第四章巖石全(2013(10)新修改)1

1、第四章第四章 巖石全分析巖石全分析 1. 授課學(xué)時(shí)：授課學(xué)時(shí)：5學(xué)時(shí)學(xué)時(shí) 2.教學(xué)目的：運(yùn)用已學(xué)分析化學(xué)及相關(guān)專業(yè)知教學(xué)目的：運(yùn)用已學(xué)分析化學(xué)及相關(guān)專業(yè)知識，了解和掌握巖石試樣的全分析的有關(guān)內(nèi)容。識，了解和掌握巖石試樣的全分析的有關(guān)內(nèi)容。 要求：要求： （1）了解巖石全分析的意義、巖石的組成、分了解巖石全分析的意義、巖石的組成、分析項(xiàng)目和分析方法；析項(xiàng)目和分析方法； （2）了解全分析中的分析系統(tǒng)的分類，復(fù)習(xí)和了解全分析中的分析系統(tǒng)的分類，復(fù)習(xí)和掌握巖石主要成分的測定方法；掌握巖石主要成分的測定方法； （3）復(fù)習(xí)和掌握全分析結(jié)果的表示和計(jì)算。復(fù)習(xí)和掌握全分析結(jié)果的表示和計(jì)算。 第四章第四章 巖石

2、全分析巖石全分析 3.教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)： 重點(diǎn)：重點(diǎn)：巖石的組成、分析項(xiàng)目和分析方法的確巖石的組成、分析項(xiàng)目和分析方法的確定，全分析中的分析系統(tǒng)的分類，巖石主要成分的定，全分析中的分析系統(tǒng)的分類，巖石主要成分的測定方法，全分析結(jié)果的表示和計(jì)算。測定方法，全分析結(jié)果的表示和計(jì)算。 難點(diǎn)：難點(diǎn)：巖石的組成、分析項(xiàng)目和分析方法的確巖石的組成、分析項(xiàng)目和分析方法的確定，巖石主要成分的測定方法，巖石全分析結(jié)果的定，巖石主要成分的測定方法，巖石全分析結(jié)果的表示和計(jì)算。表示和計(jì)算。第四章第四章 巖石全分析巖石全分析 4教學(xué)進(jìn)程：教學(xué)進(jìn)程： 第第1、2節(jié)主要介紹巖石全分析的意義、巖石的節(jié)主要介紹

3、巖石全分析的意義、巖石的組成和分析項(xiàng)目，巖石全分析中的分析系統(tǒng)。組成和分析項(xiàng)目，巖石全分析中的分析系統(tǒng)。 第第3、4、5節(jié)介紹巖石主要成分的測定方法，節(jié)介紹巖石主要成分的測定方法，全分析結(jié)果的表示和計(jì)算。全分析結(jié)果的表示和計(jì)算。 5教學(xué)方法：多媒體講授教學(xué)方法：多媒體講授 6作業(yè)：教材后的部分習(xí)題作業(yè)：教材后的部分習(xí)題第四章第四章 巖石全分析巖石全分析 人類賴以生存的地球之外殼是一個巖石圈。人類賴以生存的地球之外殼是一個巖石圈。這這個巖石圈里的個巖石圈里的巖石巖石都是由一種或幾種礦物組成的。都是由一種或幾種礦物組成的。 礦物礦物又是由各種天然又是由各種天然化學(xué)元素及其化合物構(gòu)成化學(xué)元素及其化合

4、物構(gòu)成的的。 整個巖石圈的巖石按其形成條件的不同可分為整個巖石圈的巖石按其形成條件的不同可分為火成巖、沉積巖和變質(zhì)巖火成巖、沉積巖和變質(zhì)巖三大類。三大類。 組成各種巖石的礦物可分為自然元素、氧化物組成各種巖石的礦物可分為自然元素、氧化物和氫氧化物、硫化物、硅酸鹽、碳酸鹽、磷酸鹽、和氫氧化物、硫化物、硅酸鹽、碳酸鹽、磷酸鹽、硫酸鹽等類。硫酸鹽等類。 第四章第四章 巖石全分析巖石全分析 其中其中數(shù)量最多數(shù)量最多的的是硅酸鹽類是硅酸鹽類，自然界的硅酸鹽礦，自然界的硅酸鹽礦物有物有800多種，占多種，占2000多種已知礦物的多種已知礦物的13左右，組左右，組成地殼的三大巖類的主要成分都是硅酸鹽。成地殼

5、的三大巖類的主要成分都是硅酸鹽。 按質(zhì)量計(jì)按質(zhì)量計(jì)，硅酸鹽硅酸鹽占地殼質(zhì)量的占地殼質(zhì)量的8 5以上。以上。 碳酸鹽碳酸鹽巖石在地殼中分布也較廣，已知碳酸鹽礦巖石在地殼中分布也較廣，已知碳酸鹽礦物有約物有約8 0種，約占地殼質(zhì)量的種，約占地殼質(zhì)量的1.7。其中。其中分布最廣分布最廣的是鈣和鎂的碳酸鹽巖石的是鈣和鎂的碳酸鹽巖石。第四章第四章 巖石全分析巖石全分析 磷酸鹽磷酸鹽礦物種類繁多，約占已知礦物的礦物種類繁多，約占已知礦物的1 8。但其質(zhì)量僅占地殼質(zhì)量的但其質(zhì)量僅占地殼質(zhì)量的0.7左右。主要礦物有左右。主要礦物有磷磷灰石灰石(氟磷灰石、氯磷灰石、錳磷灰石氟磷灰石、氯磷灰石、錳磷灰石)、磷鈰鑭

6、礦磷鈰鑭礦(獨(dú)居石獨(dú)居石化學(xué)組成為化學(xué)組成為(Ce、La、Nd、Th)PO4)、鈾云、鈾云母類礦物、磷酸氯鉛礦、磷鋰鋁礦、蘭鐵礦等。母類礦物、磷酸氯鉛礦、磷鋰鋁礦、蘭鐵礦等。磷磷灰石是磷的主要工業(yè)礦物，灰石是磷的主要工業(yè)礦物，獨(dú)居石是釷和稀土元素獨(dú)居石是釷和稀土元素的重要工業(yè)礦物。的重要工業(yè)礦物。 硅酸鹽巖石和礦物不僅數(shù)量多，分布廣，硅酸鹽巖石和礦物不僅數(shù)量多，分布廣，而且組成復(fù)雜，因此，而且組成復(fù)雜，因此，在地質(zhì)樣品及工業(yè)原料在地質(zhì)樣品及工業(yè)原料分析中硅酸鹽巖石全分析很有代表性。分析中硅酸鹽巖石全分析很有代表性。本章以本章以硅酸鹽巖石為重點(diǎn)，并簡單介紹碳酸鹽巖石和硅酸鹽巖石為重點(diǎn)，并簡單介紹

7、碳酸鹽巖石和磷灰石的全分析。磷灰石的全分析。 第四章第四章 巖石全分析巖石全分析 自然界的礦物都有固定的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)。但自然界的礦物都有固定的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)。但是，在地球這樣一個天然體中，是，在地球這樣一個天然體中，純的、獨(dú)立礦物卻純的、獨(dú)立礦物卻很少，很少，一種礦物常常和另外一種或數(shù)種礦物結(jié)合在一種礦物常常和另外一種或數(shù)種礦物結(jié)合在一起組成某種巖石。一起組成某種巖石。 當(dāng)巖石中某種有用礦物的含量當(dāng)巖石中某種有用礦物的含量( (俗稱為品位俗稱為品位) )達(dá)達(dá)到到當(dāng)時(shí)工業(yè)技術(shù)水平可以開采利用時(shí)當(dāng)時(shí)工業(yè)技術(shù)水平可以開采利用時(shí)，則稱為礦石。，則稱為礦石。4.1 4.1 概述概述 全分析：全分析：

