工業(yè)分析第二章試樣的采取與制備課件

工業(yè)分析具有不同于普通教學(xué)分析實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)。代表性、分解方法、除干擾、分析速度課程的導(dǎo)入工業(yè)分析是工業(yè)生產(chǎn)的眼睛，可以指導(dǎo)和促進(jìn)生產(chǎn)。第二章試樣的采取和制備Chapter2Collectionandpreparationoftestsamples

工業(yè)分析測(cè)定步驟：§2.1概述

1采樣2制樣3分解樣品4消除干擾5方法的選擇6結(jié)果的計(jì)算和數(shù)據(jù)的評(píng)價(jià)本章我們的重點(diǎn)：樣品的采取與處理試樣的制備與分解采樣注意的問題：樣品有代表性

采取有代表性的實(shí)驗(yàn)室樣品時(shí)，應(yīng)根據(jù)物料的堆放情況及顆粒大小，從不同部位和深度選取多個(gè)采樣點(diǎn)，采取一定量的樣品，混合均勻。采取的份數(shù)越多越有代表性。但是采樣量過大，會(huì)給后面的制樣帶來麻煩。二、樣品采集的原理采集量經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式（理查-切喬特公式）對(duì)于不均勻的物料，可采用下列試樣的采集量經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式計(jì)算試樣的采集量：mQ≥kda式中d—物料中最大顆粒的直徑，mmmQ—采取實(shí)驗(yàn)室樣品的最低可靠質(zhì)量，kgk、a—經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，由實(shí)驗(yàn)室求得一般k值在0.02~1kg/mm2之間，樣品越不均勻，k值越大，物料均勻0.1~0.3，物料不太均勻0.4~0.6，物料極不均勻0.7~1.0；a=1.8~2.5，地質(zhì)部門一般規(guī)定為2結(jié)論：物料的顆粒越大，則最低采樣量越多；樣品越不均勻，最低采樣量也越多。因此，對(duì)塊狀物料，應(yīng)在破碎后再采樣。例如：采集某礦石樣品時(shí)，若此礦石的最大顆粒直徑為20mm，k值為0.06kg/mm2求最低采樣量mQ≥0.06kg/mm2×(20mm)2＝24kg如果將上述礦石最大顆粒破碎至4mmmQ≥0.06kg/mm2×(4mm)2＝0.96kg≈1kg結(jié)論：樣品的顆粒越大，取樣量越大一、氣態(tài)物料樣品的采集氣體物料的特點(diǎn)：易于擴(kuò)散，容易混合均勻；氣體物料存在狀態(tài)多：動(dòng)態(tài)、靜態(tài)、正壓、常壓、負(fù)壓、高溫、常溫、深冷等；許多氣體有刺激性和腐蝕性。要求：采樣前了解氣體物料的性質(zhì)及其狀態(tài)，選用相應(yīng)的采樣方法2.負(fù)壓狀態(tài)氣體采樣采樣方法：抽氣泵減壓法采樣抽氣泵包括機(jī)械真空泵和流水真空泵

抽氣泵減壓法采樣（適用于低氣壓或負(fù)壓不太高的負(fù)壓狀態(tài)氣體）3.正壓狀態(tài)的氣體采樣直接用球膽、氣囊和吸氣瓶等裝置采樣。三類氣體物料的采樣方法采樣瓶三、固態(tài)物料樣品的采集（一）不同包裝中固態(tài)工業(yè)產(chǎn)品的采集取樣鉆

采集粉末裝物料樣品取樣鉆為鉆身750mm，外徑18mm，槽口寬12mm，下端30角錐的不銹鋼管或銅管

取樣時(shí)，將取樣鉆由袋（罐、桶）口的一角沿對(duì)角線插入袋（罐、桶）內(nèi)的1/3～3/4處，旋轉(zhuǎn)180后抽出，刮出鉆槽中物料作為一個(gè)子樣。（二）商品煤樣品的采集1.物料流中采樣物料流：一般指輸送帶上傳送的物料在物料流中采樣，通常采用舌形鏟，一次橫斷面采取一個(gè)子樣。采樣應(yīng)按照左、中、右進(jìn)行布點(diǎn)，然后采集。在橫截皮帶運(yùn)輸機(jī)采樣時(shí)，采樣器必須緊貼皮帶，而不能懸空鏟取物料。子樣數(shù)目及采取子樣的最少質(zhì)量：由煤的灰分含量高低及粒度大小確定

