工业分析与检验之试样的采取和制备(精品).ppt

在第一章我们学过了工业分析的任务和作用，请在第一章我们学过了工业分析的任务和作用，请大家回顾一下：大家回顾一下：工业分析是分析化学在工业生产中的具体应用。工业分析是分析化学在工业生产中的具体应用。是研究物料组成的分析方法和相关理论的集合体。是研究物料组成的分析方法和相关理论的集合体。工业分析具有不同于普通教学分析实验的特点。工业分析具有不同于普通教学分析实验的特点。代表性、代表性、分解方法、分解方法、除干扰、除干扰、分析速度分析速度课程的导入课程的导入工业分析是工业生产的眼睛，可以指导和促进生产。工业分析是工业生产的眼睛，可以指导和促进生产。1/25/2023第二章第二章 试样的采取和制备试样的采取和制备Chapter 2 Collection and preparation of test samples 2.1 概概 述述 工业分析的任务是从大批物料工业分析的任务是从大批物料(工业生产中的工业生产中的原料、辅助原料、辅助材料、中间产品、产品、副产品及生产过程中的废物材料、中间产品、产品、副产品及生产过程中的废物等）中等）中确定某种或某些组分的平均质量分数。用于指导和促进工业确定某种或某些组分的平均质量分数。用于指导和促进工业生产，被誉为工业生产的生产，被誉为工业生产的“眼睛眼睛”，起到，起到“把关把关”的作用。的作用。工业分析测定步骤：工业分析测定步骤：1 采样采样 2 制样制样 3 分解样品分解样品 4 消除干扰消除干扰5 方法的选择方法的选择 6 结果的计算和数据的评价结果的计算和数据的评价本章我们的重点：本章我们的重点：样品的采取与处理样品的采取与处理试样的制备与分解试样的制备与分解1/25/2023一、样品采集的意基本术语、基本原则一、样品采集的意基本术语、基本原则 在工业分析工作中，常需要从大批物料中或大面在工业分析工作中，常需要从大批物料中或大面积的矿山上采取实验室样品。积的矿山上采取实验室样品。实验室样品就必须有较高的实验室样品就必须有较高的代表性代表性.实验室样品实验室样品(laboratory sample)送实验室供检验或测试而制备的样品。就是按科送实验室供检验或测试而制备的样品。就是按科学的方法所选取的少量能代表整批物料或某一矿山地学的方法所选取的少量能代表整批物料或某一矿山地段的平均组成的样品段的平均组成的样品,也叫也叫原始平均试样原始平均试样。试样试样(test sample)由实验室样品制得的样品由实验室样品制得的样品.试料试料(test portion)用以分析测定所称取的一定量的试样用以分析测定所称取的一定量的试样 1/25/2023 在在采采样样点点上上采采集集一一定定量量的的物物料料称称为为子子样样；在在一一个个采采集集对对象象中中分分布布的的取取样样品品点点的的个个数数称称为为子子样样的的数数目目；合合并并所所有有的的子子样样称称为为实实验验室室样样品品即即原原始始平均试样平均试样；1/25/2023采样注意的问题采样注意的问题 采采取取有有代代表表性性的的实实验验室室样样品品时时，应应根根据据物物料料的的堆堆放放情情况况及及颗颗粒粒大大小小，从从不不同同部部位位和和深深度度选选取取多多个个采采样样点点，采采取取一一定定量量的的样样品品，混混合合均均匀匀。采采取取的的份份数数越越多多越越有有代代表表性性。但但是是采采样样量量过过大大，会会给给后后面面的的制制样样带来麻烦。带来麻烦。1/25/2023采集量经验计算公式采集量经验计算公式对对于于不不均均匀匀的的物物料料，可可采采用用下下列列试试样样的的采采集集量量经经验计算公式：验计算公式：mQ kda 式中式中 d 实验室样品中最大颗粒的直径，实验室样品中最大颗粒的直径，mm mQ 采取实验室样品的最低可靠质量，采取实验室样品的最低可靠质量，kg k、a 经验常数，由实验室求得经验常数，由实验室求得 一般一般k值在值在0.02 1之间，样品越不均匀，之间，样品越不均匀，k值越大，物料均匀值越大，物料均匀0.1 0.3，物料不太均匀物料不太均匀0.4 0.6，物料极不均匀物料极不均匀0.7 1.0；a=1.5 2.7，理查理查-切乔特等人把其规定为切乔特等人把其规定为21/25/2023例如：采集某矿石样品时，若此矿石的最大颗例如：采集某矿石样品时，若此矿石的最大颗粒直径为粒直径为20 