第四章矿石分析.ppt

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1、 第第四四章矿石分析章矿石分析l 4.1 概述概述l 4.2 铁矿石中铁的测定铁矿石中铁的测定l 4.3 锰矿石中锰的测定锰矿石中锰的测定l 4.4 铬铁矿中铬的测定铬铁矿中铬的测定l 4.5 铜矿石中铜的测定铜矿石中铜的测定l 4.6 铅矿石中铅的测定铅矿石中铅的测定l 4.7 锌矿石中锌的测定锌矿石中锌的测定l 4.8 钛矿石中钛的测定钛矿石中钛的测定 4.1 概述概述l矿石的组成相当复杂，除被研究的矿物组分外，往往矿石的组成相当复杂，除被研究的矿物组分外，往往那个同时伴生多种矿物。当伴生矿物的品位达到一定那个同时伴生多种矿物。当伴生矿物的品位达到一定要求时，可作为有用的伴生组分进行回收利

2、用。要求时，可作为有用的伴生组分进行回收利用。1 矿物矿物:地壳中存在的具有固定化学组成和一地壳中存在的具有固定化学组成和一定物理化学性质的定物理化学性质的天然产物天然产物；2 岩石：构成地壳的矿物岩石：构成地壳的矿物集合体集合体；3 矿石：含有矿石：含有有用矿物有用矿物并具有并具有开采价值开采价值的岩石。的岩石。*34.1.1矿物的工业分类矿物的工业分类 根据矿物成分及主要用途可分为：根据矿物成分及主要用途可分为：1金属矿物：黑色金属矿，有色金属矿，贵重金属矿物：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，分散元金属矿，稀有金属矿，稀土金属矿，分散元素金属矿，以及放射性金属矿

3、。素金属矿，以及放射性金属矿。*42 非金属矿物：能源矿，化工原料，耐火材非金属矿物：能源矿，化工原料，耐火材料，陶瓷原料，冶金辅助材料，研磨材料，料，陶瓷原料，冶金辅助材料，研磨材料，电气材料，建筑材料和宝石材料。电气材料，建筑材料和宝石材料。l矿石是冶金工业的基础原料。矿石分析是保矿石是冶金工业的基础原料。矿石分析是保证产品质量、控制冶炼过程和研究新工艺必证产品质量、控制冶炼过程和研究新工艺必不可少的手段，也是进行地质勘探和综合利不可少的手段，也是进行地质勘探和综合利用矿资源的主要依据。用矿资源的主要依据。l矿石分析往往需要进行多种项目的分析，根矿石分析往往需要进行多种项目的分析，根据不同

4、需要，可进行简单分析、组合分析或据不同需要，可进行简单分析、组合分析或全分析。本章主要介绍一些矿石主要成分分全分析。本章主要介绍一些矿石主要成分分析的有关原理和方法，其他项目的分析参见析的有关原理和方法，其他项目的分析参见本书有关章节。本书有关章节。4.1.2矿石分析的意义矿石分析的意义5.2 铁矿石中铁的测定铁矿石中铁的测定l 铁是地球上分布最广的元素之一，在地壳中的平均含量铁是地球上分布最广的元素之一，在地壳中的平均含量为为5.8%，在丰度表中位于氧、硅和铝之后，居第四。自，在丰度表中位于氧、硅和铝之后，居第四。自然界中已知的铁矿物有然界中已知的铁矿物有300多种，但工业矿物为数不多，多种

5、，但工业矿物为数不多，主要有磁铁矿赤铁矿、镜铁矿、褐铁矿、和菱铁矿等。主要有磁铁矿赤铁矿、镜铁矿、褐铁矿、和菱铁矿等。l铁矿石中常伴生的金属元素有锰、铬、镍、钴、钒、铜、铁矿石中常伴生的金属元素有锰、铬、镍、钴、钒、铜、铅、锌、钼、钨、锡等。其中锰、铬、镍、钴、钒、钼、铅、锌、钼、钨、锡等。其中锰、铬、镍、钴、钒、钼、钨通常只有少量存在，但这些元素在冶炼过程中可以大钨通常只有少量存在，但这些元素在冶炼过程中可以大大提高钢铁的质量，属有益组分。而且铜、铅、锌、锡大提高钢铁的质量，属有益组分。而且铜、铅、锌、锡则为有害组分。值得注意的是，有的铁矿还伴生稀有金则为有害组分。值得注意的是，有的铁矿还伴

