點(diǎn)擊瀏覽該文件第八章礦石的化學(xué)物相分析課件

1、第八章 礦石的化學(xué)物相分析教學(xué)基本內(nèi)容 化學(xué)物相分析的基本原理（定義、分類及意義， 選擇性溶解，提高溶劑對(duì)礦物選擇性溶解能力的 途徑，化學(xué)物相分析的誤差）。鐵礦石的化學(xué)物相分析（常測(cè)項(xiàng)目及意義，相分離 及單項(xiàng)物相分析方法，系統(tǒng)物相分析）。 3. 銅礦石的化學(xué)物相分析（常測(cè)項(xiàng)目，相分離，單項(xiàng)物相和系統(tǒng)物相分析）。 教學(xué)基本內(nèi)容教學(xué)目的與要求 1. 掌握化學(xué)物相分析的基本原理，了解提高溶劑對(duì) 礦物選擇性溶解的途徑。 2. 了解化學(xué)物相分析誤差的主要來源及誤差的量化。 3. 了解鐵礦石和銅礦石的化學(xué)物相分析方法，理解 “系統(tǒng)物相分析”的概念及“系統(tǒng)物相分析”的局限性。 教學(xué)目的與要求教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)

2、重點(diǎn)：化學(xué)物相分析的基本原理。提高溶劑對(duì)礦物 選擇性溶解的途徑。難點(diǎn)：化學(xué)物相分析的誤差。 教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)2.物相分析的分類 物理物相分析 根據(jù)各種礦物（或化合物）的物理 性質(zhì)（密度、磁性、折光率、導(dǎo)電性、介電性等）的差 異，借助儀器分析方法來測(cè)定礦物的含量、分布情況、 晶粒大小和聚集狀態(tài)等。 化學(xué)物相分析 根據(jù)各種礦物（化合物）在化學(xué)溶 劑中的溶解度和溶解速度的差異，利用選擇溶解的方 法，使欲測(cè)礦物（或化合物）進(jìn)入溶液，然后在溶液中 測(cè)定礦物的百分含量。 第一節(jié) 化學(xué)物相分析的基本原理（二）物相分析的意義 1.在地學(xué)中的意義 在地質(zhì)勘探(普查)中的意義：物相分析結(jié)果幫助揭示元素的遷移、富集規(guī)

3、律，提供找礦線索，如含碳酸鐵的鐵帽 在礦床綜合評(píng)價(jià)中的作用 礦床的價(jià)值不僅與元素的含量有關(guān)，更與其賦存狀態(tài)有關(guān)，如鐵、銅礦床工業(yè)價(jià)值 2.在選礦、冶煉中的意義 物相分析的結(jié)果不僅能指示原礦或原料中有用元素的各種礦物(或化合物)所占百分比，為制定選冶方案和選擇工藝條件提供依據(jù)，而且還能指出尾礦或礦渣中有用元素?fù)p失的狀態(tài)和含量，以便為評(píng)價(jià)和改進(jìn)工藝流程提供依據(jù)。 第一節(jié) 化學(xué)物相分析的基本原理三、提高溶劑對(duì)礦物選擇溶解能力的途徑 （一）抑制劑的應(yīng)用 1. 抑制劑定義 在溶劑中加入某種或某些物質(zhì)，使它僅抑制保留礦物的溶 解，從而相應(yīng)提高溶劑的選擇溶解能力，這類物質(zhì)叫抑制劑 2. 抑制劑的分類 基于共

4、同離子效應(yīng)的抑制劑 基于在金屬表面形成保護(hù)層的抑制劑 基于在礦物表面形成保護(hù)膜的抑制劑 第一節(jié) 化學(xué)物相分析的基本原理（二）促進(jìn)劑的應(yīng)用 1. 促進(jìn)劑定義 在溶劑中加入某種或某些物質(zhì)，使它僅對(duì)欲選擇溶 解礦物起加速溶解作用，從而提高溶劑的選擇溶解能 力，這類物質(zhì)叫促進(jìn)劑。 例如：在4mol/L的HCl溶液中加入適量SnCl2，可使鐵的 氧化物溶解速度大大增加，而對(duì)其他礦物的溶解率并無明 顯影響；金屬汞能促進(jìn)金屬鐵在CuSO4 溶液中的溶解，而 對(duì)鐵的氧化礦物的溶解率無明顯影響。 2. 促進(jìn)劑作用機(jī)理及選擇條件 p205 機(jī)理：鹽效應(yīng)、絡(luò)合效應(yīng)、氧化還原效應(yīng)、高沸點(diǎn)物質(zhì) 驅(qū)趕低沸點(diǎn)物質(zhì)。條件：所

