物相分析

如题所述

方法提要

自然界中的钨矿种类较多,但大部分钨矿矿物量非常少,因此钨矿石的物相分析一般只做钨华(WO3)、白钨矿(CaWO4)和黑钨矿[(Fe、Mn)WO4]的测定。

钨华溶于氢氧化铵溶液中,而黑钨矿和白钨矿则不溶,据此可分离测定钨华。

当试样中白钨矿含量大于4%时,用(5+95)HCl浸取,黑钨矿则不溶或微溶;当含量小于4%时,则用1mol/L草酸作浸取液。

黑钨矿则从试样中三氧化钨总量差减计算得出。

钨矿石物相分析流程见图55.1。

试剂

过氧化氢。

氢氧化铵。

硫酸。

氢氧化钠溶液(0.7mol/L)。

氯化铵溶液(20g/L)。

三氯化铝-乙酸溶液称取40gAlCl3溶于水,加入117.5mLHAc,移入1000mL容量瓶,用水稀释至刻度。

图55.1 钨矿物相分析流程图

三氯化铝-乙酸洗液取三氯化铝-乙酸溶液1份,加入2份水。

草酸溶液(1mol/L)称取126g草酸(H2C2O4·2H2O)溶于水中,水稀释至1000mL。

甲基橙溶液(1.0g/L)。

高锰酸钾标准溶液(以草酸钠标定)。

分析步骤

(1)钨华

称取1g(精确至0.0002g)试样,于250mL锥形瓶中,加入50mL(2+98)NH4OH,塞上带有长玻璃管的橡皮塞,置于80~90℃水中,加热浸取2h。时加摇动,取下稍冷,加入0.2gNH4Cl,混匀。立即用慢速滤纸过滤,用热的(2+98)NH4OH洗液洗锥形瓶及残渣4次。滤液加热蒸发至近干,加入少量的氢氧化钠溶液并加热使可溶性盐类溶解完全。冷却,移入50mL容量瓶中,用氢氧化钠溶液稀释至刻度,混匀。

吸取清液,用硫氰酸钾光度法(见本章55.3.4)测定三氧化钨量,即为试样中钨华的含量。

(2)白钨矿

a.盐酸浸取法(适用于含白钨矿大于4%钨的测定)。将浸取钨华后的不溶物,以三氯化铝-乙酸溶液冲洗于400mL烧杯中,使溶液体积为100mL左右,盖上表面皿,在80~90℃水溶上加热1h。时加搅拌。取下冷却,用慢速滤纸过滤,以三氯化铝-乙酸洗液洗涤不溶物20次,滤液加热蒸发至近干,加少量氢氧化钠溶液,加热使可溶性盐类溶解完全。冷却后移入1000mL容量瓶中,用氢氧化钠溶液稀释至刻度。用硫氰酸钾光度法(见本章55.3.4)测定三氧化钨量,并与残渣中用盐酸溶解所得的结果相加,即为试样中白钨的含量。

将经上述步骤浸取后的残渣放于原烧杯中,加入200mL(5+95)HCl,将滤纸捣碎,在80~90℃水溶上加热2h,时加搅拌。取下,过滤,用热的(1+99)HCl洗涤不溶物10次,滤液收集于400mL烧杯中,加氢氧化铵呈碱性并过量3mL,加入1mL(1+9)H2O2,加热煮沸。过滤,用氯化铵溶液洗涤烧杯和沉淀10次,滤液收集于400mL烧杯中,用盐酸酸化并浓缩至200mL左右,加热煮沸。取下稍冷,加入15~20mL草酸溶液,以甲基橙为指示剂,用氢氧化铵中和至微碱性并过量1mL,保温静置过夜。

翌日,沉淀用慢速滤纸过滤,用水洗涤至无草酸根反应为止(用硝酸银检验)。将滤纸贴在原烧杯壁上,用水将沉淀冲下,加50mL(1+9)H2SO4,水稀释至200mL,加热至70~80℃,用高锰酸钾标准溶液滴定至微红色,将滤纸浸入溶液,继续滴定至微红色即为终点。

岩石矿物分析第三分册有色、稀有、分散、稀土、贵金属矿石及铀钍矿石分析

式中:w(白钨矿WO3)为白钨矿WO3的质量分数,%; 为高锰酸钾标准溶液的浓度,mol/L;V为消耗高锰酸钾标准溶液体积,mL;231.8为三氧化钨的摩尔质量的数值,单位用g/mol;m为试样质量,g;H为三氯化铝-乙酸浸提液中三氧化钨在原样中的质量分数,%。

b.草酸浸取法(适用于含白钨矿小于4%钨的测定)。将浸取钨华后的残渣置于250mL烧杯中,加入50mL0.5mol/L草酸溶液,捣碎滤纸,在室温浸取30min(常摇动),取下,用慢速滤纸过滤于100mL容量瓶中,用0.5mol/L草酸溶液洗涤烧杯和残渣并定容。吸取清液,用硫氰酸钾光度法(见本章55.3.4)测定三氧化钨,并按下式计算白钨矿在试样中的含量:

岩石矿物分析第三分册有色、稀有、分散、稀土、贵金属矿石及铀钍矿石分析

式中:w(白钨矿WO3)为白钨矿WO3的质量分数,%;A为本法测得试样中WO3的质量分数,%;B为试样中WO3总量减去钨华和本法实测白钨矿的结果,%;0.1为黑钨矿溶解校正因数。

(3)黑钨矿

试样中三氧化钨总量减去钨华和白钨矿中的三氧化钨,即计作黑钨矿的三氧化钨。

注意事项

1)钨华测定。氢氧化铵应使用新开瓶的试剂,若含有碳酸根则有微量白钨被溶解。装有长玻璃管,可以降低水分及氢氧化铵的挥发速度,保证钨华溶解完全。试样中若含有铜,则在加氢氧化钠溶液后,再加甲醛除铜。

2)白钨矿测定。用稀盐酸浸取白钨矿时,黑钨有部分溶解;当黑钨矿含量很高,白钨矿含量很低时,测得的白钨矿结果误差很大。黑钨矿在草酸溶液中微溶。当钨矿中白钨矿∶黑钨矿≤10∶1时,不适用本法。

参考文献

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本章编写人:陈金保(江西省地勘局实验测试中心)。

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