6、生稀有金属或稀土金属，其工业价值甚至超过铁矿石属或稀土金属，其工业价值甚至超过铁矿石。l 工业上对铁矿石中铁的要求是：菱铁矿大于工业上对铁矿石中铁的要求是：菱铁矿大于30%35%；褐铁矿大于；褐铁矿大于45%50%；赤铁矿大于；赤铁矿大于 54%58%；磁铁矿大于；磁铁矿大于56%60%。达不到以上品。达不到以上品位要求的，要进行选矿处理。位要求的，要进行选矿处理。l 铁矿石分析一般只测定全铁（铁矿石分析一般只测定全铁（TFe）硅、硫、磷。）硅、硫、磷。为了了解矿石的氧化状态和选矿的需要，需测定亚为了了解矿石的氧化状态和选矿的需要，需测定亚铁；从冶炼的角度考虑，要求测定可溶铁（盐酸可铁；从冶炼

7、的角度考虑，要求测定可溶铁（盐酸可溶）和硅酸铁。溶）和硅酸铁。一一 试样的分解试样的分解l 矿石通常用盐酸加热分解，如残渣为白色，表明矿石通常用盐酸加热分解，如残渣为白色，表明试样分解完全。若残渣有黑色或其他颜色，可用氢试样分解完全。若残渣有黑色或其他颜色，可用氢氟酸或氟化铵处理。磁铁矿分解速度很慢，可加氟酸或氟化铵处理。磁铁矿分解速度很慢，可加几几滴滴氯化亚锡溶液加速分解，或用硫氯化亚锡溶液加速分解，或用硫-磷混合酸（磷混合酸（1：2）分解。铁矿石的系统分析常用碱溶法分解试样，）分解。铁矿石的系统分析常用碱溶法分解试样，常用的溶剂有碳酸钠、过氧化钠、氢氧化钠和过氧常用的溶剂有碳酸钠、过氧化钠

8、、氢氧化钠和过氧钠钠-碳酸钠碳酸钠(1:2)混合溶剂。熔融通常在银坩埚、镍坩混合溶剂。熔融通常在银坩埚、镍坩埚或石墨坩埚中进行。也可用过氧化钠在镍坩埚中埚或石墨坩埚中进行。也可用过氧化钠在镍坩埚中烧结分解试样。烧结分解试样。l 铜、钛、砷、锑、钨、钼、铀、铂、钒、硝酸根及铜、钛、砷、锑、钨、钼、铀、铂、钒、硝酸根及大量的钴、镍、铬、硅酸等存在，均可能产生干扰。大量的钴、镍、铬、硅酸等存在，均可能产生干扰。铜、钛、砷、锑、钨、钼、铀、铂、在测定铁的条件铜、钛、砷、锑、钨、钼、铀、铂、在测定铁的条件下，既可被下，既可被SnCl2还原至低价，而后低价的离子又可被还原至低价，而后低价的离子又可被K2C

9、r2O7滴定，所以产生正干扰。凡因本身变价较多，滴定，所以产生正干扰。凡因本身变价较多，若被若被SnCl2还原完全，则是结果偏高；若部分还原，剩还原完全，则是结果偏高；若部分还原，剩余部分可能导致余部分可能导致Fe2+被氧化，使结果偏低。被氧化，使结果偏低。NO3-对对Fe3+的还原和的还原和Fe2+的滴定都有影响。大量钴、镍、铬存的滴定都有影响。大量钴、镍、铬存在，离子本身颜色影响终点观察。较大量的硅酸呈胶在，离子本身颜色影响终点观察。较大量的硅酸呈胶体存在时，由于吸附或包裹体存在时，由于吸附或包裹Fe3+，使其还原不完全，使其还原不完全，导致结果偏低。导致结果偏低。lTi(IV)的干扰可在

10、用的干扰可在用SnCl2还原之前加入适量的氟还原之前加入适量的氟化物消除。若试样中钛含量较高，最好采用钛化物消除。若试样中钛含量较高，最好采用钛-铁铁连续滴定的方法，消除钛对测定的干扰。连续滴定的方法，消除钛对测定的干扰。l 硝酸的存在影响还原和滴定，可用硫酸冒烟或硝酸的存在影响还原和滴定，可用硫酸冒烟或盐酸低温反复蒸干除去。盐酸低温反复蒸干除去。二二 全铁的测定全铁的测定重铬酸钾滴定法重铬酸钾滴定法l 铁矿石中铁的测定方法很多，铁矿石中铁的测定方法很多，常用的有常用的有EDTA滴定法、重滴定法、重铬酸钾滴定法、高锰酸钾滴定法、铈量法和碘量法。铬酸钾滴定法、高锰酸钾滴定法、铈量法和碘量法。由于