8、工業(yè)分析工作者對巖石、礦物、礦石中主要化工業(yè)分析工作者對巖石、礦物、礦石中主要化學(xué)成分進(jìn)行學(xué)成分進(jìn)行系統(tǒng)的全面測定，系統(tǒng)的全面測定，稱為全分析。稱為全分析。一、巖石分析的意義一、巖石分析的意義 巖石分析巖石分析是地球科學(xué)研究中的一個重要組成部是地球科學(xué)研究中的一個重要組成部分。分。 同時(shí)，同時(shí)，巖石分析數(shù)據(jù)巖石分析數(shù)據(jù)也是各種地球科學(xué)研究成也是各種地球科學(xué)研究成果中的重要組成部分。果中的重要組成部分。 巖石分析的成果巖石分析的成果: :直接關(guān)系到國家礦產(chǎn)資源的直接關(guān)系到國家礦產(chǎn)資源的儲量計(jì)算儲量計(jì)算, ,也是將來開采也是將來開采, ,冶煉冶煉, ,設(shè)計(jì)工作的重要依設(shè)計(jì)工作的重要依據(jù)。據(jù)。4.1

9、 4.1 概述概述 巖石分析巖石分析 是分析化學(xué)在地球科學(xué)應(yīng)用的一個分支學(xué)科。它是分析化學(xué)在地球科學(xué)應(yīng)用的一個分支學(xué)科。它以以巖石、礦物巖石、礦物為研究對象。為研究對象。 任務(wù)任務(wù) 確定巖石、礦物的化學(xué)組成及有關(guān)組份在不同賦確定巖石、礦物的化學(xué)組成及有關(guān)組份在不同賦存狀態(tài)下的含量。存狀態(tài)下的含量。 一、巖石分析的意義一、巖石分析的意義4.1 4.1 概述概述 （一）在地質(zhì)學(xué)方面（一）在地質(zhì)學(xué)方面 1 1、在地質(zhì)學(xué)的基礎(chǔ)理論研究和地質(zhì)普查勘探事、在地質(zhì)學(xué)的基礎(chǔ)理論研究和地質(zhì)普查勘探事業(yè)中。業(yè)中。 2 2、在地質(zhì)學(xué)中，、在地質(zhì)學(xué)中，礦物定名礦物定名，了解巖石內(nèi)部成分，了解巖石內(nèi)部成分的含量變化、闡

10、明巖石的成因，的含量變化、闡明巖石的成因，進(jìn)行成礦規(guī)律的研進(jìn)行成礦規(guī)律的研究，究，指導(dǎo)地質(zhì)普查勘探工作等。指導(dǎo)地質(zhì)普查勘探工作等。一、巖石分析的意義一、巖石分析的意義4.1 4.1 概述概述 （二）在工業(yè)建設(shè)方面（二）在工業(yè)建設(shè)方面 首先首先，許多巖石和礦物，其許多巖石和礦物，其本身就是本身就是工業(yè)上、工業(yè)上、國防上的重要材料和原料，國防上的重要材料和原料， 其次其次，有許多元素，如，有許多元素，如鋰、鈹、硼、銣、銫、鋰、鈹、硼、銣、銫、鋯等提取，主要鋯等提取，主要取于硅酸鹽巖石；取于硅酸鹽巖石；在我國，在我國，鈾主要產(chǎn)鈾主要產(chǎn)于花崗巖巖石；鎂主要取于白云石、菱鎂礦中；磷主于花崗巖巖石；鎂主要

11、取于白云石、菱鎂礦中；磷主要取于磷灰?guī)r中等。要取于磷灰?guī)r中等。一、巖石分析的意義一、巖石分析的意義4.1 4.1 概述概述 （二）在工業(yè)建設(shè)方面（二）在工業(yè)建設(shè)方面 再次再次，工業(yè)生產(chǎn)過程中常常，工業(yè)生產(chǎn)過程中常常需要與巖石全分析需要與巖石全分析相類似的全分析，相類似的全分析，以指導(dǎo)、監(jiān)控生產(chǎn)工藝過程及對以指導(dǎo)、監(jiān)控生產(chǎn)工藝過程及對產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行鑒定。產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行鑒定。一、巖石分析的意義一、巖石分析的意義4.1 4.1 概述概述巖石分析的特點(diǎn)巖石分析的特點(diǎn) 種類繁多，成分和結(jié)構(gòu)復(fù)雜，含量有高有低，種類繁多，成分和結(jié)構(gòu)復(fù)雜，含量有高有低，要求分析的項(xiàng)目多樣；稱樣量變化大；要求分析的項(xiàng)目多樣；稱樣量

12、變化大； 由于樣品的由于樣品的復(fù)雜性、多樣性和不均勻性復(fù)雜性、多樣性和不均勻性，因，因此，必須有一套特定的樣品加工工藝；在分析前此，必須有一套特定的樣品加工工藝；在分析前將樣品制成有代表性的分析試樣。將樣品制成有代表性的分析試樣。 4.1 4.1 概述概述巖石分析的基本程序巖石分析的基本程序制備試樣制備試樣定性和半定量分析定性和半定量分析擬定分析方案擬定分析方案進(jìn)行分析操作進(jìn)行分析操作整理數(shù)據(jù)、計(jì)算結(jié)果整理數(shù)據(jù)、計(jì)算結(jié)果樣品樣品加工制備加工制備分解分解( (消解消解) )酸分解酸分解熔融分解熔融分解半熔分解半熔分解微波分解微波分解稀釋定容稀釋定容AASICP-AESICP-MSXRF其他方法其

13、他方法巖石分析的基本程序巖石分析的基本程序X X射線射線熒光分析熒光分析分析結(jié)果的審查分析結(jié)果的審查 對照試驗(yàn)對照試驗(yàn)（雙份平行測定、基本分析和檢查（雙份平行測定、基本分析和檢查分析、應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)試樣或管理試樣、采用不同分析分析、應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)試樣或管理試樣、采用不同分析方法、外部檢查）方法、外部檢查） 全分析結(jié)果總和全分析結(jié)果總和 加入標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)加入標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)4.1 4.1 概述概述巖石分析的發(fā)展概況巖石分析的發(fā)展概況 從發(fā)展的趨勢來看：從發(fā)展的趨勢來看： 除常量元素分析外，還要求在同一試樣中進(jìn)行多除常量元素分析外，還要求在同一試樣中進(jìn)行多種痕量超痕量組份的定量分析；種痕量超痕量組份的定量分析； 要求用要

14、求用極少量試樣甚至不破壞樣品的極少量試樣甚至不破壞樣品的多組份定量多組份定量分析；分析； 要求盡可能的要求盡可能的現(xiàn)場現(xiàn)場分析和分析和原位原位分析；分析； 甚至還要求對地下深部甚至還要求對地下深部不經(jīng)采樣不經(jīng)采樣而進(jìn)行而進(jìn)行遙控遙控分析分析以及以及宇宙天體的采樣分析和遙測分析等。宇宙天體的采樣分析和遙測分析等。4.1 4.1 概述概述巖石分析發(fā)展的總趨勢巖石分析發(fā)展的總趨勢 力求提高分析方法的力求提高分析方法的準(zhǔn)確度準(zhǔn)確度,靈敏度和分析速度靈敏度和分析速度； 力求能夠進(jìn)行力求能夠進(jìn)行極少量試樣極少量試樣的分析以及進(jìn)行的分析以及進(jìn)行不破不破壞試樣壞試樣的分析；的分析； 探索探索自動分析和遙控分析

15、自動分析和遙控分析的新技術(shù)。的新技術(shù)。4.1 4.1 概述概述 1. 硅酸鹽硅酸鹽 硅酸鹽巖石和礦物的組成，簡單地說，可以看硅酸鹽巖石和礦物的組成，簡單地說，可以看成由成由SiO2和金屬氧化物和金屬氧化物(M2O、MO、M2O3)所組成：所組成： iM2OmMOnM2O3gSiO2，二、巖石的組成和分析項(xiàng)目二、巖石的組成和分析項(xiàng)目4.1 4.1 概述概述 通常根據(jù)通常根據(jù)SiO2含量的大小，將硅酸鹽劃分為五含量的大小，將硅酸鹽劃分為五類。類。 極酸性巖，極酸性巖，SiO278； 酸性巖酸性巖，SiO2 6578； 中性巖中性巖，SiO2 5565； 基性巖基性巖，SiO2 3855； 超基性巖

