第四章礦石分析

1、 第四章礦石分析第四章礦石分析l 4.1 概述概述l 4.2 鐵礦石中鐵的測定鐵礦石中鐵的測定l 4.3 錳礦石中錳的測定錳礦石中錳的測定l 4.4 鉻鐵礦中鉻的測定鉻鐵礦中鉻的測定l 4.5 銅礦石中銅的測定銅礦石中銅的測定l 4.6 鉛礦石中鉛的測定鉛礦石中鉛的測定l 4.7 鋅礦石中鋅的測定鋅礦石中鋅的測定l 4.8 鈦礦石中鈦的測定鈦礦石中鈦的測定 4.1 概述概述l礦石的組成相當(dāng)復(fù)雜，除被研究的礦物組分外，往往礦石的組成相當(dāng)復(fù)雜，除被研究的礦物組分外，往往那個同時伴生多種礦物。當(dāng)伴生礦物的品位達(dá)到一定那個同時伴生多種礦物。當(dāng)伴生礦物的品位達(dá)到一定要求時，可作為有用的伴生組分進(jìn)行回收利

2、用。要求時，可作為有用的伴生組分進(jìn)行回收利用。 1 礦物礦物: 地殼中存在的具有固定化學(xué)組成和一地殼中存在的具有固定化學(xué)組成和一定物理化學(xué)性質(zhì)的定物理化學(xué)性質(zhì)的天然產(chǎn)物天然產(chǎn)物； 2 巖石：構(gòu)成地殼的礦物巖石：構(gòu)成地殼的礦物集合體集合體；3 礦石：含有礦石：含有有用礦物有用礦物并具有并具有開采價值開采價值的巖石。的巖石。16:03:5034.1.1礦物的工業(yè)分類礦物的工業(yè)分類 根據(jù)礦物成分及主要用途可分為：根據(jù)礦物成分及主要用途可分為： 1金屬礦物：黑色金屬礦，有色金屬礦，貴重金屬礦物：黑色金屬礦，有色金屬礦，貴重金屬礦，稀有金屬礦，稀土金屬礦，分散元金屬礦，稀有金屬礦，稀土金屬礦，分散元素金

3、屬礦，以及放射性金屬礦。素金屬礦，以及放射性金屬礦。16:03:5042 非金屬礦物：能源礦，化工原料，耐火材非金屬礦物：能源礦，化工原料，耐火材料，陶瓷原料，冶金輔助材料，研磨材料，料，陶瓷原料，冶金輔助材料，研磨材料，電氣材料，建筑材料和寶石材料。電氣材料，建筑材料和寶石材料。 l礦石是冶金工業(yè)的基礎(chǔ)原料。礦石分析是保礦石是冶金工業(yè)的基礎(chǔ)原料。礦石分析是保證產(chǎn)品質(zhì)量、控制冶煉過程和研究新工藝必證產(chǎn)品質(zhì)量、控制冶煉過程和研究新工藝必不可少的手段，也是進(jìn)行地質(zhì)勘探和綜合利不可少的手段，也是進(jìn)行地質(zhì)勘探和綜合利用礦資源的主要依據(jù)。用礦資源的主要依據(jù)。l礦石分析往往需要進(jìn)行多種項目的分析，根礦石分

4、析往往需要進(jìn)行多種項目的分析，根據(jù)不同需要，可進(jìn)行簡單分析、組合分析或據(jù)不同需要，可進(jìn)行簡單分析、組合分析或全分析。本章主要介紹一些礦石主要成分分全分析。本章主要介紹一些礦石主要成分分析的有關(guān)原理和方法，其他項目的分析參見析的有關(guān)原理和方法，其他項目的分析參見本書有關(guān)章節(jié)。本書有關(guān)章節(jié)。4.1.2礦石分析的意義礦石分析的意義5.2 鐵礦石中鐵的測定鐵礦石中鐵的測定l 鐵是地球上分布最廣的元素之一，在地殼中的平均含鐵是地球上分布最廣的元素之一，在地殼中的平均含量為量為5.8%，在豐度表中位于氧、硅和鋁之后，居第四。，在豐度表中位于氧、硅和鋁之后，居第四。自然界中已知的鐵礦物有自然界中已知的鐵礦物

5、有300多種，但工業(yè)礦物為數(shù)不多種，但工業(yè)礦物為數(shù)不多，主要有磁鐵礦赤鐵礦、鏡鐵礦、褐鐵礦、和菱鐵礦多，主要有磁鐵礦赤鐵礦、鏡鐵礦、褐鐵礦、和菱鐵礦等。等。l鐵礦石中常伴生的金屬元素有錳、鉻、鎳、鈷、釩、銅、鐵礦石中常伴生的金屬元素有錳、鉻、鎳、鈷、釩、銅、鉛、鋅、鉬、鎢、錫等。其中錳、鉻、鎳、鈷、釩、鉬、鉛、鋅、鉬、鎢、錫等。其中錳、鉻、鎳、鈷、釩、鉬、鎢通常只有少量存在，但這些元素在冶煉過程中可以大鎢通常只有少量存在，但這些元素在冶煉過程中可以大大提高鋼鐵的質(zhì)量，屬有益組分。而且銅、鉛、鋅、錫大提高鋼鐵的質(zhì)量，屬有益組分。而且銅、鉛、鋅、錫則為有害組分。值得注意的是，有的鐵礦還伴生稀有金則