11、重由于重铬酸钾滴定法具有快速、准确和容易掌握等优点，被广泛采铬酸钾滴定法具有快速、准确和容易掌握等优点，被广泛采用。用。1.方法原理方法原理 在盐酸或硫酸介质中，用在盐酸或硫酸介质中，用SnCl2作还原剂，将试作还原剂，将试样中的样中的Fe3+还愿为还愿为Fe2+，过量的，过量的SnCl2用用HgCl2除去。在硫磷除去。在硫磷混合酸存在下，以二苯胺磺酸钠位指示剂，用混合酸存在下，以二苯胺磺酸钠位指示剂，用K2Cr2O7标准溶标准溶液滴定，其反应式为液滴定，其反应式为l2Fe3+Sn2+6Cl-=Fe2+SnCl62-，lSn2+4Cl-+2HgCl2=SnCl62+Hg2Cl2l6 Fe2+C

12、r2O72-+14H+=6 Fe3+2 Cr3+7H2O l三三 亚铁和可溶铁的测定亚铁和可溶铁的测定 1.亚铁的测定 铁矿中的亚铁是指磁铁矿、菱铁矿及一些硅酸盐中铁矿中的亚铁是指磁铁矿、菱铁矿及一些硅酸盐中的亚铁，不包括硫化物矿物中的亚铁。当分析含有的亚铁，不包括硫化物矿物中的亚铁。当分析含有硫铁矿试样中的亚铁时硫铁矿试样中的亚铁时，试样的分解比较复杂，最，试样的分解比较复杂，最好能控制一定的酸量和时间，以免部分铁矿分解而好能控制一定的酸量和时间，以免部分铁矿分解而引起误差。引起误差。原理原理 亚铁的测定一般是在二氧化碳保护气氛下，亚铁的测定一般是在二氧化碳保护气氛下，用盐酸或氟化钠在高温电

13、炉上分解试样。试样溶解用盐酸或氟化钠在高温电炉上分解试样。试样溶解完全后，加硼酸除去氟的干扰，加入硫完全后，加硼酸除去氟的干扰，加入硫-磷混合酸和磷混合酸和指示剂，用重铬酸钾标准溶液滴定。指示剂，用重铬酸钾标准溶液滴定。为了防止试样中亚铁氧化，一般试样只要求过为了防止试样中亚铁氧化，一般试样只要求过100目筛目筛，且不烘干。，且不烘干。2.可溶铁的测定 原理可溶铁是指能溶于盐酸的含铁矿物，溶样时不能同时加入其它试剂，也不能将试样灼烧处理。试样用盐酸分解后，按全铁测定方法进行测定。阅读材料阅读材料(铁矿石中铁的测定铁矿石中铁的测定(无汞法无汞法)http:/202.113.22.23/fxhx/

14、WSJX/yhhydd/yhhydd-2.htm化学基础实验化学基础实验教学中心教学中心l实验原理实验原理l经典的重铬酸钾法测定铁矿石中的铁，简便、快速，但因HgCl2 剧毒，污染环境，为了减少实验废水对环境的污染，近年来国内外的化学工作者研究了多种不用汞盐测定常量铁的新方法。l本实验采用了改进的重铬酸钾法，即保留 K2Cr2O7 作滴定剂，但不使用 HgCl2。矿样经盐酸分解，先用 SnCl2 将大部分三阶铁还原成 二价铁，试液由红棕色变为黄色。再用TiCl3将剩余的Fe3+还原，过量的 TiCl3将 Na2WO4还原成“钨兰”，指示反应完全。然后用少量的 K2Cr2O7溶液将 TiCl3

15、氧化至“钨兰”刚好褪色。再以二苯胺磺酸钠为指示剂，用 K2Cr2O7 标准溶液滴定试液中二价铁。一 概述 锰在地壳中的平均含量为0.1%，在自然界中分布比较广泛。目前已知的锰矿石有150多种，具有工业价值的锰矿石只有碳酸锰和氧化锰两大类型。最常见的矿石是软锰矿（MnO2）、硬锰矿（MnOMnO2nH2O）水锰矿（MnOH2O）、褐锰矿（MnO）、黑锰矿（Mn3O4）和菱锰矿（MnCO）等。在这些矿物中，锰的含量可达50%70%。锰矿石中含有二氧化硅、磷、硫、砷、铝、钡、钙、镁、钠和钾等杂质，有时也伴生又铜、钴、镍、及其他稀有金属。其中二氧化硅、磷、硫和砷都是锰矿石中的有害物质，。磷含量的高低是

