锰矿石化学成分分析.ppt

锰在自然界分布很广 几乎各种矿石及硅酸盐的岩石中均含有锰 现已知的锰矿物有150种 其中最有经济价值的是氧化锰矿和碳酸锰矿 是锰的重要工业矿物 一 锰矿石及其化学成分 锰矿石化学成分分析 1 几种主要的锰矿石 软锰矿 化学成分为MnO2 含锰最高可达到63 2 常含少量的水及二氧化硅 氧化铁及硬锰矿 氧化锰矿的主要成分为MnO2 Mn2O3 Mn3O4 其中最重要 的是软锰矿和硬锰矿 1 氧化锰矿 硬锰矿 化学成分为含水氧化锰 分子式nMnO 1MnO2 mH2O 含锰量约45 60 常含铁 钙 铜 硅等杂质 2 菱锰矿 锰的碳酸盐矿物 成分为MnCO3 常含有铁 钙 锌等元素 中国贵州 湖南和东北等地有大量菱锰矿资源 它是提取锰的重要矿物原料 色泽艳丽 透明的菱锰矿可作为低档宝石和工艺装饰品原料 2 性质 锰矿石通常可被酸分解 常用的酸有盐酸 硝酸 过氧化氢 氢氟酸 硫酸 磷酸 硝酸 不被酸分解的矿样可用碱性熔剂 酸性熔剂熔融分解 大部分的锰矿都含有相当多的水分 尤其是烘干过的锰矿更具有很大的吸水性 锰矿中一般含有二氧化硅 磷 铅 硫 铝 砷 钡 钙 镁 钾和钠等杂质 在锰矿层中有时伴生有铜 钴 镍及其它稀有金属 3 分析标准 锰矿石化学分析 GB1506 1519 2002等 散装锰矿取样 制样方法 GB T2011 87 矿石分析的基本步骤 1 采样2 制样3 分解样品及消除干扰 4 测定方法的选择5 结果的计算 评价和报告 二 矿石分析的基本步骤 1 采样从一批物料中采取具有代表性的部分样品的过程叫采样 在矿石分析工作中 常需要从大批量 kg或t 物料中或大面积的矿山上采取很小一部分 g或mg 的分析样品 分析样品必须具有较高的代表性 否则 结果不可靠 甚至造成重大经济损失 1 采样量 至少三次重复测量的样品量 对于不均匀的物料 如矿石 煤炭 土壤等固体试样 采样量与物料的均匀度 粒度 易破碎程度有关 可采用捷蒙德和哈尔费尔达里经验公式计算试样的采集量 mQ kda 式中 mQ 采集样品的最低可靠质量 kg d 样品中最大颗粒的直径 mm k a 经验常数 一般k值在0 02 1之间 样品越不均匀 k值越大 物料均匀的0 1 0 3 物料不太均匀的0 4 0 6 物料极不均匀的0 7 1 0 a 1 8 2 5 地质部门一般规定为2 则有 mQ kd2 例如 有一批矿石物料 k值为0 06kg mm2 若此矿石的最大颗粒直径为20mm 采取的样品的量为多少 mQ 0 06kg mm2 20mm 2 24kg 如果将上述矿石最大颗粒破碎至4mm 则 mQ 0 06kg mm2 4mm 2 0 96kg 1kg 结论 物料的颗粒越大 则最低采样量越多 样品越不均匀 最低采样量也越多 因此 对块状物料 应破碎后再采样 根据 2 采样记录和采样报告 记录 编号 名称 来源 数量 采样报告 如实填写 样品在运输和贮存的过程中不得有任何损失或污染 3 采样注意的问题 采样时 应根据物料的堆放情况及颗粒大小 从不同部位和深度选取多个采样点 采集一定量的样品 混合均匀 采取的份数越多越有代表性 但是采样量过大 会给后面的制样带来麻烦 造成不必要的损失和浪费 2 试样的制备 将采集的原始矿样处理成为分析试样的这一过程称为试样的制备 简称制样 矿石样品颗粒大小悬殊 组成不均匀 必须经过制样后 才能进行分析测定 试样的制备一般需要经过破碎 过筛 混合 缩分等步骤 1 破碎 破碎可分为粗碎 中碎 细碎和粉碎4个阶段 根据样品的颗粒大小 破碎的难易程度 可采用人工或机械的方法逐步破碎 直至达到规定的粒度 2 过筛 物料在破碎过程中 每次磨碎后均需过筛 未通过筛孔的粗粒再磨碎 直至样品全部通过指定的筛子为止 3 混匀 混匀法通常有铁铲法或环锥法 掀角法 易分解的试样过170目筛 0 088mm 难分解的试样过200目筛 0 074mm 常用的有锥形四分法 正方形挖取法和分样器缩分法 锥形四分法 4 缩分 取对角线两份 继续缩分 自至所需量 最后保留量与样品的粒度有关 对矿样粒度的要求与矿样分解的难易程度等因素有关 