6、為有害組分。值得注意的是，有的鐵礦還伴生稀有金屬或稀土金屬，其工業(yè)價值甚至超過鐵礦石屬或稀土金屬，其工業(yè)價值甚至超過鐵礦石。 l 工業(yè)上對鐵礦石中鐵的要求是：菱鐵礦大于工業(yè)上對鐵礦石中鐵的要求是：菱鐵礦大于30%35%；褐鐵礦大于；褐鐵礦大于45%50%；赤鐵礦大于；赤鐵礦大于 54%58%；磁鐵礦大于；磁鐵礦大于56%60%。達(dá)不到以上品。達(dá)不到以上品位要求的，要進(jìn)行選礦處理。位要求的，要進(jìn)行選礦處理。l 鐵礦石分析一般只測定全鐵（鐵礦石分析一般只測定全鐵（TFe）硅、硫、磷。）硅、硫、磷。為了了解礦石的氧化狀態(tài)和選礦的需要，需測定亞為了了解礦石的氧化狀態(tài)和選礦的需要，需測定亞鐵；從冶煉的角

7、度考慮，要求測定可溶鐵（鹽酸可鐵；從冶煉的角度考慮，要求測定可溶鐵（鹽酸可溶）和硅酸鐵。溶）和硅酸鐵。一一 試樣的分解試樣的分解l 礦石通常用鹽酸加熱分解，如殘渣為白色，表礦石通常用鹽酸加熱分解，如殘渣為白色，表明試樣分解完全。若殘渣有黑色或其他顏色，可用明試樣分解完全。若殘渣有黑色或其他顏色，可用氫氟酸或氟化銨處理。磁鐵礦分解速度很慢，可加氫氟酸或氟化銨處理。磁鐵礦分解速度很慢，可加幾滴氯化亞錫溶液加速分解，或用硫幾滴氯化亞錫溶液加速分解，或用硫-磷混合酸（磷混合酸（1：2）分解。鐵礦石的系統(tǒng)分析常用堿溶法分解試樣，）分解。鐵礦石的系統(tǒng)分析常用堿溶法分解試樣，常用的溶劑有碳酸鈉、過氧化鈉、氫

8、氧化鈉和過氧常用的溶劑有碳酸鈉、過氧化鈉、氫氧化鈉和過氧鈉鈉-碳酸鈉碳酸鈉(1:2)混合溶劑。熔融通常在銀坩堝、鎳坩混合溶劑。熔融通常在銀坩堝、鎳坩堝或石墨坩堝中進(jìn)行。也可用過氧化鈉在鎳坩堝中堝或石墨坩堝中進(jìn)行。也可用過氧化鈉在鎳坩堝中燒結(jié)分解試樣。燒結(jié)分解試樣。 l 銅、鈦、砷、銻、鎢、鉬、鈾、鉑、釩、硝酸根及銅、鈦、砷、銻、鎢、鉬、鈾、鉑、釩、硝酸根及大量的鈷、鎳、鉻、硅酸等存在，均可能產(chǎn)生干擾。大量的鈷、鎳、鉻、硅酸等存在，均可能產(chǎn)生干擾。銅、鈦、砷、銻、鎢、鉬、鈾、鉑、在測定鐵的條件銅、鈦、砷、銻、鎢、鉬、鈾、鉑、在測定鐵的條件下，既可被下，既可被SnCl2還原至低價，而后低價的離子又

9、可被還原至低價，而后低價的離子又可被K2Cr2O7滴定，所以產(chǎn)生正干擾。凡因本身變價較多，滴定，所以產(chǎn)生正干擾。凡因本身變價較多，若被若被SnCl2還原完全，則是結(jié)果偏高；若部分還原，剩還原完全，則是結(jié)果偏高；若部分還原，剩余部分可能導(dǎo)致余部分可能導(dǎo)致Fe2+被氧化，使結(jié)果偏低。被氧化，使結(jié)果偏低。NO3-對對Fe3+的還原和的還原和Fe2+的滴定都有影響。大量鈷、鎳、鉻的滴定都有影響。大量鈷、鎳、鉻存在，離子本身顏色影響終點(diǎn)觀察。較大量的硅酸呈存在，離子本身顏色影響終點(diǎn)觀察。較大量的硅酸呈膠體存在時，由于吸附或包裹膠體存在時，由于吸附或包裹Fe3+，使其還原不完全，使其還原不完全，導(dǎo)致結(jié)果偏

