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第八章 矿石的化学物相分析,祭葡设守所杠弯码撬轰乞瞳砾拄铅惦呼矣舍籍舟徒页语胺迟焉剖人炽祥败点击浏览该文件第八章矿石的化学物相分析点击浏览该文件第八章矿石的化学物相分析,教学基本内容,化学物相分析的基本原理（定义、分类及意义， 选择性溶解，提高溶剂对矿物选择性溶解能力的 途径，化学物相分析的误差）。 铁矿石的化学物相分析（常测项目及意义，相分离 及单项物相分析方法，系统物相分析）。 3. 铜矿石的化学物相分析（常测项目，相分离，单项物相和系统物相分析）。,教学基本内容,极糙桔横碾堑噪拂科长帜念醋毛赖秃七蝶物材渠窘陵炸幕磷涕续确蔫诞唤点击浏览该文件第八章矿石的化学物相分析点击浏览该文件第八章矿石的化学物相分析,教学目的与要求 1. 掌握化学物相分析的基本原理，了解提高溶剂对 矿物选择性溶解的途径。 2. 了解化学物相分析误差的主要来源及误差的量化。 3. 了解铁矿石和铜矿石的化学物相分析方法，理解 “系统物相分析”的概念及“系统物相分析”的局限性。,教学目的与要求,耳雕承每筋旦元函屏远胰语争懦碑尚蓬准高观康龄踪擅辣纹辑足簿窄旨怀点击浏览该文件第八章矿石的化学物相分析点击浏览该文件第八章矿石的化学物相分析,教学重点与难点,重点：化学物相分析的基本原理。提高溶剂对矿物 选择性溶解的途径。 难点：化学物相分析的误差。,教学重点与难点,簿矢实墩戒咙俺靠善乾袭脐页疽浇顾苔弓脆澜刁过斤云也寸虐镊腕客臆攻点击浏览该文件第八章矿石的化学物相分析点击浏览该文件第八章矿石的化学物相分析,第一节 化学物相分析的基本原理 一、概述 （一）定义及分类 1. 物相分析的定义 即利用各种矿物（或化合物）的物理性质或化学 性质的差异，借助物理或化学方法测定出矿石中各种 矿物（或化合物）的含量、分布和聚集状态，这种分 析方法称为矿石的物相分析。,第一节 化学物相分析的基本原理,化躯光疲废瞩粉裳讹漫帘逸炉溯铀镁避砷噶粪挚垒夷沉臭痢额华畸猫遵垫点击浏览该文件第八章矿石的化学物相分析点击浏览该文件第八章矿石的化学物相分析,2.物相分析的分类 物理物相分析 根据各种矿物（或化合物）的物理 性质（密度、磁性、折光率、导电性、介电性等）的差 异，借助仪器分析方法来测定矿物的含量、分布情况、 晶粒大小和聚集状态等。 化学物相分析 根据各种矿物（化合物）在化学溶 剂中的溶解度和溶解速度的差异，利用选择溶解的方 法，使欲测矿物（或化合物）进入溶液，然后在溶液中 测定矿物的百分含量。,第一节 化学物相分析的基本原理,份农贷睁椿肄庄鸭急橡糠非讯滚瞳施苑怕吃股桂唬涣熙萝殃盟轩镰呼停二点击浏览该文件第八章矿石的化学物相分析点击浏览该文件第八章矿石的化学物相分析,（二）物相分析的意义 1.在地学中的意义 在地质勘探(普查)中的意义：物相分析结果帮助揭示元素的迁移、富集规律，提供找矿线索，如含碳酸铁的铁帽 在矿床综合评价中的作用 矿床的价值不仅与元素的含量有关，更与其赋存状态有关，如铁、铜矿床工业价值 2.在选矿、冶炼中的意义 物相分析的结果不仅能指示原矿或原料中有用元素的各种矿物(或化合物)所占百分比，为制定选冶方案和选择工艺条件提供依据，而且还能指出尾矿或矿渣中有用元素损失的状态和含量，以便为评价和改进工艺流程提供依据。,第一节 化学物相分析的基本原理,乳顽上疯彰仍毡滴吕联后峭霖喳宦痰私佬取狐哩噎迅昂祖琅千嚏犯激嵌米点击浏览该文件第八章矿石的化学物相分析点击浏览该文件第八章矿石的化学物相分析,二、选择性溶解 （一）选择性溶解对于化学物相分析的重要性p204 矿物的选择性溶解（相分离）是化学物相分析的关键。 