mm，k 值为值为0.06 kg/mm2mQ0.06 kg/mm2(20 mm)2 24 kg如果将上述矿石最大颗粒破碎至如果将上述矿石最大颗粒破碎至4 mmmQ0.06 kg/mm2(4 mm)2 0.96 kg 1kg结论：结论：样品的颗粒越大，称样量越大样品的颗粒越大，称样量越大1/25/20232.2 采样方法采样方法 采样对象不同，采样方法也不相同：采样对象不同，采样方法也不相同：一、气态物料样品的采集一、气态物料样品的采集 二、液态物料样品的采集二、液态物料样品的采集 三、固态物料样品的采集三、固态物料样品的采集1/25/2023一、气态物料样品的采集一、气态物料样品的采集 由由于于气气体体物物料料易易于于扩扩散散，而而容容易易混混合合均均匀匀。工工业业气气体体物物料料存存在在状状态态如如：动动态态、静静态态、正正压压、常常压压、负负压压、高高温温、常常温温、深深冷冷等等，且且许许多多气气体体有有刺刺激激性性和和腐腐蚀蚀性性，所所以以，采采样样时时一一定定要要按按照采样的技术要求，并且注意安全。照采样的技术要求，并且注意安全。1/25/2023采样设备采样设备 一般运行的生产设备上安装有采样阀。气一般运行的生产设备上安装有采样阀。气体采样装置一般有采样管、过滤器、冷却器及体采样装置一般有采样管、过滤器、冷却器及气体容器组成。气体容器组成。采样管用玻璃、瓷或金属制成。气体温度采样管用玻璃、瓷或金属制成。气体温度高时，应以流水冷却器将气样降至常温。冷却高时，应以流水冷却器将气样降至常温。冷却器有玻璃制的和金属制的。玻璃冷却器适用于器有玻璃制的和金属制的。玻璃冷却器适用于气温不太高的气体物料，金属冷却器适用于气气温不太高的气体物料，金属冷却器适用于气 温很高的气体物料。温很高的气体物料。1/25/2023 气体物料的气体物料的3 3种采样方法种采样方法 1/25/2023采样方法的详细介绍采样方法的详细介绍 eg.常压状态气体采样常压状态气体采样 气体状态：等于大气压或低正压或低气体状态：等于大气压或低正压或低 负压负压 采样方法：封闭液采样法采样方法：封闭液采样法 使用容器：采样瓶或采样管使用容器：采样瓶或采样管1/25/20231/25/2023采样瓶采样的步骤采样瓶采样的步骤1/25/2023 抽气泵减压法采样抽气泵减压法采样（适用于低气压或负压不太高的负压状态气体适用于低气压或负压不太高的负压状态气体）1/25/20231/25/20232020空气采样器1/25/2023二、液态物料样品的采集二、液态物料样品的采集p15p15 样品的类型样品的类型（一）（一）流动液体流动液体物料物料的采样的采样（二）（二）静止液体静止液体物料物料的采样的采样 1大储罐物料大储罐物料 2小储罐物料小储罐物料 1/25/2023采样器一 简单采样器简单采样器1、绳子；2、带有软绳的橡胶塞；3、采样瓶；4、铅锤；5、铁框；6、挂钩 急流采样器急流采样器 1、带重锤的铁框；2、长玻璃管；3、采样瓶；4、橡胶塞；5、短玻璃管；6、钢管；7、橡胶管；8、夹子1/25/2023 1.上浮球上浮球 2.支撑杆支撑杆 3.高液位取样管高液位取样管 4.中间取样管中间取样管 5.低液位取样管低液位取样管 6.罐壁罐壁 7.取样泵取样泵 8.支座支座 HFCY油罐自动采样器原理图油罐自动采样器原理图1/25/2023ZSC-II智能恒温智能恒温水水样采采样器器1/25/2023三、固态物料样品的采集三、固态物料样品的采集（一）不同包装中固态工业产品的采集（一）不同包装中固态工业产品的采集 如对于袋装化肥，通常规定如对于袋装化肥，通常规定50件以内抽取件以内抽取5件；件；51100件，每增件，每增10件，加取件，加取1件；件；101500件，每增件，每增50件，加取件，加取2件；件；5011000件以内，每件以内，每增增100件，加取件，加取2件；件；10015000件以内，每增件以内，每增100件，加取件，加取1件。将子样均匀地分布该批物料中，件。将子样均匀地分布该批物料中，然后用采样工具进行采集。然后用采样工具进行采集。