10、低。導(dǎo)致結(jié)果偏低。 lTi(IV)的干擾可在用的干擾可在用SnCl2還原之前加入適量的氟還原之前加入適量的氟化物消除。若試樣中鈦含量較高，最好采用鈦化物消除。若試樣中鈦含量較高，最好采用鈦-鐵鐵連續(xù)滴定的方法，消除鈦對測定的干擾。連續(xù)滴定的方法，消除鈦對測定的干擾。l 硝酸的存在影響還原和滴定，可用硫酸冒煙或硝酸的存在影響還原和滴定，可用硫酸冒煙或鹽酸低溫反復(fù)蒸干除去。鹽酸低溫反復(fù)蒸干除去。二二 全鐵的測定全鐵的測定重鉻酸鉀滴定法重鉻酸鉀滴定法l 鐵礦石中鐵的測定方法很多，鐵礦石中鐵的測定方法很多，常用的有常用的有EDTA滴定法、重滴定法、重鉻酸鉀滴定法、高錳酸鉀滴定法、鈰量法和碘量法。鉻酸鉀

11、滴定法、高錳酸鉀滴定法、鈰量法和碘量法。由于重由于重鉻酸鉀滴定法具有快速、準(zhǔn)確和容易掌握等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛采鉻酸鉀滴定法具有快速、準(zhǔn)確和容易掌握等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛采用。用。 1.方法原理方法原理 在鹽酸或硫酸介質(zhì)中，用在鹽酸或硫酸介質(zhì)中，用SnCl2作還原劑，將作還原劑，將試樣中的試樣中的Fe3+還愿為還愿為Fe2+，過量的，過量的SnCl2用用HgCl2除去。在硫除去。在硫磷混合酸存在下，以二苯胺磺酸鈉位指示劑，用磷混合酸存在下，以二苯胺磺酸鈉位指示劑，用K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，其反應(yīng)式為溶液滴定，其反應(yīng)式為l2Fe3+ + Sn2+ + 6Cl- = Fe2+ + SnCl62-，lSn2

12、+ 4Cl- + 2HgCl2 = SnCl62+ Hg2Cl2l6 Fe2+ Cr2O72- +14H+ = 6 Fe3+ + 2 Cr3+ 7H2O l三三 亞鐵和可溶鐵的測定亞鐵和可溶鐵的測定 1.亞鐵的測定 鐵礦中的亞鐵是指磁鐵礦、菱鐵礦及一些硅酸鹽中鐵礦中的亞鐵是指磁鐵礦、菱鐵礦及一些硅酸鹽中的亞鐵，不包括硫化物礦物中的亞鐵。當(dāng)分析含有的亞鐵，不包括硫化物礦物中的亞鐵。當(dāng)分析含有硫鐵礦試樣中的亞鐵時硫鐵礦試樣中的亞鐵時 ，試樣的分解比較復(fù)雜，最，試樣的分解比較復(fù)雜，最好能控制一定的酸量和時間，以免部分鐵礦分解而好能控制一定的酸量和時間，以免部分鐵礦分解而引起誤差。引起誤差。 原理原理

13、 亞鐵的測定一般是在二氧化碳保護(hù)氣氛下，亞鐵的測定一般是在二氧化碳保護(hù)氣氛下，用鹽酸或氟化鈉在高溫電爐上分解試樣。試樣溶解用鹽酸或氟化鈉在高溫電爐上分解試樣。試樣溶解完全后，加硼酸除去氟的干擾，加入硫完全后，加硼酸除去氟的干擾，加入硫-磷混合酸和磷混合酸和指示劑，用重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。指示劑，用重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。 為了防止試樣中亞鐵氧化，一般試樣只要求過為了防止試樣中亞鐵氧化，一般試樣只要求過100目篩目篩 ，且不烘干。，且不烘干。 2. 可溶鐵的測定 原理可溶鐵是指能溶于鹽酸的含鐵礦物，溶樣時不能同時加入其它試劑，也不能將試樣灼燒處理。試樣用鹽酸分解后，按全鐵測定方法進(jìn)行測定。閱讀材料

14、閱讀材料(鐵礦石中鐵的測定鐵礦石中鐵的測定(無汞法無汞法) 3/fxhx/WSJX/yhhydd/yhhydd-2.htm化學(xué)基礎(chǔ)實驗化學(xué)基礎(chǔ)實驗教學(xué)中心教學(xué)中心l實驗原理實驗原理l經(jīng)典的重鉻酸鉀法測定鐵礦石中的鐵，簡便、快速，但因HgCl2 劇毒，污染環(huán)境，為了減少實驗廢水對環(huán)境的污染，近年來國內(nèi)外的化學(xué)工作者研究了多種不用汞鹽測定常量鐵的新方法。 l本實驗采用了改進(jìn)的重鉻酸鉀法，即保留 K2Cr2O7 作滴定劑，但不使用 HgCl2 。礦樣經(jīng)鹽酸分解，先用 SnCl2 將大部分三階鐵還原成 二價鐵，試液由紅棕色變?yōu)辄S色。再用TiCl3將剩余的Fe3+還原