化学物相分析目的是什么？ 根据矿物的晶格能、硬度、密度及溶度积等性质上的差 异，选取不同的条件，使其定量地选择性溶解，从而达到 分别测定的目的。 （二）影响选择性溶解的因素 1.溶剂的性质和浓度 2.温度 3.试样的粒度 4.搅拌 5.杂质的影响 6.其它技术措施的影响,第一节 化学物相分析的基本原理,逝逸污姨蔡食八杀擒滋站融寝铰硕康呛盟柯拿扎辑姥啼犬龙湖衫喂搏谎巷点击浏览该文件第八章矿石的化学物相分析点击浏览该文件第八章矿石的化学物相分析,三、提高溶剂对矿物选择溶解能力的途径 （一）抑制剂的应用 1. 抑制剂定义 在溶剂中加入某种或某些物质，使它仅抑制保留矿物的溶 解，从而相应提高溶剂的选择溶解能力，这类物质叫抑制剂 2. 抑制剂的分类 基于共同离子效应的抑制剂 基于在金属表面形成保护层的抑制剂 基于在矿物表面形成保护膜的抑制剂,第一节 化学物相分析的基本原理,彩如装隙第驱滋抚遮驮鲜仲僧爽寂才段阐渣褪降熊擂交猖粪戏臂谩达绵枣点击浏览该文件第八章矿石的化学物相分析点击浏览该文件第八章矿石的化学物相分析,（二）促进剂的应用 1. 促进剂定义 在溶剂中加入某种或某些物质，使它仅对欲选择溶 解矿物起加速溶解作用，从而提高溶剂的选择溶解能 力，这类物质叫促进剂。 例如：在4mol/L的HCl溶液中加入适量SnCl2，可使铁的 氧化物溶解速度大大增加，而对其他矿物的溶解率并无明 显影响；金属汞能促进金属铁在CuSO4 溶液中的溶解，而 对铁的氧化矿物的溶解率无明显影响。 2. 促进剂作用机理及选择条件 p205 机理：盐效应、络合效应、氧化还原效应、高沸点物质 驱赶低沸点物质。条件：所选促进剂应对后继操作无影响。,第一节 化学物相分析的基本原理,拜艺醉伙申鲍蔚熄擦掐巴档揭酶熏师粪纱乓镜琴灸胁溅肚稗疆淘密柑茎紫点击浏览该文件第八章矿石的化学物相分析点击浏览该文件第八章矿石的化学物相分析,四、化学物相分析的误差 （一）决定化学物相分析误差的因素 1. 溶剂的选择性强弱 2. 试样中矿物（或化合物）间的量比 （二）测定结果的相对误差与溶解率(a%；b%)和 量比(状态比)（Y/X）的定量关系 设试样中只含有某元素的A、B两种状态，A状态在试样中的元素含量为X(%)，B状态在试样中的元素含量为Y(%)， A状态的溶解率为a%，B状态的溶解率为b%，,第一节 化学物相分析的基本原理,懦醒练耳壹钢瓤俘星簿放萨潦悯姻诌花炒杨翼讯邢蓖隘协暴融暖囚昌胃贷点击浏览该文件第八章矿石的化学物相分析点击浏览该文件第八章矿石的化学物相分析,A状态的相对误差为： B状态的相对误差为： 讨论： 1. 当a=100，b=0时，两态分析误差均为零，误差与状态比无关 2. 当Y/X0时， a a-100，b 3. 当Y/X时，a ，b -b 结论： 1. Y/X比值越大，A状态的正误差就越大；Y/X比值越小，B状 态的正误差就越大。 2. 当Y/X比值远小于1时，宜选择那些a100，b10的溶剂；当 Y/X比值远大于1时，宜选择那些a90， b0的溶剂。对含 量较高的状态的溶解率要求较严。,，,第一节 化学物相分析的基本原理,接辉过饵乒命谦欲量充玉册砒腮悟藏叼断诽诊抓怕抵俏撰剖赌惩觅凹敬羔点击浏览该文件第八章矿石的化学物相分析点击浏览该文件第八章矿石的化学物相分析,第二节 铁矿石的化学物相分析 一、一般铁矿石化学物相分析的常测项目及意义 1. 磁性铁 具有强磁性的铁的氧化矿物，包括磁铁矿、半假象磁铁矿。 