16、超基性巖，SiO23840。二、巖石的組成和分析項(xiàng)目二、巖石的組成和分析項(xiàng)目4.1 4.1 概述概述 硅酸鹽的硅酸鹽的基本結(jié)構(gòu)單元是基本結(jié)構(gòu)單元是SiO4硅氧四面體。硅氧四面體。這些硅氧四面體以單個或通過共用氧原子連接存這些硅氧四面體以單個或通過共用氧原子連接存在于小的基團(tuán)、小的環(huán)狀、無限的鏈或?qū)又?。因在于小的基團(tuán)、小的環(huán)狀、無限的鏈或?qū)又?。因此，依結(jié)構(gòu)不同，硅酸鹽可劃分如下幾類。此，依結(jié)構(gòu)不同，硅酸鹽可劃分如下幾類。 (1)簡單正硅酸鹽礦物簡單正硅酸鹽礦物 如硅鈹石如硅鈹石Be2SiO4、硅、硅鋅礦鋅礦Zn2SiO4等，它們存在著簡單的、單個的正硅等，它們存在著簡單的、單個的正硅酸根陰離子酸

17、根陰離子SiO44二、巖石的組成和分析項(xiàng)目二、巖石的組成和分析項(xiàng)目4.1 4.1 概述概述 (2)縮合硅酸鹽礦物縮合硅酸鹽礦物 由兩個或兩個以上的硅氧由兩個或兩個以上的硅氧四面體通過共用氧原子結(jié)合而成縮合硅酸鹽陰離子。四面體通過共用氧原子結(jié)合而成縮合硅酸鹽陰離子。它們是單個存在的非環(huán)狀的硅酸鹽陰離子。這類礦它們是單個存在的非環(huán)狀的硅酸鹽陰離子。這類礦物中最簡單的形式是物中最簡單的形式是焦硅酸鹽類焦硅酸鹽類礦物，如鈧硅礦礦物，如鈧硅礦Sc2Si2O7，異極礦，異極礦Zn(OH)2Si2O7H2O等。等。 (3)環(huán)狀硅酸鹽礦物環(huán)狀硅酸鹽礦物 具有通式為具有通式為SinO3n2n的的Si3O96、S

18、i5O1510，它們是由，它們是由SiO4硅氧四面體構(gòu)成硅氧四面體構(gòu)成環(huán)型礦物。如環(huán)型礦物。如綠柱石綠柱石Be2A12Si3O18等。等。二、巖石的組成和分析項(xiàng)目二、巖石的組成和分析項(xiàng)目4.1 4.1 概述概述 (4)無限鏈狀硅酸礦物無限鏈狀硅酸礦物 這類礦物的陰離子是由這類礦物的陰離子是由SiO4硅氧四面體以通式硅氧四面體以通式(SiO32)n構(gòu)成構(gòu)成單股鏈的線狀鏈單股鏈的線狀鏈硅酸鹽，硅酸鹽，或以通式或以通式(Si4O114)n的形式構(gòu)成的形式構(gòu)成雙股、交聯(lián)雙股、交聯(lián)的鏈的鏈(或帶或帶)的層狀鏈硅酸鹽，的層狀鏈硅酸鹽，前者如輝石類，后者如前者如輝石類，后者如閃石類。閃石類。 (5)無限層型

19、硅酸鹽礦物無限層型硅酸鹽礦物 SiO4硅氧四面體以無限硅氧四面體以無限二度空間的網(wǎng)狀方式聯(lián)結(jié)時(shí)，構(gòu)成陰離子的經(jīng)驗(yàn)通二度空間的網(wǎng)狀方式聯(lián)結(jié)時(shí)，構(gòu)成陰離子的經(jīng)驗(yàn)通式為式為(Si2O52)n的的無限層型硅酸鹽無限層型硅酸鹽礦物，如云母類。礦物，如云母類。 4.1 4.1 概述概述 (6)骨架型硅酸鹽礦物骨架型硅酸鹽礦物 從簡單從簡單SiO4中的每個氧中的每個氧原子為兩個四面體所共有而成為三度空間的結(jié)構(gòu)，原子為兩個四面體所共有而成為三度空間的結(jié)構(gòu)，其通式為其通式為(SiO2)n。如長石類、鋯石類和群菁類硅。如長石類、鋯石類和群菁類硅酸鹽礦物。這一類是自然界中酸鹽礦物。這一類是自然界中分布最廣泛、組成分

20、布最廣泛、組成最復(fù)雜和有用最復(fù)雜和有用的硅酸鹽礦物。的硅酸鹽礦物。 硅酸鹽類礦物和巖石的種類繁多，依其生成硅酸鹽類礦物和巖石的種類繁多，依其生成條件的不同，它們的化學(xué)成分也各不相同，加上條件的不同，它們的化學(xué)成分也各不相同，加上在硅酸鹽礦物和巖石中，由于類質(zhì)同像（在硅酸鹽礦物和巖石中，由于類質(zhì)同像（晶？晶？）比較普遍，致使其化學(xué)組成復(fù)雜化。比較普遍，致使其化學(xué)組成復(fù)雜化。4.1 4.1 概述概述 因此，就總體上說，因此，就總體上說，周期表中的大部分天然周期表中的大部分天然元素幾乎都可能存在于硅酸鹽巖石中。元素幾乎都可能存在于硅酸鹽巖石中。 組成硅酸鹽巖石和礦物的化學(xué)成分中組成硅酸鹽巖石和礦物的

21、化學(xué)成分中最主要最主要的元素的元素是氧、硅、鋁、鐵、鈣、鎂、鈉、鉀。是氧、硅、鋁、鐵、鈣、鎂、鈉、鉀。4.1 4.1 概述概述 其次是其次是錳、鈦、硼、鋯、鋰、氫、氟、氯、硫、錳、鈦、硼、鋯、鋰、氫、氟、氯、硫、磷、碳等，磷、碳等，某些礦物和巖石中還含有鉻、釩、稀土某些礦物和巖石中還含有鉻、釩、稀土元素、鍶、鋇、銅、鈷、鎳、鈹、銣、銫、鈮、鉭、元素、鍶、鋇、銅、鈷、鎳、鈹、銣、銫、鈮、鉭、鈾、釷、貴金屬等。鈾、釷、貴金屬等。二、巖石的組成和分析項(xiàng)目二、巖石的組成和分析項(xiàng)目4.1 4.1 概述概述 鋁在硅酸鹽中行為最為特殊鋁在硅酸鹽中行為最為特殊: 一方面它可以代替硅而參與形成陰離子一方面它可以

22、代替硅而參與形成陰離子; 另一方面它又可以呈陽離子形態(tài)形成鋁鹽。另一方面它又可以呈陽離子形態(tài)形成鋁鹽。 因此，硅酸鹽巖石中因此，硅酸鹽巖石中既有既有鋁的硅酸鹽鋁的硅酸鹽存在，存在，又又有有金屬的鋁硅酸鹽存在金屬的鋁硅酸鹽存在，有時(shí)，有時(shí)還有還有鋁的鋁硅酸鹽鋁的鋁硅酸鹽。 另外，氫在硅酸鹽中主要以另外，氫在硅酸鹽中主要以O(shè)H和和H2O兩種形式存在。兩種形式存在。H2O在大多數(shù)情況下，以在大多數(shù)情況下，以沸石水或?qū)娱g水沸石水或?qū)娱g水形式存在，只有少形式存在，只有少數(shù)以結(jié)晶水形式存在。數(shù)以結(jié)晶水形式存在。二、巖石的組成和分析項(xiàng)目二、巖石的組成和分析項(xiàng)目4.1 4.1 概述概述 1、硅酸鹽、硅酸鹽 既

23、然硅酸鹽礦物和巖石成分復(fù)雜，在工業(yè)分析既然硅酸鹽礦物和巖石成分復(fù)雜，在工業(yè)分析過程中，分析項(xiàng)目的選定過程中，分析項(xiàng)目的選定，應(yīng)根據(jù)應(yīng)用的要求和光，應(yīng)根據(jù)應(yīng)用的要求和光譜定性、半定量分析的結(jié)果來確定。譜定性、半定量分析的結(jié)果來確定。 通常的硅酸鹽巖全分析測定通常的硅酸鹽巖全分析測定1316個項(xiàng)目。個項(xiàng)目。 二、巖石的組成和分析項(xiàng)目二、巖石的組成和分析項(xiàng)目4.1 4.1 概述概述 1、硅酸鹽、硅酸鹽 13項(xiàng)的分析包括：項(xiàng)的分析包括：SiO2、A12O3、Fe2O3、FeO、CaO、MgO、Na2O、K2O、TiO2、MnO、P2O5、H2O （指吸附水）、燒失量。（指吸附水）、燒失量。 16項(xiàng)的分