经最后缩分得到的试样一般为20 30g 可根据需要或少或多些 还需要在玛瑙研钵中充分研细 使样品最终全部通过170目 0 088mm 或200目 0 074mm 筛 样品的保存样品保存在广口磨砂试剂瓶或惰性包装材料中 贴上标签 标明基本信息 试样名称 采样地点 时间 采样人 制样时间 制样人 制成试样量 过筛号灯 结论 将固体试样处理成溶液 或将组成复杂的试样处理成简单 便于分离和测定的形式 为各组分的分析操作创造最佳条件 分解试样的目的 常用的分解方法湿法分解法干法分解法其他分解法 3 试样的分解 每一种组分的分析测定往往有几种分析方法 选择何种分析方法 直接影响分析结果的可靠性 电位滴定法 Mn 15 硫酸亚铁铵滴定法 Mn 8 60 4 分析方法的选择 选择分析方法时应考虑 1 测定的具体要求 测什么 含量 性质 2 共存组分的干扰 有哪些 如何消除 3 对测定的准确度 灵敏度的要求 4 现有条件 测定成本及时间要求等 锰矿石中锰的测定方法常用的有 锰矿石中锰的测定常量成分 1 采用化学分析法 滴定分析法 锰矿石微量铁的测定微量成分 1 可采用分光光度法 例如 1 分析方法选择的重要性 不同的分析方法 适用对象和条件不同 其准确度也不同 直接影响分析结果的可靠性 选择分析方法的三原则 适用性好 准确度高 速度快且成本低 2 选择分析方法应考虑的问题 根据分析的实际要求和条件 考虑 A 测定的具体要求 明确目的和要求 选择合适的分析方法 B 方法的适用范围 常量组分 1 以上 化学分析法 重量法或容量法 微量组分 1 以下 仪器分析法 光度法 原子吸收法等 D 分析成本适用性好 准确度高 速度快且成本低 综上所述 根据工业生产的实际要求和现有条件 结合专业知识 综合考虑 抓住主要矛盾 选择较合适的分析方法 C 共存组分的干扰有哪些 如何消除 E 环境保护不使用或少使用有毒有害的试剂 符合环保要求 F 实验室现有的条件实验室现有的设备 试剂和技术条件 掩蔽或分离 物质 物质的性质组分的含量干扰情况 分析方法 准确度灵敏度选择性适用范围 成本 时间人力设备消耗品 分析方法 用户对分析结果的要求和对分析费用的承受度 用户 分析方法的选择 1 待测组分的化学表示形式A 组分存在形式可知 以实际存在形式或对方要求的形式表示 如测Mn 则可用Mn MnO2 等形式表示 B 组分存在形成未知 以元素或离子表示 例 矿石 Fe2O3 MnO2等 液体 Mn2 Ca2 SO42 Cl 等 5 分析结果的报告 2 待测组分含量的表示方法固体 质量分数 气体 常量或微量 体积分数 例 Fe 0 5643或 Fe 56 43 低含量 g g 1 ng g 1 液体 物质的量浓度mol L 1 质量分数 mB mS 体积分数 VB Vs 质量浓度mg L 1 ng L 1 g L 1等 注意 2 分析结果的报告 不仅表明数值的大小 还应该反映测定数据的可靠性 因此精密度 准确度和测定次数是报告分析结果时必不可少的三个参数 算术平均值 表示数据的集中趋势 衡量结果的准确度 标准偏差S 表示数据的分散性 衡量测量数据的精密度 测定次数n 表示结果可靠性 1 单位的规范 SI 例 某人测定锰矿中锰量时 报告结果如下 则此结果是合理的且是可靠的 即MnO2的真实含量为 若某人报告结果时只有MnO2 40 15 则可能有 第一种情况是n 5 40 11 40 12 40 14 40 16 40 17 第二种情况是n 2 20 30 60 00 可靠 不可靠 公差又称允许误差 是指某一分析方法所允许的平行测定值间的绝对偏差 它是主管部门为了控制分析精度而规定的 3 分析结果与公差 标准分析法都注有允许误差 是根据生产和科学技术的发展 从实际需要和可能条件 经若干单位多次平行测定 并将所得数据统计处理后 由国家或主管机构严格制定出来 一般分析做两次平行测定 用算术平均值作为分析结果 若平均值与标准值之差或两次平行测定值的绝对偏差超出允许差 称为超差 则必须重新测定 三 锰矿石化学成分分析 1 锰的测定 方法 GB T1506 2002 电位滴定法和硫