1/25/2023取样钻取样钻 自袋、罐、桶自袋、罐、桶中采集粉末装中采集粉末装物料样品时，物料样品时，通常采用取样通常采用取样钻。取样钻为钻。取样钻为钻身钻身750mm，外径外径18mm，槽口宽槽口宽12mm，下端下端30 角角锥的不锈钢管锥的不锈钢管或铜管或铜管 取样时，将取取样时，将取样钻由袋（罐、样钻由袋（罐、桶）口的一角桶）口的一角沿对角线插入沿对角线插入袋（罐、桶）袋（罐、桶）内的内的1/33/4处，处，旋转旋转180 后抽后抽出，刮出钻槽出，刮出钻槽中物料作为一中物料作为一个子样。个子样。1/25/2023（二）其他固体样品的采集（二）其他固体样品的采集1.物料流中采样物料流中采样 在物料流中采样，通常采用舌形铲，一次横断面采在物料流中采样，通常采用舌形铲，一次横断面采取一个子样。采样应按照左、中、右进行布点，然后采取一个子样。采样应按照左、中、右进行布点，然后采集。在横截皮带运输机采样时，采样器必须紧贴皮带，集。在横截皮带运输机采样时，采样器必须紧贴皮带，而不能悬空铲取物料。而不能悬空铲取物料。2.运输工具中的物料运输工具中的物料p15 1/25/2023商品煤采样点图商品煤采样点图1/25/20233.物料堆中采样物料堆中采样 进厂的成批物料，如果在运输过程中没有取样，进进厂的成批物料，如果在运输过程中没有取样，进厂后可在分批存放的料堆上取样。厂后可在分批存放的料堆上取样。其方法是：在料堆的周围，从地面起每隔其方法是：在料堆的周围，从地面起每隔0.5m左右，左右，用铁铲划一横线，然后每隔用铁铲划一横线，然后每隔12m划一竖线，间隔选划一竖线，间隔选取横竖线的交叉点作为取样点，如图所示。在取样点取横竖线的交叉点作为取样点，如图所示。在取样点取样时，用铁铲将表面刮去取样时，用铁铲将表面刮去0.1m，深入深入0.3m挖取一个挖取一个子样的物料量，最后合并所采集的子样。子样的物料量，最后合并所采集的子样。1/25/202312mh=0.3m0.5m 料堆上采样点的分布料堆上采样点的分布 1/25/2023 （三）矿石物料样品的采集（三）矿石物料样品的采集 矿山取样一般采用矿山取样一般采用刻槽刻槽取样、取样、钻孔钻孔取取样、样、炮眼炮眼取样、取样、拣块拣块取样或取样或沿矿山开采面沿矿山开采面分格分格取样等方法。取样等方法。1/25/2023 （四）建材行业生产过程中的半成品和成品取样（四）建材行业生产过程中的半成品和成品取样1 1出磨生料、水泥的取样出磨生料、水泥的取样2 2水泥熟料的取样水泥熟料的取样3 3出厂水泥取样出厂水泥取样4 4陶瓷半成品和成品的取样陶瓷半成品和成品的取样5 5玻璃成品的取样玻璃成品的取样1/25/2023（五）钢样样品的采集（五）钢样样品的采集1.1.熔炼阶段分析试样的采集熔炼阶段分析试样的采集2.2.钢材分析试样的取样钢材分析试样的取样3.3.采集试样的注意事项采集试样的注意事项1/25/20232.3 试样的制备试样的制备在不改变原始平均样品的组成情况下，对其进行在不改变原始平均样品的组成情况下，对其进行一系列加工处理，缩减试样量，并使之成为组成一系列加工处理，缩减试样量，并使之成为组成均匀、粒度很细的适用于分析测试的分析试样的均匀、粒度很细的适用于分析测试的分析试样的过程叫试样的制备过程叫试样的制备。固体固体试样的制备一般需要经试样的制备一般需要经过破碎、过筛、混合、缩分等步骤。过破碎、过筛、混合、缩分等步骤。1/25/2023一、破碎一、破碎 破碎可分为破碎可分为粗碎粗碎、中碎中碎、细碎细碎和和粉碎粉碎4 4个阶个阶段。根据实验室样品的颗粒大小、破碎的难易段。根据实验室样品的颗粒大小、破碎的难易程度，可采用人工或机械的方法逐步破碎，直程度，可采用人工或机械的方法逐步破碎，直至达到规定的粒度。至达到规定的粒度。粗碎：将最大颗粒直径碎至粗碎：将最大颗粒直径碎至2525毫米毫米 中碎：将中碎：将2525毫米碎至毫米碎至5 5毫米毫米 细碎：将细碎：将5 5毫米碎至毫米碎至0.150.15毫米毫米 粉碎：将粉碎：将0.150.15毫米粉磨至毫米粉磨至0.0750.075毫米以下毫米以下1/25/2023 破碎一般采用机械（颗式粗碎机、破碎一般采用机械（颗式粗碎机、锷锷式轧碎机、园式轧碎机、园盘式细碎机或球磨机等）破碎，或手工破碎（如用大锤盘式细碎机或球磨机等）破碎，或手工破碎（如用大锤或手锤在平滑的锰钢板上将物料击碎，以及使用钢杆，或手锤在平滑的锰钢板上将物料击碎，以及使用钢杆，皿和瓷的乳钵或玛瑙研钵等）皿和瓷的乳钵或玛瑙研钵等）在破碎时要注意破碎设备的清洁和磨损，以免引起在破碎时要注意破碎设备的清洁和磨损，以免引起杂质，同时要防止颗粒跳出，粉末飞散，也不可随意丢杂质，同时要防止颗粒跳出，粉末飞散，也不可随意丢弃难破碎的任何颗粒。