5、選促進(jìn)劑應(yīng)對(duì)后繼操作無影響。 第一節(jié) 化學(xué)物相分析的基本原理四、化學(xué)物相分析的誤差（一）決定化學(xué)物相分析誤差的因素 1. 溶劑的選擇性強(qiáng)弱 2. 試樣中礦物（或化合物）間的量比（二）測(cè)定結(jié)果的相對(duì)誤差與溶解率(a%；b%)和 量比(狀態(tài)比)（Y/X）的定量關(guān)系 設(shè)試樣中只含有某元素的A、B兩種狀態(tài)，A狀態(tài)在試樣中的元素含量為X(%)，B狀態(tài)在試樣中的元素含量為Y(%)， A狀態(tài)的溶解率為a%，B狀態(tài)的溶解率為b%， 第一節(jié) 化學(xué)物相分析的基本原理 A狀態(tài)的相對(duì)誤差為： B狀態(tài)的相對(duì)誤差為： 討論： 1. 當(dāng)a=100，b=0時(shí)，兩態(tài)分析誤差均為零，誤差與狀態(tài)比無關(guān) 2. 當(dāng)Y/X0時(shí)， a a

6、-100，b 3. 當(dāng)Y/X時(shí)，a ，b -b 結(jié)論： 1. Y/X比值越大，A狀態(tài)的正誤差就越大；Y/X比值越小，B狀 態(tài)的正誤差就越大。 2. 當(dāng)Y/X比值遠(yuǎn)小于1時(shí)，宜選擇那些a100，b10的溶劑；當(dāng) Y/X比值遠(yuǎn)大于1時(shí)，宜選擇那些a90， b0的溶劑。對(duì)含 量較高的狀態(tài)的溶解率要求較嚴(yán)。， 第一節(jié) 化學(xué)物相分析的基本原理第二節(jié) 鐵礦石的化學(xué)物相分析 一、一般鐵礦石化學(xué)物相分析的常測(cè)項(xiàng)目及意義 1. 磁性鐵 具有強(qiáng)磁性的鐵的氧化礦物，包括磁鐵礦、半假象磁鐵礦。 磁性鐵的測(cè)定能為鐵礦石的儲(chǔ)量計(jì)算及選礦試驗(yàn)提供科學(xué)依據(jù)。 2. 碳酸鐵 指菱鐵礦、鐵白云石等含鐵碳酸鹽。它對(duì)于尋找原生礦和

7、指導(dǎo)選礦工藝都具有實(shí)際意義。 3. 硅酸鐵 指含鐵的硅酸鹽礦物。它對(duì)于計(jì)算鐵的儲(chǔ)量、指導(dǎo)找礦具有 較大意義。這類脈石礦物含量決定尾礦中鐵的品位和回收率。 第二節(jié) 鐵礦石的化學(xué)物相分析 4. 鐵的硫化物 指磁黃鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦、砷黃鐵礦、鎳黃鐵礦，它對(duì) 于確定礦石品位、指導(dǎo)加工工藝流程具有重要意義。 5. 赤（褐）鐵礦 赤（褐）鐵礦的測(cè)定，對(duì)鐵礦床的評(píng)價(jià)和對(duì)研究鐵礦床的 成分環(huán)境（地球化學(xué)環(huán)境）都具有重要意義。二、常測(cè)項(xiàng)目的一般分析方法 （一）相分離（礦物分離）常用方法 1. 磁性鐵的分離 可用磁選、磁感應(yīng)和選擇溶解法分離，目前多采用簡(jiǎn)便的 永久磁鐵手工濕法磁選。 第二節(jié) 鐵礦石的化學(xué)物相分

8、析 4. 鐵的硫化物分離 采用選擇性溶劑浸取分離，最常用方法： 在沸水浴上，用CuSO4-H2F2-H2SO4使鐵的氧化礦物、 硅酸鹽礦物、碳酸鹽礦物定量溶解，而鐵的硫化物由于CuSO4 的抑制作用而留在殘?jiān)?用HAc-H2O2浸取殘?jiān)?，此時(shí)硫化 物被定量溶解，而原生磁鐵礦、鉻鐵礦及鉻尖晶石等不溶，達(dá)到進(jìn)一步定量分離的目的。 5. 赤（褐）鐵礦的分離 赤（褐）鐵礦溶于10-15%的稀鹽酸中，當(dāng)有SnCl2存在時(shí), 加熱1小時(shí)即可快速溶解，但大部分硅酸鐵也同時(shí)被溶解。 相分離是化學(xué)物相分析的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，事先了解礦石類型、 礦物組成及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)于正確選擇或擬定分離方法很有必要 第二節(jié) 鐵礦石的化

9、學(xué)物相分析（二）單相物相分析的常用分析方法 單相物相分析：是指在一份稱樣中，只完成一“相”測(cè)定。 1. 磁性鐵 常用磁選法將磁性鐵與非磁性鐵分離，用稀鹽酸（加少 量SnCl2）加熱溶解磁性鐵，用K2Cr2O7滴定，測(cè)得結(jié)果即 為磁性鐵中的含鐵量。 應(yīng)注意：磁選分離效果受礦物粒度和共生關(guān)系的影響， 有時(shí)并不理想。因此，試樣只能磨到欲分離礦物達(dá)到單體解 離的程度，過細(xì)則影響分離效果。 2. 碳酸鐵 常用選擇溶解法，以AlCl3 (水解呈弱酸性，pH2.9)熱水 溶液浸取碳酸鐵，用K2Cr2O7滴定Fe2+，測(cè)得結(jié)果即為碳酸 鐵中的含鐵量。 第二節(jié) 鐵礦石的化學(xué)物相分析 4. 硫化物總量 常用選擇溶