15、，過量的 TiCl3將 Na2WO4還原成“鎢蘭”，指示反應(yīng)完全。然后用少量的 K2Cr2O7溶液將 TiCl3 氧化至“鎢蘭”剛好褪色。再以二苯胺磺酸鈉為指示劑，用 K2Cr2O7 標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定試液中二價鐵。 一 概述 錳在地殼中的平均含量為0.1%，在自然界中分布比較廣泛。目前已知的錳礦石有150多種，具有工業(yè)價值的錳礦石只有碳酸錳和氧化錳兩大類型。最常見的礦石是軟錳礦（MnO2）、硬錳礦（MnOMnO2nH2O）水錳礦（MnOH2O）、褐錳礦（MnO）、黑錳礦（Mn3O4）和菱錳礦（MnCO）等。在這些礦物中，錳的含量可達(dá)50%70%。 錳礦石中含有二氧化硅、磷、硫、砷、鋁、鋇、鈣、鎂、

16、鈉和鉀等雜質(zhì)，有時也伴生又銅、鈷、鎳、及其他稀有金屬。其中二氧化硅、磷、硫和砷都是錳礦石中的有害物質(zhì)，。磷含量的高低是評價錳礦石的一個重要指標(biāo)。 錳是鋼鐵工業(yè)不可缺少的重要脫硫劑。鋼種加入少量錳，能增加硬度、延展性、忍性和抗磨能力。錳鋼錳鐵以及錳的有色金屬合金，在工業(yè)上都極為重要。4.3 錳礦石中錳的測定錳礦石中錳的測定 l二二 試樣的分解試樣的分解 錳礦石大多數(shù)易被鹽酸和硝鹽混合酸分解。如果試樣錳礦石大多數(shù)易被鹽酸和硝鹽混合酸分解。如果試樣不要求測定二氧化硅，可用氫氟酸和硫酸分解。如僅要不要求測定二氧化硅，可用氫氟酸和硫酸分解。如僅要求測定錳，可用磷酸、磷酸和過氧化氫或磷酸和硝酸分求測定錳，

17、可用磷酸、磷酸和過氧化氫或磷酸和硝酸分解。對于不易用酸分解的試樣，可采用堿性或酸性溶劑解。對于不易用酸分解的試樣，可采用堿性或酸性溶劑進(jìn)行熔融。進(jìn)行熔融。l三三 錳的測定錳的測定 錳的測定方法很多，有錳的測定方法很多，有重量法、滴定法、分光光度法、重量法、滴定法、分光光度法、電位滴定法和原子吸收分光光度法電位滴定法和原子吸收分光光度法。電位滴定法測定錳。電位滴定法測定錳礦石中的錳的含量為國家和國際標(biāo)準(zhǔn)方法礦石中的錳的含量為國家和國際標(biāo)準(zhǔn)方法 。本節(jié)主要。本節(jié)主要介紹電位滴定法。介紹電位滴定法。 1.方法原理l 在在PH6.5PH7.5的焦磷酸鈉介質(zhì)中，用鉑電極作指的焦磷酸鈉介質(zhì)中，用鉑電極作指

18、示電極，鎢或銀電極作參比電極組成工作電池，用示電極，鎢或銀電極作參比電極組成工作電池，用高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液地試液中的錳（高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液地試液中的錳（II）至錳（）至錳（III），），其反應(yīng)方程式為其反應(yīng)方程式為 l4Mn2+ + MnO4- + 15H2P2O72- + 8H+ = l 5Mn(H2P2O7)33- + 4H2Ol滴定過程中（滴定過程中（）鉑電極的電極電位為）鉑電極的電極電位為l由于溶液中存在大量的由于溶液中存在大量的H2P2O72-，的濃度的濃度很小，且可認(rèn)為恒定，則上式可寫成很小，且可認(rèn)為恒定，則上式可寫成3232/0.059 lgP tM nM nM nM n 322/0

19、.059lgPtMnMnkMn 鉻（鉻（III）和砷（）和砷（III）對測定有干擾?？稍趬A性溶液）對測定有干擾?？稍趬A性溶液中加過氧化鈉處理，將中加過氧化鈉處理，將Mn2+氧化為氧化為MnO42-,Cr3+氧化為氧化為CrO42-,然后加乙醇煮沸，是錳酸鹽還原為二氧化錳水合然后加乙醇煮沸，是錳酸鹽還原為二氧化錳水合物析出與鉻分離。也可在熱得高氯酸溶液中加鹽酸，將物析出與鉻分離。也可在熱得高氯酸溶液中加鹽酸，將鉻以氯化鉻酰（鉻以氯化鉻酰（rO2Cl2）形式揮發(fā)除去。三價砷的干）形式揮發(fā)除去。三價砷的干擾可在酸性條件下將其氧化為五價，干擾即可消除。本擾可在酸性條件下將其氧化為五價，干擾即可消除。本