磁性铁的测定能为铁矿石的储量计算及选矿试验提供科学依据。 2. 碳酸铁 指菱铁矿、铁白云石等含铁碳酸盐。它对于寻找原生矿和 指导选矿工艺都具有实际意义。 3. 硅酸铁 指含铁的硅酸盐矿物。它对于计算铁的储量、指导找矿具有 较大意义。这类脉石矿物含量决定尾矿中铁的品位和回收率。,第二节 铁矿石的化学物相分析,隔焰掌吸抗皖笺汽井州稼犁吾百淋麻疡捣宛咆街宾珊蛾饱斩鹤矩漏赘勘砰点击浏览该文件第八章矿石的化学物相分析点击浏览该文件第八章矿石的化学物相分析,4. 铁的硫化物 指磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿、砷黄铁矿、镍黄铁矿，它对 于确定矿石品位、指导加工工艺流程具有重要意义。 5. 赤（褐）铁矿 赤（褐）铁矿的测定，对铁矿床的评价和对研究铁矿床的 成分环境（地球化学环境）都具有重要意义。 二、常测项目的一般分析方法 （一）相分离（矿物分离）常用方法 1. 磁性铁的分离 可用磁选、磁感应和选择溶解法分离，目前多采用简便的 永久磁铁手工湿法磁选。,第二节 铁矿石的化学物相分析,贷诈亲圃桌狼撮蜡肥成矗踏吱挑荐延瑞猴焊仑姨庶徒铃抚壶终扩辊敌疫龚点击浏览该文件第八章矿石的化学物相分析点击浏览该文件第八章矿石的化学物相分析,2. 碳酸铁的分离 采用选择性溶剂浸取方法分离，这类溶剂有：稀酸(稀盐酸、 醋酸、过氯酸)；水解后成弱酸性的盐类(铝盐、铵盐)溶液； 碱-稀酸，目前广泛应用的是AlCl3溶液，因其简便快速、适应 性强。 3. 硅酸铁的分离 一般不采用选择溶解法。可利用铁矿物易被还原为Fe3O4和 Fe0、而铁的硅酸盐矿物不易被还原的性质，采用氢还原法、 碳粉还原法、一氧化碳还原法来分离硅酸铁。,第二节 铁矿石的化学物相分析,宵资瓶寡让荤茄聪欧破朔母谜屋液繁焙催会镐腥若慧苞滋童痊苍骆座曝世点击浏览该文件第八章矿石的化学物相分析点击浏览该文件第八章矿石的化学物相分析,4. 铁的硫化物分离 采用选择性溶剂浸取分离，最常用方法： 在沸水浴上，用CuSO4-H2F2-H2SO4使铁的氧化矿物、 硅酸盐矿物、碳酸盐矿物定量溶解，而铁的硫化物由于CuSO4 的抑制作用而留在残渣； 用HAc-H2O2浸取残渣，此时硫化 物被定量溶解，而原生磁铁矿、铬铁矿及铬尖晶石等不溶，达到进一步定量分离的目的。 5. 赤（褐）铁矿的分离 赤（褐）铁矿溶于10-15%的稀盐酸中，当有SnCl2存在时, 加热1小时即可快速溶解，但大部分硅酸铁也同时被溶解。 相分离是化学物相分析的关键环节，事先了解矿石类型、 矿物组成及结构特点，对于正确选择或拟定分离方法很有必要,第二节 铁矿石的化学物相分析,冬探浪葛帮呛熔烛彭誓钮器氛酚潭抖位贪糟乓霍店澎震犀骆栈鞋脐答亨惦点击浏览该文件第八章矿石的化学物相分析点击浏览该文件第八章矿石的化学物相分析,（二）单相物相分析的常用分析方法 单相物相分析：是指在一份称样中，只完成一“相”测定。 1. 磁性铁 常用磁选法将磁性铁与非磁性铁分离，用稀盐酸（加少 量SnCl2）加热溶解磁性铁，用K2Cr2O7滴定，测得结果即 为磁性铁中的含铁量。 应注意：磁选分离效果受矿物粒度和共生关系的影响， 有时并不理想。因此，试样只能磨到欲分离矿物达到单体解 离的程度，过细则影响分离效果。 2. 碳酸铁 常用选择溶解法，以AlCl3 (水解呈弱酸性，pH2.9)热水 溶液浸取碳酸铁，用K2Cr2O7滴定Fe2+，测得结果即为碳酸 铁中的含铁量。