第六章冶金工业分析课件.pptx

工 业 分 析 Industrial Analysis ;第六章　冶金工业分析;1 金属矿石分析 1.1 锰矿石分析 1.1.1 锰在自然界的存在 锰在自然界中分布很广，在地壳中丰度排第十三位自然界中已知的含锰矿物约有150多种，分别属氧化物类、碳酸盐类、硅酸盐类、硫化物类、硼酸盐类、钨酸盐类、磷酸盐类等。常见的锰矿物有软锰矿、硬锰矿、水锰矿、黑锰矿、褐锰矿、菱锰矿、硫锰矿等。 锰及其化合物大量用于钢铁工业，用锰量占90％～95％，主要作为钢铁冶炼过程中的脱氧剂和脱硫剂；此外锰还用于制造合金、干电池、火柴、印漆、制皂等，还用途玻璃和陶瓷的着色剂和褪色剂。;1.1.2 锰的分析化学性质 　　锰是多价元素，有0、+2、+3、+4、+6、+7价，因而具有氧化还原性质。 　　Mn2+在酸性溶液中比较稳定，只能在高酸度下加热时与强氧化剂反应，如与(NH4)2S2O8、KIO4等反应生成+7价的MnO4-： 2Mn2+ +5IO4- +3H2O→2MnO4- +5IO3-+6H＋ 该反应常用于锰的测定。 　　 MnO4-在强酸介质中呈强氧化性；MnO2和MnO(OH)2也具有一定的氧化性。;1.1.3 锰的测定方法 锰的测定方法有很多，前已介绍了光度法、AAS法和亚砷酸钠-亚硝酸钠滴定法。锰矿中的分析一般用滴定法，主要用电位滴定法(Mn%≥15.00%)和硫酸亚铁铵滴定法(Mn%=8.00%～60.00%) 1.1.3.1 电位滴定法 　　试样用酸分解后，加焦磷酸盐，调节pH~7，以铂电极为指示电极，银电极为参比电极，用KMnO4标准溶液滴定，将试液中的Mn2+氧化为Mn3+： 4Mn2++MnO4- +15H2P2O72-＝5Mn(H2P2O7)33-+4H2O;1.1.3.2 硫酸亚铁铵滴定法 　　试样分解后，在磷酸介质中，用硝酸铵或高氯酸将试液中的Mn2+氧化为Mn3+，以N-苯代邻氨基苯甲酸为指示剂(在滴定后期入)，用(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至溶液呈亮黄色为终点： 　　 Mn3+ + Fe2+ ＝ Mn2+ + Fe3+ 硝酸铵氧化法：试样加酸加热分解至冒白烟3~5min，取下稍冷(微冒白烟)，加一定量NH4NO3并摇动锥瓶，使Mn2+氧化完全，驱尽黄色的氧化氮。 　　高氯酸氧化法：试样加酸加热分解至微冒白烟取下稍冷后加一定量HClO4，继续加热至液面平静。 ;1.1.4 锰矿石分析 1.1.4.1 试样分解 　　一般用混酸分解，可以用HCl-HNO3-HClO4-HF，分解应???聚四氟乙烯器皿中进行，如分解不够完全，过滤后将不溶物及滤纸置于铂坩埚中，炭化、灰化后于600~700℃灼烧片刻，再加Na2CO3进行高温熔融分解，HCl溶液提取后与原滤液合并。 　　也可用H2SO4-H3PO4-HNO3分解，分解前应将试样于700℃灼烧10min以除去碳及有机物。;1.1.4.2 全分析项目 锰矿全分析项目有：Mn、CO2、H2O+、H2O-、 S、SiO2、BaO、V2O5、Cu、Pb、Zn、K2O、Na2O、TFe、Al2O3、CaO、MgO、P2O5，有时还需测定TCr、Co、Ni、和As。;试 液;1.2 铅锌矿石分析 1.2.1 概述 1.2.1.1 铅锌在自然界的存在 　　铅在地壳中的含量约为0.0016%，主要以硫化物、碳酸盐等形态存在，其中硫化物占90%以上。主要的铅矿物有：方铅石(PbS )、白铅矿(PbCO3)、铅矾(PbSO4)等。 　　铅在铅矿中含量通常为1%~xx%；在多金属矿中的含量＜1%，在中＜0.01%。在绝大多数情况下，铅与锌共生，还伴生Cu、Ag、Au、Ge、Cd，有时还有Sb、Bi、Sn、Ga、In、Hg以及黄铁矿、萤石等。;　　锌在地壳中平均含量约为0.02%。主要矿物有： 　　　　闪锌矿　ZnS 　　　　红锌矿　ZnO 　　　　菱锌矿　ZnCO3 　　　　异极矿　ZnSiO3?H2O 　　闪锌矿常与铅的硫化物共生，伴生少量Cu、Ag、Au、Ge、Cd、Tl、Sb、Bi、Sn、Ga、In、及黄铁矿、萤石等。;1.2.1.2 试样的分解 　　铅矿一般用HCl或HCl-HNO3分解；对于某些硅酸盐岩石中的铅，试样用酸分解后过滤，残渣再用碱熔融分解；硫化矿石应先用HCl分解，逸去大部分H2S，再用HNO3分解。 　　如需用铂坩埚熔融分解含铅试样，必须先用酸分解，滤出残渣再用碱熔融。 　　锌矿比较容易分解，一般先用HCl再用HNO3即可。;1.2.1.3 分离方法 　　为使铅与其它元素分离，可在稀H2SO4中利用生成PbSO4↓进行分离