16、评价锰矿石的一个重要指标。锰是钢铁工业不可缺少的重要脱硫剂。钢种加入少量锰，能增加硬度、延展性、忍性和抗磨能力。锰钢锰铁以及锰的有色金属合金，在工业上都极为重要。4.3 锰矿石中锰的测定锰矿石中锰的测定 l二二 试样的分解试样的分解 锰矿石大多数易被盐酸和硝盐混合酸分解。如果试样锰矿石大多数易被盐酸和硝盐混合酸分解。如果试样不要求测定二氧化硅，可用氢氟酸和硫酸分解。如仅要不要求测定二氧化硅，可用氢氟酸和硫酸分解。如仅要求测定锰，可用磷酸、磷酸和过氧化氢或磷酸和硝酸分求测定锰，可用磷酸、磷酸和过氧化氢或磷酸和硝酸分解。对于不易用酸分解的试样，可采用碱性或酸性溶剂解。对于不易用酸分解的试样，可采用

17、碱性或酸性溶剂进行熔融。进行熔融。l三三 锰的测定锰的测定 锰的测定方法很多，有锰的测定方法很多，有重量法、滴定法、分光光度法、重量法、滴定法、分光光度法、电位滴定法和原子吸收分光光度法电位滴定法和原子吸收分光光度法。电位滴定法测定锰。电位滴定法测定锰矿石中的锰的含量为国家和国际标准方法矿石中的锰的含量为国家和国际标准方法。本节主要。本节主要介绍电位滴定法。介绍电位滴定法。1.方法原理l 在在PH6.5PH7.5的焦磷酸钠介质中，用铂电极作指的焦磷酸钠介质中，用铂电极作指示电极，钨或银电极作参比电极组成工作电池，用高示电极，钨或银电极作参比电极组成工作电池，用高锰酸钾标准溶液地试液中的锰（锰酸

18、钾标准溶液地试液中的锰（II）至锰（）至锰（III），其），其反应方程式为反应方程式为 l4Mn2+MnO4-+15H2P2O72-+8H+=l 5Mn(H2P2O7)33-+4H2Ol滴定过程中（滴定过程中（）铂电极的电极电位为）铂电极的电极电位为l由于溶液中存在大量的由于溶液中存在大量的H2P2O72-，的浓度的浓度很小，且可认为恒定，则上式可写成很小，且可认为恒定，则上式可写成铬（铬（III）和砷（）和砷（III）对测定有干扰。可在碱性溶液）对测定有干扰。可在碱性溶液中加过氧化钠处理，将中加过氧化钠处理，将Mn2+氧化为氧化为MnO42-,Cr3+氧化为氧化为CrO42-,然后加乙醇煮沸

19、，是锰酸盐还原为二氧化锰水合然后加乙醇煮沸，是锰酸盐还原为二氧化锰水合物析出与铬分离。也可在热得高氯酸溶液中加盐酸，将物析出与铬分离。也可在热得高氯酸溶液中加盐酸，将铬以氯化铬酰（铬以氯化铬酰（rO2Cl2）形式挥发除去。三价砷的干）形式挥发除去。三价砷的干扰可在酸性条件下将其氧化为五价，干扰即可消除。本扰可在酸性条件下将其氧化为五价，干扰即可消除。本法适用于法适用于8%60%锰的测定。锰的测定。4.4铬铁矿中铬的测定铬铁矿中铬的测定l铬在地壳的平均含量为铬在地壳的平均含量为0.035%，属亲石元素。铬的工业矿物统，属亲石元素。铬的工业矿物统称为铬铁矿，它包括外表彼此相似而化学性质互异的数种个

20、尖称为铬铁矿，它包括外表彼此相似而化学性质互异的数种个尖晶石矿物。其中具有工业价值的矿物有镁铬铁矿、铝铬铁矿、晶石矿物。其中具有工业价值的矿物有镁铬铁矿、铝铬铁矿、富铬尖晶铬铁矿等矿物。富铬尖晶铬铁矿等矿物。l在铬铁矿中，通常含有在铬铁矿中，通常含有Cr2O38%62%、FeO018%、MgO6%16%、Al2O3030%和和Fe2O32%3%.常伴生铂族元素常伴生铂族元素（如锇铱铂钉铑和钯）、钴、钛、钒和镍等有用元素，在综合（如锇铱铂钉铑和钯）、钴、钛、钒和镍等有用元素，在综合利用铬铁矿时都应做出评价。半生的有害杂质有二氧化硅、磷利用铬铁矿时都应做出评价。半生的有害杂质有二氧化硅、磷和硫，其