弃难破碎的任何颗粒。以上每个破碎阶段，又分为四种工序：破碎、过筛、以上每个破碎阶段，又分为四种工序：破碎、过筛、混匀、缩分。混匀、缩分。破碎的目的，是为了把试样破碎至所要求的细度，以破碎的目的，是为了把试样破碎至所要求的细度，以便于试样的缩分，和在分析时，有利于试样的分解便于试样的缩分，和在分析时，有利于试样的分解1/25/2023二、过筛二、过筛 物料在破碎过程中，每次磨碎后均需过筛，物料在破碎过程中，每次磨碎后均需过筛，未通过筛孔的粗粒再磨碎，直至样品全部通过未通过筛孔的粗粒再磨碎，直至样品全部通过指定的筛子为止指定的筛子为止(易分解的试样过易分解的试样过170170目筛，难目筛，难分解的试样过分解的试样过200200目筛目筛)。1/25/2023三、混匀三、混匀人工混匀法通常有人工混匀法通常有堆堆锥锥法法或或环锥法环锥法、掀角法掀角法。堆锥法堆锥法或环锥法常用于手工混合大量实验室样品。或环锥法常用于手工混合大量实验室样品。如如堆锥法堆锥法是在光滑而干净的混凝土或木制平台上，用是在光滑而干净的混凝土或木制平台上，用铁铲将物料往一中心堆积成一圆锥，然后从锥底一铲铁铲将物料往一中心堆积成一圆锥，然后从锥底一铲一铲将物料铲起，重新堆成另一个圆锥，来回翻倒数一铲将物料铲起，重新堆成另一个圆锥，来回翻倒数次。操作时物料必须从锥堆顶部自然洒落，使样品充次。操作时物料必须从锥堆顶部自然洒落，使样品充分混合均匀。分混合均匀。也可采用机械混匀器进行混匀。也可采用机械混匀器进行混匀。1/25/2023四、缩分四、缩分 缩分是在不改变物料的平均组成的情况下，缩分是在不改变物料的平均组成的情况下，逐步缩小试样量的过程。逐步缩小试样量的过程。常用的有常用的有锥形四分法锥形四分法、正方形挖取法正方形挖取法和和分样器分样器缩分法缩分法。1/25/20231.锥形四分法锥形四分法 将混合均匀将混合均匀的样品堆成圆锥的样品堆成圆锥形，用铲子将锥形，用铲子将锥顶压平成截锥体，顶压平成截锥体，通过截面圆心将通过截面圆心将锥体分成四等份，锥体分成四等份，弃去任一相对两弃去任一相对两等份。等份。四分法示意图四分法示意图 1/25/20232正方形挖取法正方形挖取法 将混匀的将混匀的样品铺成正方形的样品铺成正方形的均匀薄层，用直尺均匀薄层，用直尺或特制的木格架划或特制的木格架划分成若干个小正方分成若干个小正方形。用小铲子将每形。用小铲子将每一定间隔内的小正一定间隔内的小正方形中的样品全部方形中的样品全部取出，放在一起混取出，放在一起混合均匀。其余部分合均匀。其余部分弃去或留作副样保弃去或留作副样保管。管。正方形挖取法正方形挖取法1/25/20233分样器缩分法分样器缩分法 分样器为中间有分样器为中间有一个四条支柱的长方形一个四条支柱的长方形槽，槽低并排焊着一些槽，槽低并排焊着一些左右交替用隔板分开的左右交替用隔板分开的小槽（一般不少于小槽（一般不少于1010个个且须为偶数），在下面且须为偶数），在下面的两侧有承接样槽。将的两侧有承接样槽。将样品倒入后，即从两侧样品倒入后，即从两侧流入两边的样槽内，把流入两边的样槽内，把样品均匀地分成两份，样品均匀地分成两份，其中的一份弃去，另一其中的一份弃去，另一份再进一步磨碎、过筛份再进一步磨碎、过筛和缩分。和缩分。分样器示意图分样器示意图 1/25/2023结结 果果 对分析试样粒度的要求与试样分解的难对分析试样粒度的要求与试样分解的难易程度等因素有关。经最后缩分得到的试样易程度等因素有关。经最后缩分得到的试样一般为一般为2030g（可根据需要或少或多些），可根据需要或少或多些），还需要在玛瑙研钵中充分研细，使样品最终还需要在玛瑙研钵中充分研细，使样品最终全部通过全部通过170目目(0.088mm)或或200目目(0.074mm)筛。筛。