2.運(yùn)輸工具中的物料子樣布點(diǎn)方法：斜線三點(diǎn)法采樣；斜線四點(diǎn)法采樣；斜線五點(diǎn)法采樣車皮容量小于30t40t-50t50t以上

商品煤采樣點(diǎn)圖3.物料堆中采樣進(jìn)廠的成批物料，如果在運(yùn)輸過程中沒有取樣，進(jìn)廠后可在分批存放的料堆上取樣。其方法是：在料堆的周圍，從地面起每隔0.5m左右，用鐵鏟劃一橫線，然后每隔1～2m劃一豎線，間隔選取橫豎線的交叉點(diǎn)作為取樣點(diǎn)，如圖所示。在取樣點(diǎn)取樣時(shí)，用鐵鏟將表面刮去0.1m，深入0.3m挖取一個(gè)子樣的物料量，每個(gè)子樣的最小質(zhì)量不小于5kg。最后合并所采集的子樣。1～2mh=0.3mm=5kg0.5m

料堆上采樣點(diǎn)的分布

（三）礦石物料樣品的采集

礦山取樣一般采用刻槽取樣、鉆孔取樣、炮眼取樣、揀塊取樣或沿礦山開采面分格取樣等方法。一、破碎破碎：通過機(jī)械或人工方法將大塊的物料分散成一定細(xì)度物料的過程。

破碎可分為粗碎、中碎、細(xì)碎和粉碎4個(gè)階段。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室樣品的顆粒大小、破碎的難易程度，可采用人工或機(jī)械的方法逐步破碎，直至達(dá)到規(guī)定的粒度。破碎工具:鍔式破碎機(jī)、輥式破碎機(jī)、圓盤破碎機(jī)、球磨機(jī)、鋼臼、鐵錘、研缽等。二、過篩物料在破碎過程中，每次磨碎后均需過篩，未通過篩孔的粗粒再磨碎，直至樣品全部通過指定的篩子為止(易分解的試樣過170目篩，難分解的試樣過200目篩)。

篩號(hào)：根據(jù)每英寸距離的篩眼數(shù)目或每平方厘米中有多少篩孔而定。三、混勻混勻法通常有鐵鏟法或環(huán)錐法、掀角法。鐵鏟法或環(huán)錐法常用于手工混合大量實(shí)驗(yàn)室樣品。如鐵鏟法是在光滑而干凈的混凝土或木制平臺(tái)上，用鐵鏟將物料往一中心堆積成一圓錐，然后從錐底一鏟一鏟將物料鏟起，重新堆成另一個(gè)圓錐，來回翻倒數(shù)次。操作時(shí)物料必須從錐堆頂部自然灑落，使樣品充分混合均勻。也可采用機(jī)械混勻器進(jìn)行混勻。四、縮分

縮分是在不改變物料的平均組成的情況下，逐步縮小試樣量的過程。常用的有錐形四分法、正方形挖取法和分樣器縮分法。1.錐形四分法

將混合均勻的樣品堆成圓錐形，用鏟子將錐頂壓平成截錐體，通過截面圓心將錐體分成四等份，棄去任一相對(duì)兩等份。

四分法示意圖

2．正方形挖取法

將混勻的樣品鋪成正方形的均勻薄層，用直尺或特制的木格架劃分成若干個(gè)小正方形。用小鏟子將每一定間隔內(nèi)的小正方形中的樣品全部取出，放在一起混合均勻。其余部分棄去或留作副樣保管。