24、析包括：上述項(xiàng)的分析包括：上述13項(xiàng)中項(xiàng)中去掉去掉燒失量，燒失量，加上加上H2O+（指化合水）（指化合水） 、CO2、S和和C。 依礦物巖石組成的不同，有時(shí)還要測定依礦物巖石組成的不同，有時(shí)還要測定F、Cl以及以及V2O5、Cr2O3、BaO等。等。 二、巖石的組成和分析項(xiàng)目二、巖石的組成和分析項(xiàng)目4.1 4.1 概述概述 2 2碳酸鹽碳酸鹽 自然界的碳酸鹽礦物，雖然種類不少，但自然界的碳酸鹽礦物，雖然種類不少，但主主要是鈣和鎂的碳酸鹽。要是鈣和鎂的碳酸鹽。其基本成分是碳酸鈣其基本成分是碳酸鈣 (鎂鎂)，常含硅、鋁、鐵等雜質(zhì)，有些礦物中有鈷、鎳、常含硅、鋁、鐵等雜質(zhì)，有些礦物中有鈷、鎳、錳、鋅

25、等元素以類質(zhì)同像錳、鋅等元素以類質(zhì)同像(晶？晶？)加入。加入。二、巖石的組成和分析項(xiàng)目二、巖石的組成和分析項(xiàng)目4.1 4.1 概述概述 2 2碳酸鹽碳酸鹽 碳酸鹽巖石分析，碳酸鹽巖石分析，依應(yīng)用要求不同，需作簡項(xiàng)依應(yīng)用要求不同，需作簡項(xiàng)分析或全分析分析或全分析。簡項(xiàng)分析測定的項(xiàng)目包括簡項(xiàng)分析測定的項(xiàng)目包括 CaO、MgO、酸不溶物、酸不溶物(AI)或或SiO2、R2O3等。等。 全分析需要測定全分析需要測定CaO、MgO、SiO2、A12O3、Fe2O3、FeO、TiO2、MnO、P2O5、Na2O、K2O、SO3、H2O、H2O+、CO2、C以及燒失量等。以及燒失量等。二、巖石的組成和分析項(xiàng)

26、目二、巖石的組成和分析項(xiàng)目4.1 4.1 概述概述 3 3磷酸鹽磷酸鹽 磷在自然界除磷在自然界除個別個別以焦磷酸鹽或磷化物形式存以焦磷酸鹽或磷化物形式存在外，礦物中磷總是呈正磷酸鹽形式存在，磷灰石、在外，礦物中磷總是呈正磷酸鹽形式存在，磷灰石、鈾云母類礦物、磷釔礦、獨(dú)居石等等，鈾云母類礦物、磷釔礦、獨(dú)居石等等，都是正磷酸都是正磷酸鹽鹽。 而且從工業(yè)分析的角度講，而且從工業(yè)分析的角度講，即使偶爾遇有磷呈即使偶爾遇有磷呈焦磷酸鹽或磷化物存在的情況，在分解試樣時(shí)也將焦磷酸鹽或磷化物存在的情況，在分解試樣時(shí)也將轉(zhuǎn)變?yōu)檎姿猁}。轉(zhuǎn)變?yōu)檎姿猁}。二、巖石的組成和分析項(xiàng)目二、巖石的組成和分析項(xiàng)目4.1 4.

27、1 概述概述 磷灰石中常見伴生元素為硅、鋁、鐵、錳、鎂、磷灰石中常見伴生元素為硅、鋁、鐵、錳、鎂、鉀、鈉和稀土等。鉀、鈉和稀土等。其中含量變化較大的是二氧化其中含量變化較大的是二氧化硅，可由百分之幾至百分之幾十。鐵、鋁含量由硅，可由百分之幾至百分之幾十。鐵、鋁含量由千分之幾至百分之十。千分之幾至百分之十。二、巖石的組成和分析項(xiàng)目二、巖石的組成和分析項(xiàng)目4.1 4.1 概述概述 磷灰石分析中，磷灰石分析中， 一般簡項(xiàng)分析只測一般簡項(xiàng)分析只測P2O5和酸不溶物。和酸不溶物。 組合分析中測定組合分析中測定P2O5、R2O3 (或或A12O3、Fe2O3)、CaO、MgO及及SiO2、F、CO2和有效

28、磷。其中鐵、鋁、和有效磷。其中鐵、鋁、鈣、鎂，根據(jù)工業(yè)要求，有時(shí)只測其酸溶量。鈣、鎂，根據(jù)工業(yè)要求，有時(shí)只測其酸溶量。 全分析根據(jù)分析要求及光譜定性分析資料確定全分析根據(jù)分析要求及光譜定性分析資料確定增加分析項(xiàng)目增加分析項(xiàng)目二、巖石的組成和分析項(xiàng)目二、巖石的組成和分析項(xiàng)目4.1 4.1 概述概述 一般除上述組分外，須增加測定一般除上述組分外，須增加測定FeO、TiO2、MnO、BaO、K2O、Na2O、S、Cl、H2O+和和H2O或燒失量等。或燒失量等。 根據(jù)需要，有時(shí)還要測定根據(jù)需要，有時(shí)還要測定SrO、V2O5、Mo、U、Re等。等。二、巖石的組成和分析項(xiàng)目二、巖石的組成和分析項(xiàng)目4.1

29、4.1 概述概述 (一一)硅酸鹽硅酸鹽 在硅酸鹽巖石礦物中，除少數(shù)簡單的堿金屬硅在硅酸鹽巖石礦物中，除少數(shù)簡單的堿金屬硅酸鹽較易溶解于水或酸以外，大部分酸鹽較易溶解于水或酸以外，大部分層狀、鏈狀、層狀、鏈狀、環(huán)狀、骨架型硅酸鹽都是難溶的。環(huán)狀、骨架型硅酸鹽都是難溶的。 在硅酸鹽全分析中在硅酸鹽全分析中一般都是熔融分解一般都是熔融分解，也可以，也可以用用氫氟酸溶解氫氟酸溶解?，F(xiàn)將主要分解方法簡略介紹如下?，F(xiàn)將主要分解方法簡略介紹如下。三、全分析的試樣分解方法三、全分析的試樣分解方法4.1 4.1 概述概述三、全分析的試樣分解方法三、全分析的試樣分解方法 碳酸鈉熔融分解碳酸鈉熔融分解 苛性堿熔融分

30、解苛性堿熔融分解 含鋰硼酸鹽熔融分解含鋰硼酸鹽熔融分解 氫氟酸氫氟酸+ +硝酸分解硝酸分解4.1 4.1 概述概述 1 1碳酸鈉熔融分解法碳酸鈉熔融分解法 將樣品與過量的無水碳酸鈉混勻在高溫下熔融，將樣品與過量的無水碳酸鈉混勻在高溫下熔融，難溶于水和酸的石英及硅酸鹽巖石轉(zhuǎn)變?yōu)橐兹艿膲A難溶于水和酸的石英及硅酸鹽巖石轉(zhuǎn)變?yōu)橐兹艿膲A金屬硅酸鹽混合物，如金屬硅酸鹽混合物，如 SiO2 (石英石英) +Na2CO3Na2SiO3+CO2 Mg3Si4O10(OH)2+4Na2CO3 4Na2SiO3+3MgO+4CO2+H2O全分析的試樣分解方法全分析的試樣分解方法4.1 4.1 概述概述 碳酸鈉與試樣