21、平均允许含量为：和硫，其平均允许含量为：Si10%、P0.07%、S0.05%。l铬能提高钢的机械性能和时刚具有特定的物理化学性质，是冶铬能提高钢的机械性能和时刚具有特定的物理化学性质，是冶炼合金钢的重要和金元素。铬铁矿在工业上除用于生生产格言炼合金钢的重要和金元素。铬铁矿在工业上除用于生生产格言 生产铬盐和氧化铬等化工产品外，主要用于生产铬铁。生产铬盐和氧化铬等化工产品外，主要用于生产铬铁。一一 试样分解试样分解l 过氧化钠是一种强氧化性溶剂，对铬铁矿有很强的分解能力，在试样分解的同时定量的将铬氧化为6价。用过氧化钠分解铬铁矿可分为熔融和半溶两种方式。熔融浓度为 650700，半熔温度为52

22、010，常用银、铁、镍和高铝坩埚。再过氧化钠中加五分之二或二分之一的氢氧化钠，可降低过氧化钠的熔点而仍保持其氧化能力和分解矿物能力，减少对坩埚的腐蚀。在52010熔融25min30 min即可是试样分解完全.此外硼酸-碳酸钠的混合熔剂对铬铁矿也有很强的分解能力.磷酸在加热至100300时,具有极强的溶解矿物能力.镁铬铁矿、铝铬铁矿和尖晶石等难容矿物均可被磷酸完全分解。加入硫酸，分解温度可提高至360-380,有利于试样分解,并可防止焦磷酸盐的出现,改善了单独使用磷酸分解试样的条件,广泛应用于铬铁矿的简项分析.磷酸与硫酸的比例一般为1:2或1:1.l二铬的测定l 铬铁矿中铬的含量较高,一般采用硫

23、酸亚铁铵容量法测定.l方法原理l试样用硫磷混合酸分解以后,以硝酸银为催化剂,用过磷酸铵将试样中的铬全部氧化至六价.其反应如下l试液中的锰（若事业中锰含量低，可在氧化前加入少量的硫酸锰溶液）本氧化至高锰酸根，标志氧化作用完全（紫色出现）。过量的氧化剂过磷酸铵煮沸除去。由于高锰酸根干扰测定，可在氧化完全后加入少量盐酸或氯化钠还原，其反应方程式为l2nO40-+10Cl-+16H+=2Mn2+5Cl2+8H2Ol反应产生的氯气经煮沸除去。l锰、钒和铈对测定有干扰。他们均能被过磷酸氧化至高价态，又能被硫酸亚铁铵还原，是测定结果偏高。除锰如上述，钒和铈的干扰可用校正法消除。若试样中含钒0.5%以上，一般

24、采用返滴定法消除钒的干扰。本法是用于0.1%以上的铬的测定。4.5铜矿石中铜的测定铜矿石中铜的测定l铜在地壳中平均含量为0.01%，一般在基性岩石的含量较高。同时典型的亲硫元素，其原生矿物几乎全是硫化物。自然界已知的含铜矿物约有280余种，主要的工业矿物有黄铜矿CuFexS2（场与黄铁矿伴生）、斑铜矿Cu2FeS4、辉铜矿Cu2S、铜蓝CuS、黝铜矿Cu12Sb4S13、黑铜矿CuO、赤铜矿Cu2O、孔雀石CuCO3.Cu(OH)2、蓝铜矿2 CuCO3.Cu(OH)2和自然铜。其中辉铜矿和黄铜矿分布最广，是冶炼的主要矿物原料。l 根据矿物的种类和矿石氧化率（指铜的氧化率），可将铜矿石划分为硫

25、化铜矿石、氧化铜矿石和混合矿石等三种自然类型。l通常与硫元素伴生，常含有硒、碲、锗、镓、铊、金和银等稀散金属 一一 试样的分解试样的分解l 硫化铜矿石，如黄铜矿、辉铜矿等，均易溶于硝酸或王水中，通常加入硝酸煮沸数分钟，使硫砷等元素逸出，然后加入硝酸加热分解。有时在加入硝酸分解硫化矿之前，预先加入少量溴水或氯酸钾，使试样中的硫化物氧化成硫酸盐，避免由于硝酸作用析出的单质硫包裹式样。l在实际应用中，先将试样在低温、500600焙烧，在加酸分解，避免大量硫的析出。l硫化铜矿石及含硅酸盐矿物，如赤铜矿、硅孔雀石等，不易被酸完全分解。在简项分析中，可用酸与氟化物分解试样。l除上述分解方法外，也可用氯化铵

26、-硝酸铵（1：1）或氯化铵-硝酸铵-硫酸铵（：）的混合物作熔剂来分解试样。l二铜的测定l铜矿石中铜的含量变化幅度较大，涉及的测定方法也较多。对于高中含量铜的测定多采用碘量法；低含量铜的测定采用铜试剂、双硫腙和新亚铜灵等分光光度法、极谱法和原子吸收分光光度法。l经典的碘量法测定铜范围较宽，但对于组成比较复杂的矿物，需进行干扰元素的分离，操作手续较复杂。本节主要介绍快速碘量法。l方法原理在的微酸性溶液中，加入氟化氢铵掩蔽铁，用碘化钾与试液中Cu2+反应，生成难溶于稀酸的CuI，析出相应的I2。以淀粉为指示剂，用硫代硫酸钠标准溶液滴定，其反应式为l2Cu2+4I-=2CuI+I2lI2 +2S2O3

