铅的测定 （6）不溶渣中铅的测定,结果计算,4. 注意事项 若分解步骤中试样中铅已完全溶解，则按下式 计算铅含量：,7 锌矿中锌的测定,一、锌矿石试样的分解 酸分解 （不含锡石的锌矿石） 碱熔融分解 （含锡石的锌矿石） 二、锌矿石中锌的分析方法概述 滴定法：氨沉淀分离EDTA容量法；碘量法； 仪器分析法：原子吸收分光光度法；示波极 谱法。,三、碘量法测定锌矿石中锌的含量 1. 测定原理 2Fe(CN)63-+2I-+3Zn2+2K+=K2Zn3Fe(CN)62+I2 I2+2S2O32-