31、熔融時(shí)主要是發(fā)生了碳酸鈉與試樣熔融時(shí)主要是發(fā)生了復(fù)分解反應(yīng)復(fù)分解反應(yīng)使試樣礦物結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，而使試樣礦物結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，而轉(zhuǎn)變成易溶解于水或轉(zhuǎn)變成易溶解于水或酸的混合物酸的混合物，由于是在高溫下進(jìn)行，并有空氣中的，由于是在高溫下進(jìn)行，并有空氣中的氧氣氧氣可能參加反應(yīng)，因此，當(dāng)試樣中有某些處于低可能參加反應(yīng)，因此，當(dāng)試樣中有某些處于低價(jià)狀態(tài)的變價(jià)元素時(shí)，也可以發(fā)生氧化還原反應(yīng)。價(jià)狀態(tài)的變價(jià)元素時(shí)，也可以發(fā)生氧化還原反應(yīng)。如如: 2MnO2+2Na2CO3+O22Na2MnO4+2CO2全分析的試樣分解方法全分析的試樣分解方法4.1 4.1 概述概述 用碳酸鈉熔融來分解試樣時(shí)，試劑用量的多少用碳酸鈉

32、熔融來分解試樣時(shí)，試劑用量的多少與試樣性質(zhì)有關(guān)。與試樣性質(zhì)有關(guān)。對于酸性巖石，試劑用量應(yīng)約為對于酸性巖石，試劑用量應(yīng)約為試樣量的試樣量的56倍；如為基性巖石，則需倍；如為基性巖石，則需10倍以上的倍以上的熔劑。熔劑。 試樣一般應(yīng)粉碎通過試樣一般應(yīng)粉碎通過200號篩，并且在熔前仔細(xì)將試樣號篩，并且在熔前仔細(xì)將試樣與熔劑混勻，并在與熔劑混勻，并在表面覆蓋一層熔劑表面覆蓋一層熔劑。操作時(shí)宜于。操作時(shí)宜于300400的溫度下放人高溫爐中，然后逐步升溫到混合物熔融，的溫度下放人高溫爐中，然后逐步升溫到混合物熔融，并在并在9501000下熔融下熔融3040min。熔融須在坩堝中進(jìn)行。熔融須在坩堝中進(jìn)行。全

33、分析的試樣分解方法全分析的試樣分解方法4.1 4.1 概述概述 無水碳酸鈉單一熔劑，對于某些含鉻鐵礦、鋯無水碳酸鈉單一熔劑，對于某些含鉻鐵礦、鋯英石等的硅酸鹽巖石的分解不完全。英石等的硅酸鹽巖石的分解不完全。 另外，由于其熔點(diǎn)高，須采用另外，由于其熔點(diǎn)高，須采用鉑器皿鉑器皿在高溫下在高溫下較長時(shí)間的熔融，給操作帶來不便。較長時(shí)間的熔融，給操作帶來不便。 有時(shí)有時(shí)可采用混合熔劑?？刹捎没旌先蹌?。全分析的試樣分解方法全分析的試樣分解方法4.1 4.1 概述概述 一類混合熔劑一類混合熔劑是碳酸鉀鈉，是碳酸鉀鈉，無水碳酸鉀和無水無水碳酸鉀和無水碳酸鈉組成的組成比為碳酸鈉組成的組成比為(1：1)(5：4

34、)。這種熔劑的。這種熔劑的最大優(yōu)點(diǎn)是熔點(diǎn)較低最大優(yōu)點(diǎn)是熔點(diǎn)較低(約為約為700)，比單獨(dú)使用碳酸比單獨(dú)使用碳酸鹽時(shí)可在較低的溫度下進(jìn)行。它的鹽時(shí)可在較低的溫度下進(jìn)行。它的缺點(diǎn)是缺點(diǎn)是碳酸鉀易碳酸鉀易吸濕，吸濕，在使用前必須先驅(qū)水；在使用前必須先驅(qū)水；鉀鹽被沉淀吸附的傾鉀鹽被沉淀吸附的傾向向也比鈉鹽大，從沉淀中將其洗出較為困難，因此也比鈉鹽大，從沉淀中將其洗出較為困難，因此碳酸鉀鈉混合熔劑未被廣泛應(yīng)用。碳酸鉀鈉混合熔劑未被廣泛應(yīng)用。全分析的試樣分解方法全分析的試樣分解方法4.1 4.1 概述概述 另一類混合溶劑另一類混合溶劑是用是用碳酸鈉加適量的硼酸或碳酸鈉加適量的硼酸或Na2O2、KNO3、K

35、ClO3等。等。這類混合熔劑由于加這類混合熔劑由于加入酸性熔劑或氧化劑可增強(qiáng)其分解能力，使復(fù)雜入酸性熔劑或氧化劑可增強(qiáng)其分解能力，使復(fù)雜硅酸鹽巖石試樣中不為單獨(dú)使用碳酸鈉所分解的硅酸鹽巖石試樣中不為單獨(dú)使用碳酸鈉所分解的礦物分解完全。礦物分解完全。全分析的試樣分解方法全分析的試樣分解方法4.1 4.1 概述概述 如如: Na2CO3H3BO3適用于含適用于含鋯英石、耐火黏土、鋯英石、耐火黏土、錫石、鉻鐵礦的試樣。錫石、鉻鐵礦的試樣。 Na2CO3Na2O2(KNO3或或KClO3)適用于含適用于含鉻鐵鉻鐵礦、紅寶石礦、紅寶石等的試樣。等的試樣。全分析的試樣分解方法全分析的試樣分解方法4.1 4

36、.1 概述概述 2. 2. 堿熔融分解法堿熔融分解法 氫氧化鈉、氫氧化鉀都是分解硅酸鹽巖石礦物氫氧化鈉、氫氧化鉀都是分解硅酸鹽巖石礦物的有效熔劑，硅酸鹽巖石礦物都可以被它們?nèi)廴诜值挠行蹌?，硅酸鹽巖石礦物都可以被它們?nèi)廴诜纸夂筠D(zhuǎn)變?yōu)榻夂筠D(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄缘膲A金屬硅酸鹽可溶性的堿金屬硅酸鹽。 氫氧化鉀和氫氧化鈉的熔點(diǎn)均較低，故可將熔氫氧化鉀和氫氧化鈉的熔點(diǎn)均較低，故可將熔劑與試樣混合后并覆蓋一層熔劑，放入劑與試樣混合后并覆蓋一層熔劑，放入350400高溫爐中，保溫高溫爐中，保溫10min，再升至，再升至600650，保溫，保溫58 min即可。即可。全分析的試樣分解方法全分析的試樣分解方法4.1 4.

37、1 概述概述 苛性堿熔融分解法與苛性堿熔融分解法與Na2CO3法比較，法比較，主要是主要是熔融分解的熔融分解的溫度較低，不必使用鉑器皿溫度較低，不必使用鉑器皿。但是其。但是其分解分解能力不如能力不如Na2CO3熔融法，熔融法，有些較難分解的硅有些較難分解的硅酸鹽和金屬礦物酸鹽和金屬礦物分解不完全。分解不完全。若放入適量的過氧若放入適量的過氧化鈉，可以提高其分解能力?；c，可以提高其分解能力。全分析的試樣分解方法全分析的試樣分解方法4.1 4.1 概述概述 苛性堿會苛性堿會嚴(yán)重侵蝕鉑器皿，嚴(yán)重侵蝕鉑器皿，一般在鐵、鎳、銀、一般在鐵、鎳、銀、金坩堝中進(jìn)行。金坩堝中進(jìn)行。 金坩堝金坩堝特別耐特別耐氫

38、氧化物熔融體侵蝕，但價(jià)格較貴，氫氧化物熔融體侵蝕，但價(jià)格較貴，質(zhì)地太軟，易變形，故較少使用。質(zhì)地太軟，易變形，故較少使用。 鐵、鎳、銀坩堝雖有一定的耐腐蝕性，但是長時(shí)鐵、鎳、銀坩堝雖有一定的耐腐蝕性，但是長時(shí)間熔融時(shí)，坩堝材料即被腐蝕。間熔融時(shí)，坩堝材料即被腐蝕。全分析的試樣分解方法全分析的試樣分解方法4.1 4.1 概述概述 銀坩堝被侵蝕后，會有部分銀進(jìn)人熔融物，提取銀坩堝被侵蝕后，會有部分銀進(jìn)人熔融物，提取液用鹽酸酸化時(shí)形成氯化銀沉淀，該沉淀在較濃的鹽液用鹽酸酸化時(shí)形成氯化銀沉淀，該沉淀在較濃的鹽酸介質(zhì)中轉(zhuǎn)變?yōu)樗峤橘|(zhì)中轉(zhuǎn)變?yōu)锳gCl2而溶解，借此可將而溶解，借此可將Ag+洗滌除洗滌除去。去