20、法適用于法適用于8%60%錳的測定。錳的測定。4.4鉻鐵礦中鉻的測定鉻鐵礦中鉻的測定l鉻在地殼的平均含量為鉻在地殼的平均含量為0.035%，屬親石元素。鉻的工業(yè)礦物，屬親石元素。鉻的工業(yè)礦物統(tǒng)稱為鉻鐵礦，它包括外表彼此相似而化學(xué)性質(zhì)互異的數(shù)種個統(tǒng)稱為鉻鐵礦，它包括外表彼此相似而化學(xué)性質(zhì)互異的數(shù)種個尖晶石礦物。其中具有工業(yè)價值的礦物有鎂鉻鐵礦、鋁鉻鐵礦、尖晶石礦物。其中具有工業(yè)價值的礦物有鎂鉻鐵礦、鋁鉻鐵礦、富鉻尖晶鉻鐵礦等礦物。富鉻尖晶鉻鐵礦等礦物。l在鉻鐵礦中，通常含有在鉻鐵礦中，通常含有Cr2O38%62%、FeO018% 、MgO6%16%、Al2O3030%和和Fe2O32%3%.常伴

21、生鉑族元素常伴生鉑族元素（如鋨銥鉑釘銠和鈀）、鈷、鈦、釩和鎳等有用元素，在綜合（如鋨銥鉑釘銠和鈀）、鈷、鈦、釩和鎳等有用元素，在綜合利用鉻鐵礦時都應(yīng)做出評價。半生的有害雜質(zhì)有二氧化硅、磷利用鉻鐵礦時都應(yīng)做出評價。半生的有害雜質(zhì)有二氧化硅、磷和硫，其平均允許含量為：和硫，其平均允許含量為：Si10%、 P0.07%、S0.05%。l鉻能提高鋼的機(jī)械性能和時剛具有特定的物理化學(xué)性質(zhì)，是冶鉻能提高鋼的機(jī)械性能和時剛具有特定的物理化學(xué)性質(zhì)，是冶煉合金鋼的重要和金元素。鉻鐵礦在工業(yè)上除用于生生產(chǎn)格言煉合金鋼的重要和金元素。鉻鐵礦在工業(yè)上除用于生生產(chǎn)格言 生產(chǎn)鉻鹽和氧化鉻等化工產(chǎn)品外，主要用于生產(chǎn)鉻鐵。生

22、產(chǎn)鉻鹽和氧化鉻等化工產(chǎn)品外，主要用于生產(chǎn)鉻鐵。一一 試樣分解試樣分解l 過氧化鈉是一種強(qiáng)氧化性溶劑，對鉻鐵礦有很強(qiáng)的分解能力，在試樣分解的同時定量的將鉻氧化為6價。用過氧化鈉分解鉻鐵礦可分為熔融和半溶兩種方式。熔融濃度為 650700，半熔溫度為52010，常用銀、鐵、鎳和高鋁坩堝。再過氧化鈉中加五分之二或二分之一的氫氧化鈉，可降低過氧化鈉的熔點(diǎn)而仍保持其氧化能力和分解礦物能力，減少對坩堝的腐蝕。在52010熔融25min30 min即可是試樣分解完全.此外硼酸-碳酸鈉的混合熔劑對鉻鐵礦也有很強(qiáng)的分解能力.磷酸在加熱至100300時,具有極強(qiáng)的溶解礦物能力.鎂鉻鐵礦、鋁鉻鐵礦和尖晶石等難容礦物

23、均可被磷酸完全分解。加入硫酸，分解溫度可提高至360-380,有利于試樣分解,并可防止焦磷酸鹽的出現(xiàn),改善了單獨(dú)使用磷酸分解試樣的條件,廣泛應(yīng)用于鉻鐵礦的簡項分析.磷酸與硫酸的比例一般為1:2或1:1.l二鉻的測定l 鉻鐵礦中鉻的含量較高,一般采用硫酸亞鐵銨容量法測定.l方法原理l試樣用硫磷混合酸分解以后,以硝酸銀為催化劑,用過磷酸銨將試樣中的鉻全部氧化至六價.其反應(yīng)如下l試液中的錳（若事業(yè)中錳含量低，可在氧化前加入少量的硫酸錳溶液）本氧化至高錳酸根，標(biāo)志氧化作用完全（紫色出現(xiàn)）。過量的氧化劑過磷酸銨煮沸除去。由于高錳酸根干擾測定，可在氧化完全后加入少量鹽酸或氯化鈉還原，其反應(yīng)方程式為l2nO