1/25/20232.4 2.4 试样的分解试样的分解 化学分析法和仪器分析法，都必须将固态的试样化学分析法和仪器分析法，都必须将固态的试样进行溶（或熔）解，制备成试样溶液才能进行测定。进行溶（或熔）解，制备成试样溶液才能进行测定。因此，试样的分解是分析测试工作中极为重要的一环。因此，试样的分解是分析测试工作中极为重要的一环。一般试样的分解应遵循如下要求和原则：一般试样的分解应遵循如下要求和原则：（1 1）试样分解必须完全试样分解必须完全。这是分析测试工作的首要条。这是分析测试工作的首要条件，应根据试样的性质，选择适当的溶（熔）剂、合件，应根据试样的性质，选择适当的溶（熔）剂、合理的溶（熔）解方法和操作条件，并力求在较短的时理的溶（熔）解方法和操作条件，并力求在较短的时间内将试样分解完全。间内将试样分解完全。（2 2）防止待测组分的损失防止待测组分的损失。分解试样往往需要加热，。分解试样往往需要加热，有些甚至蒸至近干。这些操作往往会发生暴沸或溅跳有些甚至蒸至近干。这些操作往往会发生暴沸或溅跳现象，使待测组分损失。此外加入不恰当的溶剂也会现象，使待测组分损失。此外加入不恰当的溶剂也会引起组分的损失。例如在测定钢铁中磷的含量时，不引起组分的损失。例如在测定钢铁中磷的含量时，不能采用能采用HClHCl或或H2S04H2S04作溶剂，因为部分的磷会生成作溶剂，因为部分的磷会生成PH3PH3逸逸出，使被测组分磷损失。出，使被测组分磷损失。1/25/2023（3 3）不能引入与被测组分相同的物质不能引入与被测组分相同的物质。在分解试样过。在分解试样过程中，必须注意不能选用含有与被测组分相同的试剂程中，必须注意不能选用含有与被测组分相同的试剂和器皿。例如测定的组分是磷，则所用试剂不能含有和器皿。例如测定的组分是磷，则所用试剂不能含有磷；测定硅酸盐试样，不能选用瓷坩埚（本身为硅酸磷；测定硅酸盐试样，不能选用瓷坩埚（本身为硅酸盐材质）作为器皿溶样。盐材质）作为器皿溶样。（4 4）防止引入对待测组分测定引起干扰的物质防止引入对待测组分测定引起干扰的物质。这主。这主要是要注意所使用的试剂、器皿可能产生的化学反应要是要注意所使用的试剂、器皿可能产生的化学反应而干扰待测组分的测定。而干扰待测组分的测定。（5 5）选择的试样分解方法应与组分的测定方法相适应选择的试样分解方法应与组分的测定方法相适应。例如，采用质量分析法和滴定分析法（例如，采用质量分析法和滴定分析法（K2SiF6K2SiF6法）测法）测定定Si02Si02时，两者的试样分解方法就不同。前者可用时，两者的试样分解方法就不同。前者可用Na2C03Na2C03或或NaOHNaOH分解试样；而后者不能采用分解试样；而后者不能采用Na2C03Na2C03或或Na0HNa0H为熔剂，必须用为熔剂，必须用K2C03K2C03熔融。熔融。（6 6）根据溶（熔）剂的性质，选择合适的器皿（如坩根据溶（熔）剂的性质，选择合适的器皿（如坩埚、容器等）埚、容器等）。因为，有些溶（熔）剂会腐蚀某些材。因为，有些溶（熔）剂会腐蚀某些材质制造的器皿，所以必须注意溶（熔）剂与器皿间的质制造的器皿，所以必须注意溶（熔）剂与器皿间的匹配。匹配。1/25/2023 将固体试样处理成溶液，或将组成复将固体试样处理成溶液，或将组成复杂的试样处理成简单、便于分离和测定的形杂的试样处理成简单、便于分离和测定的形式，为各组分的分析操作创造最佳条件。式，为各组分的分析操作创造最佳条件。分解试样的目的分解试样的目的1/25/2023常用的分解方法有酸碱溶解法、熔融法和半熔法常用的分解方法有酸碱溶解法、熔融法和半熔法。一、酸碱溶解法一、酸碱溶解法 溶解法包括水溶、酸溶和碱溶三种方法。比较常见的溶解法包括水溶、酸溶和碱溶三种方法。比较常见的是酸溶法。用酸作为分解试剂，主要是利用酸的氢离子效是酸溶法。用酸作为分解试剂，主要是利用酸的氢离子效应。应。1.1.盐酸：金属氧化物、硫化物、碳酸盐以及电动序位于氢盐酸：金属氧化物、硫化物、碳酸盐以及电动序位于氢以前的金属或合金。由于以前的金属或合金。由于ClCl的还原性和络合性，还可溶解的还原性和络合性，还可溶解软锰矿（软锰矿（Mn02Mn02）和赤铁矿（）和赤铁矿（Fe2O3Fe2O3）等等。）等等。1/25/20232 2.硝酸：除金和铂族外，绝大多数金属都能被硝酸溶解。