27、2-=2I-+S4O62-S2O32-与I2的反应最适宜的酸度范围为PH等于3.54。（用HAC-NH4Ac调节）在强酸性溶液中，I2与S2O32-会发生如下副反应S2O32-+4I2+10OH-=2SO42-+8I-+5H2O而且碘还会发生歧化反应。l在强酸性溶液中，S2O32-会分解，其反应式为l S2O32-+2H+=SO2+S+H2OlI-易被空气氧化 4I-+4H+O2=2I2+2H2Ol而且，在强酸性溶液中干扰也会增加，例如，As(V)Sb(V)等也要氧化I-为I2，是测定结果偏高。l与Cu2+的反应时可逆的，为使I-与Cu2+反映完全，I-必须过量。实际分析中一般加入2g左右的K

28、I即可使I-与Cu2+定量反应。过量的I-存在，还可以使I2形成I3-，减小I2的挥发。lCuI沉淀表面会吸附少量I2导致结果偏低，可在接近滴定终点前加入硫氰酸盐使CuI转化为溶解度更小的CuSCN，消除CuI对I2的吸附。硫氰酸盐不易加入过早，否则会产生下列反应l 6Cu2+7SCN-+4H2O=l6CuSCN+SO42-+CN-+8H+l氯化物对Fe3+的掩蔽作用于溶液的PH有较大关系。当PH为23时，1g氟化氢铵可掩蔽200mgFe3+;PH在3.54时，1g氟化氢铵可掩蔽300mg Fe3+。lNO2-对测定有干扰，可再分解试样时，加热至硫酸冒烟将其驱除或用尿素使之分解。l五价钒在测定

29、条件下能氧化碘离子，严重干扰测定。对含钒的式样，本法不适用。l本法适用于0.1%以上铜的测定。5.6铅矿石中铅的测定铅矿石中铅的测定l铅在地壳中的含量约为0.0016%，多以硫化物碳酸盐等形式存在。铅的单一金属矿藏很少见，常与锌伴生。有时也于其它元素如锗、铜、镉、金和银等伴生，形成多金属矿床。l根据铅矿石所含成分不同，将铅矿石分为两大类。一类是硫化矿石，约占90%以上，主要是方铅矿PbS。另一类地氧化矿石，其组成比较复杂，主要包括铅矾PbSO4、白铅矿PbCO3等次生矿物。l铅在铅矿石中的含量变化较大，通常为百分之一至百分之几十，在多金属矿石中的含量可能低于百分之一，在岩石中的含量低于万分之一

30、。一般工业要求为：刘华矿的边界品位为0.3%0.5%，工业品味为0.7%1.0%；氧化矿的边界品位为0.5%0.7%，工业品味为1.0%1.5%。一试样的分解一试样的分解l铅矿一般能为盐酸或盐酸和硝酸的混合酸所分解。如方铅矿和白铅矿可直接用盐酸-硝酸分解，铅矾则较难溶于酸。至于某些含铅的硅酸盐岩石，试样先用酸分解后，滤除残渣再用碱熔融。l硫化矿石，应先用盐酸分解，使大部分硫以硫化氢逸出，在加硝酸使试样完全分解。l为了分离铅，试样可先用盐酸-硝酸分解后，再用硫酸冒烟使铅生成难熔的硫酸铅沉淀于大部分干扰元素分离。二铅的测定二铅的测定l测定铅的方法很多。重量法中最准确的是硫酸铅法，此外还有钼酸铅、铬

31、酸铅以及电解析出二氧化铅的方法。对然这些方法能得到较准确的结果，但手续复杂，已很少用。生产应用最广泛的是EDTA滴定法和铬酸铅滴定法。对于低含量铅的测定一般采用极谱法和原子吸收分光光度法。本节主要介绍EDTA滴定法。l1方法原理 试样用盐酸硝酸分解，以硫酸沉淀铅与其它元素分离，用乙酸-乙酸钠缓冲溶液溶解硫酸铅，在PH5.56.0的条件下，以二甲酚橙为指示剂，用EDTA标准溶液滴定至溶液由紫红色刚变亮黄色为终点，其反应式为lPb2+H2SO4=PbSO4+2H+lPbSO4+2AC-=Pb(AC)2+SO42-lH2Y2-+Pb2+=PbY2-+2H+盐酸硝酸能显著增大硫酸铅的浓度的溶解度，必盐