24、40- + 10Cl- + 16H+ = 2Mn2+ + 5Cl2 + 8H2Ol反應(yīng)產(chǎn)生的氯氣經(jīng)煮沸除去。3+2-2-2-+282242Cr +3S O + 7HAgCr O7 + 6SO + 14HOl錳、釩和鈰對測定有干擾。他們均能被過磷酸氧化至高價態(tài)，又能被硫酸亞鐵銨還原，是測定結(jié)果偏高。除錳如上述，釩和鈰的干擾可用校正法消除。若試樣中含釩0.5%以上，一般采用返滴定法消除釩的干擾。本法是用于0.1%以上的鉻的測定。 4.5銅礦石中銅的測定銅礦石中銅的測定l銅在地殼中平均含量為0.01%，一般在基性巖石的含量較高。同時典型的親硫元素，其原生礦物幾乎全是硫化物。自然界已知的含銅礦物約有2

25、80余種，主要的工業(yè)礦物有黃銅礦CuFexS2（場與黃鐵礦伴生）、斑銅礦Cu2FeS4、輝銅礦Cu2S、銅藍(lán)CuS、黝銅礦Cu12Sb4S13、黑銅礦CuO、赤銅礦Cu2O、孔雀石CuCO3.Cu(OH)2、藍(lán)銅礦2 CuCO3. Cu(OH)2和自然銅。其中輝銅礦和黃銅礦分布最廣，是冶煉的主要礦物原料。l 根據(jù)礦物的種類和礦石氧化率（指銅的氧化率），可將銅礦石劃分為硫化銅礦石、氧化銅礦石和混合礦石等三種自然類型。l通常與硫元素伴生，常含有硒、碲、鍺、鎵、鉈、金和銀等稀散金屬 一一 試樣的分解試樣的分解l 硫化銅礦石，如黃銅礦、輝銅礦等，均易溶于硝酸或王水中，通常加入硝酸煮沸數(shù)分鐘，使硫砷等元

26、素逸出，然后加入硝酸加熱分解。有時在加入硝酸分解硫化礦之前，預(yù)先加入少量溴水或氯酸鉀，使試樣中的硫化物氧化成硫酸鹽，避免由于硝酸作用析出的單質(zhì)硫包裹式樣。l在實際應(yīng)用中，先將試樣在低溫、500600焙燒，在加酸分解，避免大量硫的析出。l硫化銅礦石及含硅酸鹽礦物，如赤銅礦、硅孔雀石等，不易被酸完全分解。在簡項分析中，可用酸與氟化物分解試樣。l除上述分解方法外，也可用氯化銨-硝酸銨（1：1）或氯化銨-硝酸銨-硫酸銨（：）的混合物作熔劑來分解試樣。l二銅的測定l銅礦石中銅的含量變化幅度較大，涉及的測定方法也較多。對于高中含量銅的測定多采用碘量法；低含量銅的測定采用銅試劑、雙硫腙和新亞銅靈等分光光度法

27、、極譜法和原子吸收分光光度法。l經(jīng)典的碘量法測定銅范圍較寬，但對于組成比較復(fù)雜的礦物，需進(jìn)行干擾元素的分離，操作手續(xù)較復(fù)雜。本節(jié)主要介紹快速碘量法。l方法原理在的微酸性溶液中，加入氟化氫銨掩蔽鐵，用碘化鉀與試液中Cu2+反應(yīng)，生成難溶于稀酸的CuI，析出相應(yīng)的I2。以淀粉為指示劑，用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，其反應(yīng)式為l2Cu2+ + 4I- = 2CuI +I2lI2 +2S2O32- =2I- + S4O62-S2O32-與I2的反應(yīng)最適宜的酸度范圍為PH等于3.54。（用HAC-NH4Ac調(diào)節(jié)）在強(qiáng)酸性溶液中，I2與S2O32-會發(fā)生如下副反應(yīng)S2O32- + 4I2 + 10OH- =

28、2SO42- + 8I- + 5H2O而且碘還會發(fā)生歧化反應(yīng)。l在強(qiáng)酸性溶液中，S2O32-會分解，其反應(yīng)式為l S2O32- + 2H+ = SO2 + S + H2OlI-易被空氣氧化 4I- + 4H+ +O2 = 2I2 + 2H2Ol而且，在強(qiáng)酸性溶液中干擾也會增加，例如，As(V)Sb(V)等也要氧化I-為I2，是測定結(jié)果偏高。l與Cu2+的反應(yīng)時可逆的，為使I-與Cu2+反映完全，I-必須過量。實際分析中一般加入2g左右的KI即可使I-與Cu2+定量反應(yīng)。過量的I-存在，還可以使I2形成I3-，減小I2的揮發(fā)。lCuI沉淀表面會吸附少量I2導(dǎo)致結(jié)果偏低，可在接近滴定終點(diǎn)前加入硫氰