生硝酸：除金和铂族外，绝大多数金属都能被硝酸溶解。生成的硝酸盐绝大多数都溶于水。但有些金属如铝、铬、镓成的硝酸盐绝大多数都溶于水。但有些金属如铝、铬、镓,若将它们浸泡在硝酸中，其表面会形成稳定的不溶性氧化若将它们浸泡在硝酸中，其表面会形成稳定的不溶性氧化物保护层，钙、镁和铁也会被浓硝酸钝化，以上这些金属物保护层，钙、镁和铁也会被浓硝酸钝化，以上这些金属不能用硝酸分解。不能用硝酸分解。3.3.硫酸：热浓的硫酸具有强的氧化性和脱水性，能溶解多种合硫酸：热浓的硫酸具有强的氧化性和脱水性，能溶解多种合金和矿石，还常用于分解破坏有机物。金和矿石，还常用于分解破坏有机物。4.4.磷酸：磷酸：是一种中等强度的酸。磷酸分解法除利用它的酸效应是一种中等强度的酸。磷酸分解法除利用它的酸效应外，还利用它由于在加热情况下生成的焦磷酸和聚磷酸对外，还利用它由于在加热情况下生成的焦磷酸和聚磷酸对金属离子有很强的配位作用，所以常用来分解合金钢试样金属离子有很强的配位作用，所以常用来分解合金钢试样或某些难溶的矿样，如铬矿、氧化钛矿和炉渣等。但要注或某些难溶的矿样，如铬矿、氧化钛矿和炉渣等。但要注意，单独使用磷酸溶样时，不要长时间加热，以免生成多意，单独使用磷酸溶样时，不要长时间加热，以免生成多聚磷酸难溶物。聚磷酸难溶物。1/25/20235.5.氢氟酸：氢氟酸：氢氟酸分解法广泛用来分解各种天然和工业生产的硅酸盐。对于一般氢氟酸分解法广泛用来分解各种天然和工业生产的硅酸盐。对于一般分解方法难于分解的硅酸盐，可以用氢氟酸为溶剂，在加压和温热的情况分解方法难于分解的硅酸盐，可以用氢氟酸为溶剂，在加压和温热的情况下很快便可分解。氢氟酸的酸性较弱，但其配位能力很强，若与硝酸、高下很快便可分解。氢氟酸的酸性较弱，但其配位能力很强，若与硝酸、高氯酸、磷酸或硫酸混合使用，则可以分解硅酸盐、磷矿石、银矿石、石英氯酸、磷酸或硫酸混合使用，则可以分解硅酸盐、磷矿石、银矿石、石英和含铌、锗钨的合金钢等试样。和含铌、锗钨的合金钢等试样。采用氢氟酸分解的另一特点是：分解后制备的试样溶液可以不必赶去氟采用氢氟酸分解的另一特点是：分解后制备的试样溶液可以不必赶去氟而直接用于原子吸收法、光焰光度法、分光光度法和纸上层析法等。而直接用于原子吸收法、光焰光度法、分光光度法和纸上层析法等。由于氢氟酸具有毒性和有强的腐蚀性，操作人员必须有防护工具和在通由于氢氟酸具有毒性和有强的腐蚀性，操作人员必须有防护工具和在通风良好的环境下操作。风良好的环境下操作。将氢氟酸分解制备的试液进行蒸发时，试液中的某些组分（如砷、硼、将氢氟酸分解制备的试液进行蒸发时，试液中的某些组分（如砷、硼、钛等）可能会部分或全部损失。而硅和氟化氢反应生成氟化硅挥发出去，钛等）可能会部分或全部损失。而硅和氟化氢反应生成氟化硅挥发出去，反应如下：反应如下：SiO2+6HF=H2SiF6+2H2O H2SiF6=SiF4+2HF TiO2+4HF=TiF4+2H2O1/25/20236.高氯酸：浓热的高氯酸是一种很强的氧化剂，高氯酸：浓热的高氯酸是一种很强的氧化剂，可使各种铁合金（包括不锈钢）溶解可使各种铁合金（包括不锈钢）溶解7.氢氧化钠：铝和铝合金以及某些酸性为主的两氢氧化钠：铝和铝合金以及某些酸性为主的两性氧化物可用性氧化物可用20%-30%的氢氧化钠在铂容器的氢氧化钠在铂容器或聚四氟乙烯容器中进行。或聚四氟乙烯容器中进行。1/25/2023二、熔融法二、熔融法 熔融分解的目的是利用酸性或碱性熔剂与熔融分解的目的是利用酸性或碱性熔剂与试样在高温下进行复分解反应，使试样中的组分转化试样在高温下进行复分解反应，使试样中的组分转化成易溶于水或酸的化合物。成易溶于水或酸的化合物。熔融硅酸盐矿物和其它矿物的熔剂很多，一般多为熔融硅酸盐矿物和其它矿物的熔剂很多，一般多为碱金属化合物。常用的有无水碳酸钠、碳酸钾、氢氧化碱金属化合物。常用的有无水碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钾、氢氧化钠、焦硫酸钾等。钾、氢氧化钠、焦硫酸钾等。1/25/2023（1 1）用）用Na2C03Na2C03（或（或K2C03K2C03）熔融熔融很多的天然硅酸盐试样不能被酸（很多的天然硅酸盐试样不能被酸（HFHF除外）分解。