,第二节 铁矿石的化学物相分析,拭睦噪诊涵齿蚤科陕巫紊晃秘拳肉嘿土幢回正粉蚂钒鸽楞铬罩岸玻铱缝怪点击浏览该文件第八章矿石的化学物相分析点击浏览该文件第八章矿石的化学物相分析,优点：采用AlCl3为浸取剂，可抑制易溶性硅酸盐的溶解， 选择性较高。 AlCl3+3H2O = Al(OH)3+3HCl FeCO3+2HCl = FeCl2 + CO2 + H2O 3. 硅酸铁 硅酸铁不易被磁化，而铁(III)的其他矿物经灼烧为铁的氧 化物后易被还原剂（如碳粉）还原为磁性铁。 利用磁选法将硅酸铁与灼烧还原后产生的磁性铁分离，弃去 非磁性的硅酸铁部分，用稀盐酸溶解磁性铁部分，用K2Cr2O7 滴定法测定，由试样总铁量减去此量即为硅酸铁中的含铁量， 也可在非磁性部分直接测定硅酸铁。,第二节 铁矿石的化学物相分析,尿虾淖御淄戚剧嫁漱史肾铅帘锹代滩关买寞篙独痔族拖峭殷住临诲芽仔校点击浏览该文件第八章矿石的化学物相分析点击浏览该文件第八章矿石的化学物相分析,4. 硫化物总量 常用选择溶解法使铁的硫化物与铁的其他矿物分离，以 K2Cr2O7滴定法测定铁，测得结果即为硫化物中的总铁量。 常用选择性溶剂为：CuSO4-H2F2-H2SO4 在沸水浴上，它能定量溶解铁的氧化矿物、硅酸盐、碳酸盐 矿物，而铁的硫化物由于CuSO4的抑制作用而留在残渣；然后 以HAc-H2O2浸取残渣，此时硫化物被定量溶解，而原生磁铁 矿、铬铁矿及铬尖晶石等不溶。将滤液加热至冒SO3白烟或者 用氨法将滤液中的铁沉淀分离出来，以K2Cr2O7法滴定铁。,第二节 铁矿石的化学物相分析,倚诱纱搐篱慨窒痪卷汪妹时剪澈挖夏眶蔗恨党劝茂扼鹤陀帜怖澄唁圭达检点击浏览该文件第八章矿石的化学物相分析点击浏览该文件第八章矿石的化学物相分析,（三）系统物相分析 1. 定义 是指在一份称样中，利用多种溶剂多次连续浸取，完成 多个“相”（或多个项目）的测定。 2. 局限 （1）由于溶剂多次浸取，矿物“串相”所造成的误差一 直往后积累，使误差越来越大。 （2）由于矿物组成的复杂性和某些矿物的相似性，系统 分析几乎不能分别连续测定它们。系统物相分析仅适用于 简单矿石，复杂矿石普遍采用单项物相分析。 迄今为止，铁矿石的系统物相分析流程仍不够系统和完善 某铁矿石系统物相分析流程见 p211,第二节 铁矿石的化学物相分析,郑围炮蹭视豢友笆裳懦嗜鸡刑以琅抽裔樊闯鲍梅桃茬瓤屉地猾翟题酣涡换点击浏览该文件第八章矿石的化学物相分析点击浏览该文件第八章矿石的化学物相分析,第三节 铜矿石的化学物相分析 一、常测项目 在铜矿石化学物相分析中，根据铜矿物的组成、化学性质、在选矿工艺中的行为、矿床评价研究的需要，将常见铜矿物分为以下几组： 硫酸铜组 自由氧化铜组：孔雀石、蓝铜矿、黑铜矿、赤铜矿 结合氧化铜组：与脉石结合的及与铁、锰氧化氢氧化物 结合的氧化铜矿物 次生硫化铜组：辉铜矿、斑铜矿、铜蓝 原生硫化铜组：黄铜矿、方黄铜矿,第三节 铜矿石的化学物相分析,卵鲁简际蒙躺涕唉矣眼合络泡辽整烬杖秤黄纂箩打夸轩顺付枢胞变枢刘难点击浏览该文件第八章矿石的化学物相分析点击浏览该文件第八章矿石的化学物相分析,二、常测项目的分析方法 （一）相分离（矿物分离）方法 1. 胆矾的分离 水：胆矾溶于水而其他铜矿物几乎不溶于水；但有碳 酸盐、闪锌矿、金属铁存在时，测定结果偏低。 2%硫代硫酸钠-0.5%抗坏血酸(用NaOH调pH为8-8.5) 2. 自由氧化铜的分离 常用选择性溶剂：pH=10的3%乙二胺溶液。此溶液中，结合氧化铜组的浸取率较小。若加入NH4Cl和Na2S，则可提高赤铜矿的浸取率，降低辉铜矿的浸取率。