32、酸硝酸能显著增大硫酸铅的浓度的溶解度，必须经过二次硫酸冒烟驱除。但冒烟浓度不宜过高，须经过二次硫酸冒烟驱除。但冒烟浓度不宜过高，时间不宜太长，否则铁时间不宜太长，否则铁铝、铋铝、铋 等元素易形成难熔硫等元素易形成难熔硫酸盐，夹杂在硫酸铅沉淀种干扰测定。酸盐，夹杂在硫酸铅沉淀种干扰测定。锑锑含量高时易水解，夹杂与硫酸铅沉淀中影响测含量高时易水解，夹杂与硫酸铅沉淀中影响测定。少量铋也可用酒石酸消除影响。酒石酸对硫酸定。少量铋也可用酒石酸消除影响。酒石酸对硫酸铅沉淀完全有一定的影响，必须严格控制酒石酸用铅沉淀完全有一定的影响，必须严格控制酒石酸用量。量。大量的大量的二氧化硅二氧化硅影响乙酸影响乙酸-

33、乙酸钠对硫酸铅的浸乙酸钠对硫酸铅的浸取，应在分解试样时加入氟化钾，使其程取，应在分解试样时加入氟化钾，使其程SiF4逸出。逸出。夹杂在硫酸铅沉淀中的少量夹杂在硫酸铅沉淀中的少量铁、铝铁、铝，应加入氟化应加入氟化钾掩蔽钾掩蔽；少量锑铋用酒石酸掩蔽少量锑铋用酒石酸掩蔽。若铋量太高，可。若铋量太高，可用用“铋盐返滴定法铋盐返滴定法”消除其影响。消除其影响。当试样含当试样含钡钡时，铅与被结合形成稳定的复盐沉时，铅与被结合形成稳定的复盐沉淀（一部分铅进入硫酸钡晶格），使铅不能完全被淀（一部分铅进入硫酸钡晶格），使铅不能完全被乙酸乙酸钠缓冲溶液浸取，严重乙酸乙酸钠缓冲溶液浸取，严重干扰测定干扰测定。试样。

34、试样中含中含砷砷量高时，可在硫酸冒烟时加氢溴酸除去。量高时，可在硫酸冒烟时加氢溴酸除去。本法适用于本法适用于1.0%以上铅的测定。以上铅的测定。4.7锌矿石中锌的测定锌矿石中锌的测定一概述一概述 锌在地壳中的平均含量约为锌在地壳中的平均含量约为0.02%。在自然界中，。在自然界中，单一的锌床很少见，多与铅或铜的矿物共生，构成单一的锌床很少见，多与铅或铜的矿物共生，构成铅锌矿或铜锌矿。目前用来生产锌的矿石，几乎都铅锌矿或铜锌矿。目前用来生产锌的矿石，几乎都是硫化矿。是硫化矿。在自然界中，已发现的锌矿物有在自然界中，已发现的锌矿物有50多种，常见的多种，常见的仅仅10多种。主要矿物有闪锌矿多种。主

35、要矿物有闪锌矿ZnS菱锌矿菱锌矿ZnCO3、红锌矿红锌矿ZnO和异极矿和异极矿ZnSiO4.H2O.闪锌矿常与铅的硫化物共存，并常伴生有少量镉、闪锌矿常与铅的硫化物共存，并常伴生有少量镉、铜、金、银、锗、锡、铟等元素。锌精矿是由铅锌铜、金、银、锗、锡、铟等元素。锌精矿是由铅锌矿、铜锌矿或铅铜锌等多金属矿石中浮悬而的。在矿、铜锌矿或铅铜锌等多金属矿石中浮悬而的。在锌精矿中心的含量约为锌精矿中心的含量约为50%，铜和铅的含量变化较，铜和铅的含量变化较大，介于千分之到百分之几之间。大，介于千分之到百分之几之间。工业上对锌矿石的一般要求：硫化矿的边界品位为工业上对锌矿石的一般要求：硫化矿的边界品位为0

36、.5%0.8%，工业品位为，工业品位为1%2%，氧化矿的品位为，氧化矿的品位为2%，工业品位为，工业品位为3%。l二试样的分解二试样的分解 锌矿比较溶锌矿比较溶易易分解，一般先用盐酸后分解，一般先用盐酸后用硝酸即可完全分解。含硫高且不能用硝酸即可完全分解。含硫高且不能完全分解的试样，应先在完全分解的试样，应先在700750灼烧灼烧30min，再用氢氧化钠（钾）熔融。，再用氢氧化钠（钾）熔融。对于含锡石等难熔矿石，可用过氧化对于含锡石等难熔矿石，可用过氧化钠熔融分解。钠熔融分解。三三 锌的测定锌的测定l在测定锌的各种方法中，EDTA滴定法测定常量锌在工业生产中占主要地位。低含量锌多采用极谱法和原