39、。 全分析的試樣分解方法全分析的試樣分解方法4.1 4.1 概述概述 3 3鋰硼酸鹽熔融分解法鋰硼酸鹽熔融分解法 三氧化二硼是各種金屬氧化物、硅酸鹽和一些三氧化二硼是各種金屬氧化物、硅酸鹽和一些難溶物料的難溶物料的強(qiáng)有力的熔劑。強(qiáng)有力的熔劑。過去常用四硼酸鈉來熔過去常用四硼酸鈉來熔融分解一些難溶的硅酸鹽巖石融分解一些難溶的硅酸鹽巖石(如云母、電氣石等如云母、電氣石等)、含鋁、鐵、鋯、鈮、鉭、鈷的氧化物礦含鋁、鐵、鋯、鈮、鉭、鈷的氧化物礦(如剛玉、鋯如剛玉、鋯石等石等)。 硼砂熔樣硼砂熔樣的制備溶液的制備溶液不能用于鈉和鉀的測定。不能用于鈉和鉀的測定。 全分析的試樣分解方法全分析的試樣分解方法4

40、.1 4.1 概述概述 20世紀(jì)世紀(jì)70年代起，人們研究采用年代起，人們研究采用鋰硼酸鹽鋰硼酸鹽作為作為熔劑來分解巖礦試樣，熔劑來分解巖礦試樣，不僅具有分解能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，不僅具有分解能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，而且制得熔融物可固化后直接進(jìn)行而且制得熔融物可固化后直接進(jìn)行X-射線熒光分析，射線熒光分析，或把熔塊研成粉末后直接進(jìn)行發(fā)射光譜分析，或把熔塊研成粉末后直接進(jìn)行發(fā)射光譜分析，也可也可將熔融物溶解制備成溶液，進(jìn)行包括鈉和鉀在內(nèi)的將熔融物溶解制備成溶液，進(jìn)行包括鈉和鉀在內(nèi)的多元素的化學(xué)系統(tǒng)分析。多元素的化學(xué)系統(tǒng)分析。全分析的試樣分解方法全分析的試樣分解方法4.1 4.1 概述概述 常用鋰鹽溶劑有常用鋰鹽溶劑

41、有：偏硼酸鋰、四硼酸鋰、碳酸鋰：偏硼酸鋰、四硼酸鋰、碳酸鋰與氫氧化鋰與氫氧化鋰(2+1)、碳酸鋰與氫氧化鋰和硼酸、碳酸鋰與氫氧化鋰和硼酸(2+1+1)、碳酸鋰與硼酸碳酸鋰與硼酸(710)+1、碳酸鋰與硼酸酐、碳酸鋰與硼酸酐(71 0)+1等。等。 用鋰鹽熔融分解時(shí)，試樣粒度一般要求過用鋰鹽熔融分解時(shí)，試樣粒度一般要求過200號號篩。熔劑與試樣比篩。熔劑與試樣比約為約為1 0：1。熔融溫度。熔融溫度8001000熔融時(shí)間熔融時(shí)間1030 min。 容器為鉑、金、石墨坩堝等。容器為鉑、金、石墨坩堝等。全分析的試樣分解方法全分析的試樣分解方法4.1 4.1 概述概述 在使有鋰硼酸鹽分解試樣時(shí)在使有鋰

42、硼酸鹽分解試樣時(shí)熔塊較難脫離坩堝熔塊較難脫離坩堝、熔塊難溶解或酸性溶液中熔塊難溶解或酸性溶液中硅酸發(fā)生聚合作用硅酸發(fā)生聚合作用而影響二而影響二氧化硅測定。氧化硅測定。 若將碳酸鋰與硼酸酐或硼酸的若將碳酸鋰與硼酸酐或硼酸的混合比混合比嚴(yán)格控制在嚴(yán)格控制在(710)+1，熔劑用量熔劑用量為試樣的為試樣的510倍，并于倍，并于850熔融熔融10min，所得熔塊易于被鹽酸浸取。另外，有的，所得熔塊易于被鹽酸浸取。另外，有的將石墨坩堝的空坩堝先在將石墨坩堝的空坩堝先在900灼燒灼燒30 min，小心保小心保護(hù)形成的護(hù)形成的粉粉狀表面狀表面，這樣有利于熔塊的取出。這樣有利于熔塊的取出。全分析的試樣分解方法

43、全分析的試樣分解方法4.1 4.1 概述概述 將試樣和熔劑混勻，用濾紙包好，在有石墨粉將試樣和熔劑混勻，用濾紙包好，在有石墨粉墊里的瓷坩堝中熔融，溶塊也易取出，采用機(jī)械墊里的瓷坩堝中熔融，溶塊也易取出，采用機(jī)械攪拌，超聲波攪拌，或?qū)⑷蹓K粉碎等物理方法有攪拌，超聲波攪拌，或?qū)⑷蹓K粉碎等物理方法有利于熔塊的溶解。使用大體積、低酸度溶液提取，利于熔塊的溶解。使用大體積、低酸度溶液提取，使提取液中硅酸的濃度盡可能稀，可使使提取液中硅酸的濃度盡可能稀，可使硅酸的聚硅酸的聚合減少合減少。 全分析的試樣分解方法全分析的試樣分解方法4.1 4.1 概述概述 4. 4. 氫氟酸分解法氫氟酸分解法 氫氟酸是分解硅

44、酸鹽試樣氫氟酸是分解硅酸鹽試樣惟一最有效的溶劑惟一最有效的溶劑，這是因?yàn)檫@是因?yàn)镕 F可與硅酸鹽中的主要組分可與硅酸鹽中的主要組分硅、鋁、鐵硅、鋁、鐵等等形成穩(wěn)定的易溶于水的配離子。硅酸鹽礦物中，除形成穩(wěn)定的易溶于水的配離子。硅酸鹽礦物中，除斧石、鋯石、尖晶石、綠柱石、石榴石外均可溶解斧石、鋯石、尖晶石、綠柱石、石榴石外均可溶解完全。完全。全分析的試樣分解方法全分析的試樣分解方法4.1 4.1 概述概述 氫氟酸分解的氫氟酸分解的幾種常用方案是幾種常用方案是： 用氫氟酸或氫氟酸加硝酸分解樣品，用于測定用氫氟酸或氫氟酸加硝酸分解樣品，用于測定SiO2； 用氫氟酸加硫酸用氫氟酸加硫酸(或高氯酸或高氯

45、酸)分解樣品，用于測分解樣品，用于測定鈉、鉀，或測定除定鈉、鉀，或測定除SiO2外的其他項(xiàng)目；外的其他項(xiàng)目； 用氫氟酸于用氫氟酸于120130溫度下增壓溶解，所得溫度下增壓溶解，所得制備溶液可進(jìn)行系統(tǒng)分析測定制備溶液可進(jìn)行系統(tǒng)分析測定SiO2、A12O3、Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O、TiO2、MnO、P2O5等。等。全分析的試樣分解方法全分析的試樣分解方法4.1 4.1 概述概述 (二二)碳酸鹽碳酸鹽 碳酸鹽巖石的分解取決于其雜質(zhì)成分及含量。碳酸鹽巖石的分解取決于其雜質(zhì)成分及含量。純碳酸鹽易被鹽酸所分解；含二氧化硅在純碳酸鹽易被鹽酸所分解；含二氧化硅在5以下的以下的石灰?guī)r樣品

46、經(jīng)石灰?guī)r樣品經(jīng)9501000灼燒后，可用鹽酸分解；灼燒后，可用鹽酸分解；對于對于硅酸鹽含量高硅酸鹽含量高(如二氧化硅、鐵和鋁等雜質(zhì)如二氧化硅、鐵和鋁等雜質(zhì)大于大于5)樣品，則應(yīng)按分解硅酸鹽巖石的方法處理。樣品，則應(yīng)按分解硅酸鹽巖石的方法處理。全分析的試樣分解方法全分析的試樣分解方法4.1 4.1 概述概述 碳酸鹽巖石系統(tǒng)分析時(shí)碳酸鹽巖石系統(tǒng)分析時(shí)常采用碳酸鈉、氫氧化常采用碳酸鈉、氫氧化鈉鈉(鉀鉀)熔融分解試樣。熔融分解試樣。對于白云巖、石灰?guī)r、菱鎂對于白云巖、石灰?guī)r、菱鎂礦和含錳石灰?guī)r等均可用碳酸鈉熔融分解。礦和含錳石灰?guī)r等均可用碳酸鈉熔融分解。 用氫氧化鈉用氫氧化鈉(鉀鉀)分解白云巖、菱鎂礦