硅除外）分解。硅酸盐中碱性氧化物含量愈高，碱性愈强，则愈易被酸酸盐中碱性氧化物含量愈高，碱性愈强，则愈易被酸分解，甚至可溶于水。碱熔法就是在不被酸分解的硅分解，甚至可溶于水。碱熔法就是在不被酸分解的硅酸盐试样中，加入一定量强碱，然后进行高温熔融，酸盐试样中，加入一定量强碱，然后进行高温熔融，使硅酸盐中的碱性氧化物增加，成为能溶于水或酸的使硅酸盐中的碱性氧化物增加，成为能溶于水或酸的硅酸盐。其熔融过程是复分解反应过程：硅酸盐。其熔融过程是复分解反应过程：MeSiOMeSiO3 3+Na+Na2 2COCO3 3=MeCO=MeCO3 3+Na+Na2 2SiOSiO3 31/25/2023在一般分析中，通常采用在一般分析中，通常采用Na2C03Na2C03而不是而不是K2C03K2C03，这是因，这是因为：为：K2C03K2C03的吸水性比的吸水性比Na2C03Na2C03强，使用前要脱水。强，使用前要脱水。钾盐被沉淀吸附的倾向比钠盐大，洗涤沉淀时较难把钾盐被沉淀吸附的倾向比钠盐大，洗涤沉淀时较难把它洗干净。它洗干净。但是，在用但是，在用K K2 2SiFSiF6 6容量法测容量法测Si02Si02时，却采用时，却采用K2C03K2C03（铂（铂坩埚）熔样，原因如下：坩埚）熔样，原因如下：用用K2C03K2C03熔融的熔块比用熔融的熔块比用Na2C03Na2C03的熔块容易脱落，并且的熔块容易脱落，并且易被分解，这对缩短分析时间有利。易被分解，这对缩短分析时间有利。在在K2SiF6K2SiF6滴定法中，滴定法中，Na+Na+离子对测定有干扰，而离子对测定有干扰，而K+K+的干的干扰则较少（详见硅酸盐分析）。扰则较少（详见硅酸盐分析）。在在K2C03K2C03（Na2C03Na2C03）熔融时，要采用铂坩埚。为了使其）熔融时，要采用铂坩埚。为了使其反应完全，必须加反应完全，必须加4646倍试样量的溶剂。而高铝试样，倍试样量的溶剂。而高铝试样，则要加则要加610610倍熔剂，温度为倍熔剂，温度为95010009501000，时间为，时间为3040min3040min。1/25/2023（2 2）用）用NaOHNaOH（或（或KOHKOH）熔融熔融NaOHNaOH（KOHKOH）是强烈的低熔点熔剂。由于它们易吸水，）是强烈的低熔点熔剂。由于它们易吸水，因此熔融前要把因此熔融前要把NaOHNaOH、KOHKOH）放在银（或镍）坩埚中，）放在银（或镍）坩埚中，加热使其脱水，直至平稳状态再加试样，以免引起喷加热使其脱水，直至平稳状态再加试样，以免引起喷溅。有时加样后也可加数滴无水乙醇，加热时水分随溅。有时加样后也可加数滴无水乙醇，加热时水分随乙醇挥发或燃烧除去。所加熔剂通常为试样的乙醇挥发或燃烧除去。所加熔剂通常为试样的810810倍。倍。由于由于NaOHNaOH（KOHKOH）严重侵蚀金属铂，因此不能采用铂坩）严重侵蚀金属铂，因此不能采用铂坩埚。埚。AgAg坩埚虽被侵蚀较少，但每次进入熔物中还有数坩埚虽被侵蚀较少，但每次进入熔物中还有数毫克甚至数十毫克毫克甚至数十毫克AgAg，固在系统分析中必须注意，固在系统分析中必须注意AgAg对对测定的干扰。测定的干扰。（3 3）用）用NaNa2 20 02 2熔融熔融Na202Na202是强烈氧化性熔剂，它能使所有元素氧化至高价是强烈氧化性熔剂，它能使所有元素氧化至高价态，并促使试样分解，是分析锡石、铬铁矿、锆英石态，并促使试样分解，是分析锡石、铬铁矿、锆英石等难熔矿物的常用熔剂。等难熔矿物的常用熔剂。1/25/2023（4 4）焦硫酸钾（焦硫酸钾（K K2 2S S2 2O O7 7 ）、硫酸氢钾（）、硫酸氢钾（KHSOKHSO4 4）K K2 2S S2 2O O7 7在高于在高于450450时分解出的硫酐（时分解出的硫酐（S0S03 3）对试样有强的分散作）对试样有强的分散作用。它主要用来分解用。它主要用来分解Al203Al203、Fe203Fe203、Ti02Ti02、Cr203Cr203。在分析高铝。在分析高铝矾土、钛矿渣、铬渣、铁矿石、中性耐火材料（铝砂、高铝砖）矾土、钛矿渣、铬渣、铁矿石、中性耐火材料（铝砂、高铝砖）时，也可用时，也可用K K2 2S S2 2O O7 7分解。