37、子吸收分光光度法。本节仅介绍EDTA滴定法。l方法原理 试样经分解，在PH56乙酸-乙酸钠缓冲溶液中，以二甲酚橙为指示剂，用EDTA标准溶液滴定，其反应式如下l H2Y2-+Zn2+=ZnY2-+2H+l在滴定条件下，干扰元素较多，除碱土金属和砷等少数金属离子外，其他金属离子如铅、铜、镉、汞镍、钴、锰、铋、铝、铁、锑、铋、锡和钛都干扰滴定。须预先分离干扰成分或加入适当掩蔽剂消除干扰。为了减少氢氧化物沉淀对锌的吸附和保证锌完全呈锌氨络合离子状态与干扰元素分离，试液中必须有一定量的铵盐和过量的氨水存在。试验表明：200ml试液中，加入3g硫酸铵或氯化铵及50ml浓氨水后，150mg铁及50mg铝所

38、生成的氢氧物沉淀对锌的吸附可忽略不计。另外，小体积，热溶液中沉淀，沉淀完毕迅速用适量热水冲稀，吸附量显著减小。镉的干扰可用扣除法消除。也可用DTCPA（氨基丙酸二硫代甲酸氨）和TCA（甘氨酸二硫代甲酸铵）掩蔽。滤液中少量的铁和铝用氟化铵掩蔽。本法适用于含锌1%以上的铜矿石、铅矿石和锌矿石中锌的测定。4.8钛矿石中钛的测定钛矿石中钛的测定一概述 钛在地壳中的平均含量约为0.6%，在过渡元素中仅次于铁，但较分散。在自然界中，钛以氧化物或复杂氧化物形式存在。虽然在陨石中曾发现有钛的硫化物，但在地壳中尚未发现。主要的工业矿物有钛铁矿、钛磁铁矿、金红石和铌、钽、钛酸盐矿物。钒钛磁铁矿（钛磁铁矿中含有相当

39、量的钒）在我国分布较广，储量较大（主要在四川攀枝花），是很重要的工业矿物。因其富含多种有益伴生元素并可综合利用，受到更广泛的重视。钛的机械强度很高，它的密度仅为铁的一半，并且具有良好的抗腐蚀性能，是现代工业的重要金属之一。一一 试样的分解试样的分解 钛钛矿难矿难溶于盐酸或硝酸。一般采用氢氟酸与硫酸、溶于盐酸或硝酸。一般采用氢氟酸与硫酸、磷酸与硝酸、磷酸与硝酸分解钛矿石。磷酸与硝酸、磷酸与硝酸分解钛矿石。碱性熔剂熔融分解钛矿石由于其强的分解能力和碱性熔剂熔融分解钛矿石由于其强的分解能力和分离干扰元素与分解试样相结合，应用较为普遍。分离干扰元素与分解试样相结合，应用较为普遍。常用的溶剂有过氧化钠、

40、氢氧化钠和过氧化钠或氢常用的溶剂有过氧化钠、氢氧化钠和过氧化钠或氢氧化钠与碳酸钠混合熔剂。氧化钠与碳酸钠混合熔剂。二二 钛的测定钛的测定l钛矿石中二氧化钛的含量通常为百分之几至百分之十集，一般采用氧化还原滴定法测定其含量。本节主要介绍硫酸高铁铵滴定法。l方法原理在盐酸或硫酸介质中，用金属铝（锌）片将钛（）还原为钛（），以硫氰酸钾为指示剂，用硫酸高铁铵标准溶液滴定，其反应式为l3TiO2+Al+6H+=3Ti3+Al3+3H2O (16M)lTi3+Fe3+H2O=TiO2+Fe2+2H+(2.55M)lTi3+极不稳定，易被空气氧化，还原应在CO2保护气氛下进行。滴定前应加入硫酸铵和草酸使Ti3+形成不易被空气氧化的草酸络合物，防止滴定过程中Ti3+被氧化。也可加入苯或液态石蜡保护。钒、锡、钼、钨砷、等元素干扰测定。这些元素和钛（）一起被全部或部分还原到低价态，并在其后被高铁氧化，导致结果偏高。钒、锡、钼、钨、砷可用碱熔水浸取分离；铜钴镍等可用氨水分离。在钒钛磁铁矿中，除钒和铬外，上述元素含量很低，可不考虑干扰。本法适用于钒钛磁铁矿及各种钛矿石、铁矿石中1%以上二氧化钛的测定。