47、時(shí)，溫度分解白云巖、菱鎂礦時(shí)，溫度不能超過不能超過500，否則氧化鎂會損失，使結(jié)果偏低。，否則氧化鎂會損失，使結(jié)果偏低。全分析的試樣分解方法全分析的試樣分解方法4.1 4.1 概述概述 (三三)磷酸鹽磷酸鹽 磷礦試樣的分解，視測定要求和樣品性質(zhì)不同磷礦試樣的分解，視測定要求和樣品性質(zhì)不同而不同。而不同。 測定有效磷時(shí)，常用弱有機(jī)酸浸取，并以中性測定有效磷時(shí)，常用弱有機(jī)酸浸取，并以中性檸檬酸銨及檸檬酸銨及2檸檬酸應(yīng)用最廣。檸檬酸應(yīng)用最廣。 測定樣品中總磷時(shí)，一般用測定樣品中總磷時(shí)，一般用HNO3、HCl或或HNO3HCl分解試樣。含錳高的樣品，宜用分解試樣。含錳高的樣品，宜用HCl或或HCl+H

48、NO3分解。分解。全分析的試樣分解方法全分析的試樣分解方法4.1 4.1 概述概述 (三三)磷酸鹽磷酸鹽 酸溶時(shí)，若加熱蒸發(fā)酸溶時(shí)，若加熱蒸發(fā)至干至干，則應(yīng)避免溫度過高，則應(yīng)避免溫度過高，防止磷的損失。若將溶液蒸得過干，干渣難溶解會防止磷的損失。若將溶液蒸得過干，干渣難溶解會使磷的測定結(jié)果偏低，特別是當(dāng)試樣含鐵高時(shí)，尤使磷的測定結(jié)果偏低，特別是當(dāng)試樣含鐵高時(shí)，尤其明顯。其明顯。全分析的試樣分解方法全分析的試樣分解方法4.1 4.1 概述概述 (三三)磷酸鹽磷酸鹽 磷酸鹽礦的磷酸鹽礦的系統(tǒng)分析常用碳酸鈉、氫氧化鈉系統(tǒng)分析常用碳酸鈉、氫氧化鈉(鉀鉀)、過氧化鈉熔融分解。、過氧化鈉熔融分解。樣品中含

49、有機(jī)物質(zhì)較多樣品中含有機(jī)物質(zhì)較多時(shí)，須先于瓷坩堝中時(shí)，須先于瓷坩堝中550灼燒除去。灼燒除去。不宜使用不宜使用含含SO42的溶劑分解磷酸鹽試樣，因?yàn)榈娜軇┓纸饬姿猁}試樣，因?yàn)殚L時(shí)間的硫酸長時(shí)間的硫酸冒煙，會引起磷的損失。冒煙，會引起磷的損失。全分析的試樣分解方法全分析的試樣分解方法4.1 4.1 概述概述 一、系統(tǒng)分析和分析系統(tǒng)一、系統(tǒng)分析和分析系統(tǒng) 一份稱樣中測定一、二個項(xiàng)目稱為單項(xiàng)分析一份稱樣中測定一、二個項(xiàng)目稱為單項(xiàng)分析； 若將一份稱樣分解后，通過分離或掩蔽的方法，若將一份稱樣分解后，通過分離或掩蔽的方法，消除干擾離子對測定的影響之后，消除干擾離子對測定的影響之后，系統(tǒng)地、連貫地系統(tǒng)地、

50、連貫地進(jìn)行數(shù)個項(xiàng)目的依次測定，稱為系統(tǒng)分析。進(jìn)行數(shù)個項(xiàng)目的依次測定，稱為系統(tǒng)分析。 分析系統(tǒng)：分析系統(tǒng)： 在系統(tǒng)分析中在系統(tǒng)分析中從試樣分解、組分分離到依次測從試樣分解、組分分離到依次測定的定的程序安排。程序安排。4.2 4.2 全分析中的分析系統(tǒng)全分析中的分析系統(tǒng) 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 減少試樣用量，避免重復(fù)工作，加快分析速度，減少試樣用量，避免重復(fù)工作，加快分析速度，降低成本，提高效率降低成本，提高效率。 從廣義設(shè)計(jì)學(xué)的系統(tǒng)論和控制論觀點(diǎn)出發(fā)，巖從廣義設(shè)計(jì)學(xué)的系統(tǒng)論和控制論觀點(diǎn)出發(fā)，巖石全分析系統(tǒng)具備構(gòu)成一個系統(tǒng)的三個基本條件，石全分析系統(tǒng)具備構(gòu)成一個系統(tǒng)的三個基本條件，是是由相互聯(lián)系、相互作用的

51、諸要素組成的具有一定由相互聯(lián)系、相互作用的諸要素組成的具有一定功能的有機(jī)整體，符合系統(tǒng)論中功能的有機(jī)整體，符合系統(tǒng)論中 “系統(tǒng)系統(tǒng)”的意義。的意義。4.2 4.2 全分析中的分析系統(tǒng)全分析中的分析系統(tǒng) 因此，在建立或評價(jià)一個全分析系統(tǒng)時(shí)，因此，在建立或評價(jià)一個全分析系統(tǒng)時(shí)， 既要既要從系統(tǒng)的基本性質(zhì)和基本觀點(diǎn)出發(fā)，考慮從系統(tǒng)的基本性質(zhì)和基本觀點(diǎn)出發(fā)，考慮到系統(tǒng)的到系統(tǒng)的整體性、相關(guān)性、結(jié)構(gòu)性、層次性、動態(tài)整體性、相關(guān)性、結(jié)構(gòu)性、層次性、動態(tài)性、目的性和環(huán)境適應(yīng)性。性、目的性和環(huán)境適應(yīng)性。 同時(shí)又要同時(shí)又要考慮事物的考慮事物的可能性空間和控制能力可能性空間和控制能力，從而建立從而建立既具既具科學(xué)

52、性科學(xué)性又具有又具有先進(jìn)性和適用性先進(jìn)性和適用性的全分的全分析系統(tǒng)。析系統(tǒng)。4.2 4.2 全分析中的分析系統(tǒng)全分析中的分析系統(tǒng) 分析系統(tǒng)的優(yōu)劣不僅影響分析速度和成本，而分析系統(tǒng)的優(yōu)劣不僅影響分析速度和成本，而且常常影響到分析結(jié)果的可靠性。且常常影響到分析結(jié)果的可靠性。 一個好的分析系統(tǒng)必須具備下述條件一個好的分析系統(tǒng)必須具備下述條件: (1)稱樣次數(shù)少稱樣次數(shù)少 一次稱樣可測定項(xiàng)目較多，完一次稱樣可測定項(xiàng)目較多，完成全分析所需稱樣次數(shù)少，不僅減少了稱樣、分解成全分析所需稱樣次數(shù)少，不僅減少了稱樣、分解試樣的操作，節(jié)省了時(shí)間和試劑。試樣的操作，節(jié)省了時(shí)間和試劑。并可以減少由于并可以減少由于這些

53、操作所引入的誤差。這些操作所引入的誤差。 (2)盡可能避免分析過程的介質(zhì)轉(zhuǎn)換和引入分離盡可能避免分析過程的介質(zhì)轉(zhuǎn)換和引入分離方法方法 這樣不僅可以加快速度，而且可以避免由此引這樣不僅可以加快速度，而且可以避免由此引入的誤差。入的誤差。4.2 4.2 全分析中的分析系統(tǒng)全分析中的分析系統(tǒng) (3)所選測定方法必須有好的精密度和準(zhǔn)確度所選測定方法必須有好的精密度和準(zhǔn)確度 這是保證分析結(jié)果可靠性的基礎(chǔ)。這是保證分析結(jié)果可靠性的基礎(chǔ)。 同時(shí)，最好方法的同時(shí)，最好方法的選擇性高選擇性高，這是避免分離手，這是避免分離手續(xù)，操作快捷的前提。續(xù)，操作快捷的前提。 (4)適用范圍廣適用范圍廣 這包含兩方面的含意：