29、酸鹽使CuI轉(zhuǎn)化為溶解度更小的CuSCN，消除CuI對I2的吸附。硫氰酸鹽不易加入過早，否則會產(chǎn)生下列反應(yīng)l 6Cu2+ + 7SCN- + 4H2O = l6CuSCN+ SO42- + CN- + 8H+l氯化物對Fe3+的掩蔽作用于溶液的PH有較大關(guān)系。當(dāng)PH為23時，1g氟化氫銨可掩蔽200mgFe3+;PH在3.54時，1g氟化氫銨可掩蔽300mg Fe3+。lNO2-對測定有干擾，可再分解試樣時，加熱至硫酸冒煙將其驅(qū)除或用尿素使之分解。l五價釩在測定條件下能氧化碘離子，嚴(yán)重干擾測定。對含釩的式樣，本法不適用。l本法適用于0.1%以上銅的測定。5.6鉛礦石中鉛的測定鉛礦石中鉛的測定l

30、鉛在地殼中的含量約為0.0016%，多以硫化物碳酸鹽等形式存在。鉛的單一金屬礦藏很少見，常與鋅伴生。有時也于其它元素如鍺、銅、鎘、金和銀等伴生，形成多金屬礦床。l根據(jù)鉛礦石所含成分不同，將鉛礦石分為兩大類。一類是硫化礦石，約占90%以上，主要是方鉛礦PbS。另一類地氧化礦石，其組成比較復(fù)雜，主要包括鉛礬PbSO4、白鉛礦PbCO3等次生礦物。l鉛在鉛礦石中的含量變化較大，通常為百分之一至百分之幾十，在多金屬礦石中的含量可能低于百分之一，在巖石中的含量低于萬分之一。一般工業(yè)要求為：劉華礦的邊界品位為0.3%0.5%，工業(yè)品味為0.7%1.0%；氧化礦的邊界品位為0.5%0.7%，工業(yè)品味為1.0

31、%1.5%。一試樣的分解一試樣的分解l鉛礦一般能為鹽酸或鹽酸和硝酸的混合酸所分解。如方鉛礦和白鉛礦可直接用鹽酸-硝酸分解，鉛礬則較難溶于酸。至于某些含鉛的硅酸鹽巖石，試樣先用酸分解后，濾除殘渣再用堿熔融。l硫化礦石，應(yīng)先用鹽酸分解，使大部分硫以硫化氫逸出，在加硝酸使試樣完全分解。l為了分離鉛，試樣可先用鹽酸-硝酸分解后，再用硫酸冒煙使鉛生成難熔的硫酸鉛沉淀于大部分干擾元素分離。二鉛的測定二鉛的測定l測定鉛的方法很多。重量法中最準(zhǔn)確的是硫酸鉛法，此外還有鉬酸鉛、鉻酸鉛以及電解析出二氧化鉛的方法。對然這些方法能得到較準(zhǔn)確的結(jié)果，但手續(xù)復(fù)雜，已很少用。生產(chǎn)應(yīng)用最廣泛的是EDTA滴定法和鉻酸鉛滴定法。

32、對于低含量鉛的測定一般采用極譜法和原子吸收分光光度法。本節(jié)主要介紹EDTA滴定法。l1方法原理 試樣用鹽酸硝酸分解，以硫酸沉淀鉛與其它元素分離，用乙酸-乙酸鈉緩沖溶液溶解硫酸鉛，在PH5.56.0的條件下，以二甲酚橙為指示劑，用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液由紫紅色剛變亮黃色為終點(diǎn)，其反應(yīng)式為lPb2+ + H2SO4 = PbSO4 + 2H+lPbSO4 + 2AC- = Pb(AC)2 + SO42-lH2Y2- + Pb2+ = PbY2- + 2H+鹽酸硝酸能顯著增大硫酸鉛的濃度的溶解度，鹽酸硝酸能顯著增大硫酸鉛的濃度的溶解度，必須經(jīng)過二次硫酸冒煙驅(qū)除。但冒煙濃度不宜過高，必須經(jīng)過二次硫

33、酸冒煙驅(qū)除。但冒煙濃度不宜過高，時間不宜太長，否則鐵時間不宜太長，否則鐵鋁、鉍鋁、鉍 等元素易形成難熔硫等元素易形成難熔硫酸鹽，夾雜在硫酸鉛沉淀種干擾測定。酸鹽，夾雜在硫酸鉛沉淀種干擾測定。銻銻含量高時易水解，夾雜與硫酸鉛沉淀中影響含量高時易水解，夾雜與硫酸鉛沉淀中影響測定。少量鉍也可用酒石酸消除影響。酒石酸對硫測定。少量鉍也可用酒石酸消除影響。酒石酸對硫酸鉛沉淀完全有一定的影響，必須嚴(yán)格控制酒石酸酸鉛沉淀完全有一定的影響，必須嚴(yán)格控制酒石酸用量。用量。大量的大量的二氧化硅二氧化硅影響乙酸影響乙酸-乙酸鈉對硫酸鉛的浸乙酸鈉對硫酸鉛的浸取，應(yīng)在分解試樣時加入氟化鉀，使其程取，應(yīng)在分解試樣時加入氟