10、解法使鐵的硫化物與鐵的其他礦物分離，以 K2Cr2O7滴定法測(cè)定鐵，測(cè)得結(jié)果即為硫化物中的總鐵量。 常用選擇性溶劑為：CuSO4-H2F2-H2SO4 在沸水浴上，它能定量溶解鐵的氧化礦物、硅酸鹽、碳酸鹽礦物，而鐵的硫化物由于CuSO4的抑制作用而留在殘?jiān)?；然后以HAc-H2O2浸取殘?jiān)?，此時(shí)硫化物被定量溶解，而原生磁鐵礦、鉻鐵礦及鉻尖晶石等不溶。將濾液加熱至冒SO3白煙或者用氨法將濾液中的鐵沉淀分離出來，以K2Cr2O7法滴定鐵。 第二節(jié) 鐵礦石的化學(xué)物相分析（三）系統(tǒng)物相分析 1. 定義 是指在一份稱樣中，利用多種溶劑多次連續(xù)浸取，完成 多個(gè)“相”（或多個(gè)項(xiàng)目）的測(cè)定。 2. 局限 （1）

11、由于溶劑多次浸取，礦物“串相”所造成的誤差一 直往后積累，使誤差越來越大。 （2）由于礦物組成的復(fù)雜性和某些礦物的相似性，系統(tǒng) 分析幾乎不能分別連續(xù)測(cè)定它們。系統(tǒng)物相分析僅適用于 簡(jiǎn)單礦石，復(fù)雜礦石普遍采用單項(xiàng)物相分析。 迄今為止，鐵礦石的系統(tǒng)物相分析流程仍不夠系統(tǒng)和完善 某鐵礦石系統(tǒng)物相分析流程見 p211 第二節(jié) 鐵礦石的化學(xué)物相分析 第三節(jié) 銅礦石的化學(xué)物相分析一、常測(cè)項(xiàng)目 在銅礦石化學(xué)物相分析中，根據(jù)銅礦物的組成、化學(xué)性質(zhì)、在選礦工藝中的行為、礦床評(píng)價(jià)研究的需要，將常見銅礦物分為以下幾組： 硫酸銅組 自由氧化銅組：孔雀石、藍(lán)銅礦、黑銅礦、赤銅礦 結(jié)合氧化銅組：與脈石結(jié)合的及與鐵、錳氧化

12、氫氧化物 結(jié)合的氧化銅礦物 次生硫化銅組：輝銅礦、斑銅礦、銅藍(lán) 原生硫化銅組：黃銅礦、方黃銅礦 第三節(jié) 銅礦石的化學(xué)物相分析二、常測(cè)項(xiàng)目的分析方法（一）相分離（礦物分離）方法 1. 膽礬的分離 水：膽礬溶于水而其他銅礦物幾乎不溶于水；但有碳 酸鹽、閃鋅礦、金屬鐵存在時(shí)，測(cè)定結(jié)果偏低。 2%硫代硫酸鈉-0.5%抗壞血酸(用NaOH調(diào)pH為8-8.5) 2. 自由氧化銅的分離 常用選擇性溶劑：pH=10的3%乙二胺溶液。此溶液中，結(jié)合氧化銅組的浸取率較小。若加入NH4Cl和Na2S，則可提高赤銅礦的浸取率，降低輝銅礦的浸取率。 第三節(jié) 銅礦石的化學(xué)物相分析 其他選擇性溶劑有：含NH4Cl的2%ED

13、TA溶液；氨性2% EDTA溶液；用乙二胺飽和的2.5%EDTA溶液、20%醋酸 溶液、1%檸檬酸銨溶液。 3. 結(jié)合氧化銅、總氧化銅的分離 常用選擇性溶劑 含有Na2SO3和NH4HF2的 5% H2SO4溶液。 試劑作用 加入NH4HF2是為了破壞脈石礦物，同時(shí)F-可以絡(luò)合 可能溶解的Fe3+以消除對(duì)硫化銅礦物的氧化作用。 Na2SO3的存在可以保持SO2氣氛，避免硫化銅礦物 的溶解。 第三節(jié) 銅礦石的化學(xué)物相分析 效果 實(shí)驗(yàn)條件下，次生、原生硫化銅礦物幾乎不溶，而其 他的硫酸銅礦物、孔雀石、藍(lán)銅礦、硅孔雀石和某些與脈 石結(jié)合的氧化銅可以完全浸出。 4. 次生硫化銅的分離 常用的選擇性溶劑：含有20%硫脲的1mol/L HCl溶液。 在此條件下，硫脲可與低含量的Cu2+形成無色絡(luò)合物。 經(jīng)典溶劑：2-4%的KCN溶液，可迅速、完全地溶解次生硫化銅，但有劇毒，目前僅作為參照方法而不