正方形挖取法3．分樣器縮分法

分樣器為中間有一個(gè)四條支柱的長方形槽，槽低并排焊著一些左右交替用隔板分開的小槽（一般不少于10個(gè)且須為偶數(shù)），在下面的兩側(cè)有承接樣槽。將樣品倒入后，即從兩側(cè)流入兩邊的樣槽內(nèi)，把樣品均勻地分成兩份，其中的一份棄去，另一份再進(jìn)一步磨碎、過篩和縮分。

分樣器示意圖

例題：

原始樣品質(zhì)量為16Kg，若該樣品的k值為0.5，當(dāng)破碎至顆粒直徑為4mm時(shí)，最低可靠質(zhì)量是多少？樣品是否可以縮分，若可以縮分，可縮分幾次？(a=2)試樣制備的結(jié)果對(duì)分析試樣粒度的要求與試樣分解的難易程度等因素有關(guān)。經(jīng)最后縮分得到的試樣一般為20～30g（可根據(jù)需要或少或多些），還需要在瑪瑙研缽中充分研細(xì)，使樣品最終全部通過170目(0.088mm)或200目(0.074mm)篩。

試樣標(biāo)簽試樣名稱：采集地點(diǎn)：采集時(shí)間：采集人：制樣時(shí)間：制樣人：制成試樣量：過篩號(hào)：§2.4試樣的分解—將固體試樣處理成溶液，或?qū)⒔M成復(fù)雜的試樣處理成簡單、便于分離和測(cè)定的形式，為各組分的分析操作創(chuàng)造最佳條件。分解試樣的目的常用的分解方法有酸堿溶解法、熔融法和半熔法一、

酸堿溶解法（一）酸溶法1．鹽酸（HCl）利用鹽酸的酸性、還原性和氯離子的強(qiáng)配位性，可以分解大多數(shù)的碳酸鹽、氧化物、氫氧化物、磷酸鹽、硼酸鹽、硫化物等。2．氫氟酸（HF）強(qiáng)配位能力，主要分解硅酸鹽3．

硝酸（HNO3）4．磷酸（H3PO4）配位能力強(qiáng)5．硫酸（H2SO4）6．高氯酸（HClO4）（二）堿溶法300～400g/L的氫氧化鈉溶液能劇烈分解鋁、錫、砷等兩性化合物及其合金。

二、熔融法熔融分解是利用酸性或堿性熔劑與試樣在高溫下進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)，使試樣中的組分轉(zhuǎn)化成易溶于水或酸的化合物，然后用水或酸浸取，使樣品中待測(cè)組分轉(zhuǎn)變?yōu)榭晒┓治鰷y(cè)定的離子或分子溶液。

熔融法的熔劑很多，一般多為堿金屬化合物。常用的有無水碳酸鈉（熔點(diǎn)850℃）、碳酸鉀（熔點(diǎn)891℃)、氫氧化鉀、氫氧化鈉（熔點(diǎn)460℃）

、焦硫酸鉀（熔點(diǎn)325℃）

、硼砂、偏硼酸鋰等。焦硫酸鉀（K2S2O7）：約450℃開始分解放出三氧化硫，三氧化硫與中性或堿性的氧化物作用生成可溶性硫酸鹽。坩堝：瓷、鉑、銀、鐵、鎳坩堝三、半熔法是指熔融物呈燒結(jié)狀態(tài)的一種熔樣方法，又稱燒結(jié)法。此法在低于熔點(diǎn)的溫度下，讓試樣與固體試劑發(fā)生反應(yīng)。常用的半溶法熔劑有:MgO-Na2CO3（2+3）,MgO-Na2CO3（2+1），ZnO-Na2CO3（1+2）。

硅酸鹽分析中采用的半熔法一般是在鉑坩堝中，加入試料質(zhì)量的0.6～1倍的無水碳酸鈉，于950℃溫度下灼燒5～10min。石灰石、白堊土、水泥生料的系統(tǒng)分析，常用此方法分解試樣。四、其它的分解法

（一）電解氧化溶解法（二）加壓溶解法（三