54、一方面這包含兩方面的含意：一方面分析系統(tǒng)適用的分析系統(tǒng)適用的試樣類型多試樣類型多；另一方面分析系統(tǒng)中；另一方面分析系統(tǒng)中各測定項(xiàng)目各測定項(xiàng)目含量變化范圍大含量變化范圍大時(shí)均可適用。時(shí)均可適用。 (5)稱樣、試樣分解、分液、測定等操作易與稱樣、試樣分解、分液、測定等操作易與計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī)，實(shí)現(xiàn)自動分析。計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī)，實(shí)現(xiàn)自動分析。4.2 4.2 全分析中的分析系統(tǒng)全分析中的分析系統(tǒng) 二、硅酸鹽巖石分析系統(tǒng)二、硅酸鹽巖石分析系統(tǒng) 硅酸鹽試樣的系統(tǒng)分析，已有硅酸鹽試樣的系統(tǒng)分析，已有100多年的歷史，多年的歷史，從從20世紀(jì)世紀(jì)40年代后期以來，由于試樣分解方法的改年代后期以來，由于試樣分解方法的改進(jìn)和新

55、的測試方法與測試儀器的應(yīng)用，至今已有多進(jìn)和新的測試方法與測試儀器的應(yīng)用，至今已有多種分析系統(tǒng)，這些分析系統(tǒng)習(xí)慣上被粗略地分為種分析系統(tǒng)，這些分析系統(tǒng)習(xí)慣上被粗略地分為經(jīng)經(jīng)典分析系統(tǒng)典分析系統(tǒng)和和快速分析快速分析系統(tǒng)兩大類。系統(tǒng)兩大類。 這里擇要介紹幾個代表性的分析系統(tǒng)。這里擇要介紹幾個代表性的分析系統(tǒng)。 4.2 4.2 全分析中的分析系統(tǒng)全分析中的分析系統(tǒng) 硅硅酸酸鹽鹽經(jīng)經(jīng)典典分分析析系系統(tǒng)統(tǒng) (一一)經(jīng)典分析系統(tǒng)經(jīng)典分析系統(tǒng) 經(jīng)典分析系統(tǒng)基本上是建立在經(jīng)典分析系統(tǒng)基本上是建立在沉淀分離和重量分析沉淀分離和重量分析方法方法的基礎(chǔ)上的一個系統(tǒng)。該系統(tǒng)如圖的基礎(chǔ)上的一個系統(tǒng)。該系統(tǒng)如圖41所示所示

56、硅硅酸酸鹽鹽經(jīng)經(jīng)典典分分析析系系統(tǒng)統(tǒng) 硅酸鹽經(jīng)典分析系統(tǒng)溶液溶液沉淀沉淀224Ca C OCaO氫氟酸氫氟酸+硫酸處理硫酸處理23Na CO沉淀沉淀灼燒灼燒,稱重稱重灼燒灼燒,稱重稱重334,FeAlTi23R O44MgNH PO氨水沉淀氨水沉淀,過濾過濾試樣試樣熔融熔融,水提取水提取,鹽酸酸化鹽酸酸化,兩次鹽酸蒸干脫水過濾兩次鹽酸蒸干脫水過濾.焦硫酸鉀熔融焦硫酸鉀熔融,稀硫酸提取稀硫酸提取,過濾過濾沉淀沉淀2SiO溶液溶液33422,.AlFeTiCaMg溶液溶液22,.CaMg殘?jiān)鼩堅(jiān)?焦硫酸鉀熔融焦硫酸鉀熔融,稀硫酸提取稀硫酸提取溶液溶液2.Mg溶液溶液,棄去棄去沉淀沉淀MgO灼燒灼燒

57、,稱重稱重22SiO nH O沉淀沉淀2SiO23Al O2TiO23Fe O滴定法滴定法光度法光度法差減法差減法灼燒灼燒,稱重稱重灼燒灼燒,稱重稱重 在圖在圖4-1分析系統(tǒng)中，通常稱樣分析系統(tǒng)中，通常稱樣0.5001.000 g。試樣于試樣于鉑坩堝鉑坩堝中用中用Na2CO3在在9501000熔融分解，熔融分解，熔塊用水提取，鹽酸酸化，蒸干后在熔塊用水提取，鹽酸酸化，蒸干后在110烘約烘約lh，用用HCl浸取，濾出沉淀；濾液重復(fù)蒸干、熔烘、酸浸取，濾出沉淀；濾液重復(fù)蒸干、熔烘、酸浸、過濾，把兩次濾得的沉淀置于鉑坩堝中灼燒、浸、過濾，把兩次濾得的沉淀置于鉑坩堝中灼燒、稱重稱重。用用H2F2H2S

58、O4驅(qū)硅驅(qū)硅，灼燒并，灼燒并稱量殘?jiān)Q量殘?jiān)е夭糠种夭糠旨礊榧礊镾iO2質(zhì)量。質(zhì)量。硅酸鹽經(jīng)典分析系統(tǒng) 殘?jiān)鼩堅(jiān)?jīng)經(jīng)K2S2O7熔融，稀鹽酸提取后并人濾出熔融，稀鹽酸提取后并人濾出SiO2后的濾液。濾液用氨水兩次沉淀鐵、鋁、鈦等后的濾液。濾液用氨水兩次沉淀鐵、鋁、鈦等的氫氧化物，灼燒、稱重，測得二三氧化物的氫氧化物，灼燒、稱重，測得二三氧化物(R2O3)含量。再用含量。再用K2S2O7熔融灼燒稱重過的熔融灼燒稱重過的R2O3殘?jiān)?，稀殘?jiān)×蛩崽崛?，溶液分別用硫酸提取，溶液分別用K2Cr2O7或或KMnO4滴定法滴定法測測定定Fe2O3含量，含量，用用H2O2光度法測定光度法測定TiO2

59、含量含量，用，用差減差減法計(jì)算法計(jì)算A12O3含量含量。酸提取時(shí)不溶性。酸提取時(shí)不溶性白色殘?jiān)咨珰堅(jiān)瑸V出，濾出，灼燒稱重，于灼燒稱重，于R2O3中減去中減去此量并加入此量并加入SiO2含量含量中。中。硅酸鹽經(jīng)典分析系統(tǒng) 在分離氫氧化物沉淀后的濾液中，用草酸銨在分離氫氧化物沉淀后的濾液中，用草酸銨沉淀鈣，并于沉淀鈣，并于9501000灼燒成氧化鈣，灼燒成氧化鈣，用重用重量法量法測定鈣含量；測定鈣含量；或?qū)⒉菟徕}沉淀溶于硫酸，或?qū)⒉菟徕}沉淀溶于硫酸，用用高錳酸鉀高錳酸鉀滴定滴定草酸，以求出草酸，以求出CaO含量。含量。硅酸鹽經(jīng)典分析系統(tǒng) 于分離草酸鈣后的濾液中，在有過量氨水存于分離草酸鈣后的濾

60、液中，在有過量氨水存在下加入磷酸氫二銨，使鎂以磷酸銨鎂形式沉淀，在下加入磷酸氫二銨，使鎂以磷酸銨鎂形式沉淀，于于10001050灼燒成灼燒成Mg2P2O7后稱重，即可求后稱重，即可求得得MgO含量。含量。 在經(jīng)典分析系統(tǒng)中在經(jīng)典分析系統(tǒng)中，一份稱樣只能測定一份稱樣只能測定SiO2、A12O3、Fe2O3、TiO2、CaO、MgO等等六項(xiàng)六項(xiàng)，而，而K2O、Na2O、MnO、P2O5須另取試樣測定，須另取試樣測定，不不屬一個完善的全分析系統(tǒng)。屬一個完善的全分析系統(tǒng)。硅酸鹽經(jīng)典分析系統(tǒng) 試樣中含有試樣中含有重金屬元素時(shí)，重金屬元素時(shí)，它們不僅在用碳酸它們不僅在用碳酸鈉分解試樣時(shí)會鈉分解試樣時(shí)會損壞