34、化鉀，使其程SiF4逸出。逸出。 夾雜在硫酸鉛沉淀中的少量夾雜在硫酸鉛沉淀中的少量鐵、鋁鐵、鋁，應(yīng)加入氟化應(yīng)加入氟化鉀掩蔽鉀掩蔽；少量銻鉍用酒石酸掩蔽少量銻鉍用酒石酸掩蔽。若鉍量太高，可。若鉍量太高，可用用“鉍鹽返滴定法鉍鹽返滴定法”消除其影響。消除其影響。當(dāng)試樣含當(dāng)試樣含鋇鋇時，鉛與被結(jié)合形成穩(wěn)定的復(fù)鹽沉?xí)r，鉛與被結(jié)合形成穩(wěn)定的復(fù)鹽沉淀（一部分鉛進(jìn)入硫酸鋇晶格），使鉛不能完全被淀（一部分鉛進(jìn)入硫酸鋇晶格），使鉛不能完全被乙酸乙酸鈉緩沖溶液浸取，嚴(yán)重乙酸乙酸鈉緩沖溶液浸取，嚴(yán)重干擾測定干擾測定。試樣。試樣中含中含砷砷量高時，可在硫酸冒煙時加氫溴酸除去。量高時，可在硫酸冒煙時加氫溴酸除去。本法適

35、用于本法適用于1.0%以上鉛的測定。以上鉛的測定。 4.7鋅礦石中鋅的測定鋅礦石中鋅的測定一概述一概述 鋅在地殼中的平均含量約為鋅在地殼中的平均含量約為0.02%。在自然界中，。在自然界中，單一的鋅床很少見，多與鉛或銅的礦物共生，構(gòu)成單一的鋅床很少見，多與鉛或銅的礦物共生，構(gòu)成鉛鋅礦或銅鋅礦。目前用來生產(chǎn)鋅的礦石，幾乎都鉛鋅礦或銅鋅礦。目前用來生產(chǎn)鋅的礦石，幾乎都是硫化礦。是硫化礦。 在自然界中，已發(fā)現(xiàn)的鋅礦物有在自然界中，已發(fā)現(xiàn)的鋅礦物有50多種，常見的多種，常見的僅僅10多種。主要礦物有閃鋅礦多種。主要礦物有閃鋅礦ZnS菱鋅礦菱鋅礦ZnCO3、紅鋅礦紅鋅礦ZnO和異極礦和異極礦ZnSiO4

36、.H2O. 閃鋅礦常與鉛的硫化物共存，并常伴生有少量閃鋅礦常與鉛的硫化物共存，并常伴生有少量鎘、銅、金、銀、鍺、錫、銦等元素。鋅精礦是由鎘、銅、金、銀、鍺、錫、銦等元素。鋅精礦是由鉛鋅礦、銅鋅礦或鉛銅鋅等多金屬礦石中浮懸而的。鉛鋅礦、銅鋅礦或鉛銅鋅等多金屬礦石中浮懸而的。在鋅精礦中心的含量約為在鋅精礦中心的含量約為50%，銅和鉛的含量變化，銅和鉛的含量變化較大，介于千分之到百分之幾之間。較大，介于千分之到百分之幾之間。 工業(yè)上對鋅礦石的一般要求：硫化礦的邊界品位為工業(yè)上對鋅礦石的一般要求：硫化礦的邊界品位為0.5%0.8%，工業(yè)品位為，工業(yè)品位為1%2%，氧化礦的品位為，氧化礦的品位為2%，工

37、業(yè)品位為工業(yè)品位為3%。l二試樣的分解二試樣的分解 鋅礦比較溶易分解，一般先用鹽酸后鋅礦比較溶易分解，一般先用鹽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試樣，應(yīng)先在完全分解的試樣，應(yīng)先在700750灼燒灼燒30min，再用氫氧化鈉（鉀）熔融。，再用氫氧化鈉（鉀）熔融。對于含錫石等難熔礦石，可用過氧化對于含錫石等難熔礦石，可用過氧化鈉熔融分解。鈉熔融分解。三三 鋅的測定鋅的測定l在測定鋅的各種方法中，EDTA滴定法測定常量鋅在工業(yè)生產(chǎn)中占主要地位。低含量鋅多采用極譜法和原子吸收分光光度法。本節(jié)僅介紹EDTA滴定法。l方法原理 試樣經(jīng)分解，在PH56乙酸-乙酸鈉緩沖溶液中，以二甲酚橙為指示劑，用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，其反應(yīng)式如下l H2Y2- + Zn2+ = ZnY2- + 2H+l在滴定條件下，干擾元素較多，除堿土金屬和砷等少數(shù)金屬離子外，其他金屬離子如鉛、銅、鎘、汞鎳、鈷、錳、鉍、鋁、鐵、銻、鉍、錫和鈦都干擾滴定。須預(yù)先分離干擾成分或加入