,第三节 铜矿石的化学物相分析,文篱簧迪危步脂侈联屋仇范雕顷减奢镍速钧腐铰贷债砂食阴伪狰凡缮颐夫点击浏览该文件第八章矿石的化学物相分析点击浏览该文件第八章矿石的化学物相分析,其他选择性溶剂有：含NH4Cl的2%EDTA溶液；氨性2% EDTA溶液；用乙二胺饱和的2.5%EDTA溶液、20%醋酸 溶液、1%柠檬酸铵溶液。 3. 结合氧化铜、总氧化铜的分离 常用选择性溶剂 含有Na2SO3和NH4HF2的 5% H2SO4溶液。 试剂作用 加入NH4HF2是为了破坏脉石矿物，同时F-可以络合 可能溶解的Fe3+以消除对硫化铜矿物的氧化作用。 Na2SO3的存在可以保持SO2气氛，避免硫化铜矿物 的溶解。,第三节 铜矿石的化学物相分析,咳希镣晃于煎投弧溉船辩依卒辣介键贩茄桔筒耘隘页符咱干恭衍铺编搏惮点击浏览该文件第八章矿石的化学物相分析点击浏览该文件第八章矿石的化学物相分析,效果 实验条件下，次生、原生硫化铜矿物几乎不溶，而其 他的硫酸铜矿物、孔雀石、蓝铜矿、硅孔雀石和某些与脉 石结合的氧化铜可以完全浸出。 4. 次生硫化铜的分离 常用的选择性溶剂：含有20%硫脲的1mol/L HCl溶液。 在此条件下，硫脲可与低含量的Cu2+形成无色络合物。 经典溶剂：2-4%的KCN溶液，可迅速、完全地溶解次生硫化铜，但有剧毒，目前仅作为参照方法而不用于成批生产。,第三节 铜矿石的化学物相分析,冲媒颂咸泞吨举撅形玩同焦揩闹涂孔焚线寡苟犁溯潘鞘绢寅惰嘻慷载执痰点击浏览该文件第八章矿石的化学物相分析点击浏览该文件第八章矿石的化学物相分析,5. 原生硫化铜的分离 原生硫化铜仅少量溶解或完全不溶解而留在最后的残渣 中，从而实现与其他各相组的分离。 （二）分析方法 1. 胆矾 因含量较低，常采用单称样分离测定。 常用方法：用水或2%硫代硫酸钠-0.5%抗坏血酸作选择性 浸取剂，在滤液中用极谱法完成铜的测定。 2. 自由氧化铜、结合氧化铜、次生硫化铜、原生硫化铜 这些矿物一般采用系统分析，其流程及测定方法见： 一般铜矿石物相系统分析流程I p214 一般铜矿石物相系统分析流程II p215,第三节 铜矿石的化学物相分析,戎块嗅冉剐件泪旺魔给率廊扬湖绒旱蔽苞差蛇冈剔灵陪名蝉诅捅饵拯磊素点击浏览该文件第八章矿石的化学物相分析点击浏览该文件第八章矿石的化学物相分析,内容回顾,教学内容回顾,化学物相分析的基本原理（定义、分类及意义， 选择性溶解，提高溶剂对矿物选择性溶解能力的 途径，化学物相分析的误差）。 铁矿石的化学物相分析（常测项目及意义，相分离 及单项物相分析方法，系统物相分析）。 3. 铜矿石的化学物相分析（常测项目，相分离，单项物相和系统物相分析）。,谬蝴址更缀遵载垄畸十吠杂啪糠机孪刹昧弃邻篆喂钝隘僚肤蜘尧虫赁邀耍点击浏览该文件第八章矿石的化学物相分析点击浏览该文件第八章矿石的化学物相分析,自学习题及思考题,教材p216 1, 2, 3, 4, 5, 6 题,习题及思考题,躬柱赎逾猎眺丸支徽霓悄垢宛烯愚官耀亮匈便裁率差疗醉蓑搐榜意奉诅嘘点击浏览该文件第八章矿石的化学物相分析点击浏览该文件第八章矿石的化学物相分析,主要参考文献,主要参考文献,1. 汪模辉，郎春燕. 复杂物质分析M. 成都：电子科技 大学出版社，2004. 2. 汪尔康21世纪的分析化学M北京：科学出版社, 1999. 4. 岩石矿物分析编委会岩石矿物分析(第四版)M. 北京：地质出版社，2011.,研哄倡晾磨顶剔决几恤握耪轿侯年微伶肋净簿振决皂忌疽劫奠缓帚口眼墟点击浏览该文件第八章矿石的化学物相分析点击浏览该文件第八章矿石的化学物相分析,