但不能用于硅酸盐系统的分析，因为其分解。但不能用于硅酸盐系统的分析，因为其分解不完全，往往残留少量黑残渣。对硅酸盐单项测定（分解不完全，往往残留少量黑残渣。对硅酸盐单项测定（FeFe、MnMn、TiTi）则可采用。在熔融状态时，）则可采用。在熔融状态时，FeFe（）被氧化为）被氧化为FeFe（），但），但MnMn（）、）、CrCr（）则不会被氧化。）则不会被氧化。K K2 2S S2 2O O7 7分解出来的分解出来的S0S03 3可与金属氧化物生成可溶性盐。为了防止可与金属氧化物生成可溶性盐。为了防止S0S03 3来不及氧化作用就挥发掉，要求开始时应小火加热，最后加热至来不及氧化作用就挥发掉，要求开始时应小火加热，最后加热至600600700700熔融半小时左右。其熔融过程表示如下：熔融半小时左右。其熔融过程表示如下：K K2 2S S2 2O O7 7=K=K2 2SOSO4 4+SO+SO3 3 Al2O3+3SO3=Al2 Al2O3+3SO3=Al2（SO4SO4）3 3 Fe2O3+3SO3=Fe2 Fe2O3+3SO3=Fe2（SO4SO4）3 3 TiO2+2SO3=Ti TiO2+2SO3=Ti（SO4SO4）2 2 ZrO2+2SO3=Z ZrO2+2SO3=Z（SO4SO4）2 21/25/2023三、半熔法三、半熔法 是是指指熔熔融融物物呈呈烧烧结结状状态态的的一一种种熔熔样样方方法法，又又称称烧烧结结法法。此此法法在在低低于于熔熔点点的的温温度度下下，让让试试样样与与固固体试剂发生反应。体试剂发生反应。常用的半混合熔剂有常用的半混合熔剂有:MgO-Na2CO3（2+3）,MgO-Na2CO3（2+1），），ZnO-Na2CO3（1+2）。）。硅酸盐分析中采用的半熔法一般是在铂坩埚硅酸盐分析中采用的半熔法一般是在铂坩埚中，加入试料质量的中，加入试料质量的0.61倍的无水碳酸钠，于倍的无水碳酸钠，于950温度下灼烧温度下灼烧510min。石灰石、水泥生料。石灰石、水泥生料的系统分析，常用此方法分解试样。的系统分析，常用此方法分解试样。1/25/2023四、其它的分解四、其它的分解法法（一）电解氧化溶解法（一）电解氧化溶解法（二）加压溶解法（二）加压溶解法（三）超声波振荡溶解法（三）超声波振荡溶解法（四）微波溶解法（四）微波溶解法（五）灰化分解法（五）灰化分解法1/25/20232.5 干扰的消除方法干扰的消除方法 试样分解后制成的试验溶液中，往往有多试样分解后制成的试验溶液中，往往有多种组分种组分(离子离子)共存，测定时常常会彼此干扰，共存，测定时常常会彼此干扰，不仅影响分析结果的准确性，有时甚至使测定不仅影响分析结果的准确性，有时甚至使测定无法进行。必须预先除去干扰组分。无法进行。必须预先除去干扰组分。通常采用的方法有通常采用的方法有掩蔽法（含解蔽）掩蔽法（含解蔽）和和分离分离 法法。1/25/2023一、掩蔽法一、掩蔽法 （一）掩蔽法分类（一）掩蔽法分类 1.配位掩蔽法配位掩蔽法 2.沉淀掩蔽法沉淀掩蔽法 3.氧化还原掩蔽法氧化还原掩蔽法（二）掩蔽剂类型（二）掩蔽剂类型 无机掩蔽剂和有机掩蔽剂两大类无机掩蔽剂和有机掩蔽剂两大类1/25/2023二、分离法二、分离法常用的分离方法：常用的分离方法：沉淀分离法沉淀分离法 萃取分离法萃取分离法 离子交换树脂分离法离子交换树脂分离法 色谱分离及挥发法色谱分离及挥发法 蒸馏分离法等蒸馏分离法等1/25/2023习习 题题1试样的制备过程一般包括几个步骤？试样的制备过程一般包括几个步骤？2正正确确地地采采取取实实验验室室样样品品及及正正确确地地制制备备和和分分解解试试 样样对对分分析工作有何意义？析工作有何意义？3叙述各类样品的采集方法。叙述各类样品的采集方法。4.分分解解试试样样常常用用的的方方法法大大致致可可分分为为哪哪两两类类?什什么么情情况况下下采用熔融法采用熔融法?5酸溶法常用的溶剂有哪些酸溶法常用的溶剂有哪些?6.简述下列各溶简述下列各溶(熔熔)剂对试样分解的作用：剂对试样分解的作用：HCl、HF、HClO4、H3PO3、NaOH、KOH、Na2CO3、K2S2O7 7查阅相关文献，阐述新的分解样品的方法。查阅相关文献，阐述新的分解样品的方法。1/25/2023