第一章试样采集和制备

1、第一章试样采集和制备 第一章第一章 试样的采集、制备和分解试样的采集、制备和分解 1 试样的采集试样的采集 2 试样的制备试样的制备 3 试样的分解试样的分解 第一章试样采集和制备 1 试样的采集试样的采集 从大批物料中采取少量样本作为原始试样。从大批物料中采取少量样本作为原始试样。 1.1 基本术语基本术语 采样单元：具有界限的一定数量物料。采样单元：具有界限的一定数量物料。 份样份样(子样子样)：在一个采样单元采集的规定量物料。：在一个采样单元采集的规定量物料。 原始样品：合并所有子样所得。原始样品：合并所有子样所得。 实验室样品实验室样品(送检样送检样)：为送往实验室而制备的样品。：为送

2、往实验室而制备的样品。 参考样品：与实验室样品同时同样制备的样品。参考样品：与实验室样品同时同样制备的样品。 (分析分析)试样：由实验室样品制备，从中制取试料的样品。试样：由实验室样品制备，从中制取试料的样品。 试料：从试样取得，并实际用于测试的物料。试料：从试样取得，并实际用于测试的物料。 第一章试样采集和制备 1.2 采样原则采样原则 所采试样应具有充分的代表性。采集的试样的组成能代表全部物料的平所采试样应具有充分的代表性。采集的试样的组成能代表全部物料的平 均组成。均组成。 根据具体测定需要，遵循代表性原则随机采样。根据具体测定需要，遵循代表性原则随机采样。 根据状态：气，固，液等。根据

3、状态：气，固，液等。 根据对象：矿物岩石，环境，生物，金属与合金，食品等。根据对象：矿物岩石，环境，生物，金属与合金，食品等。 应按照一定的原则、方法进行。这些可参阅相关的国家标准和各行业制应按照一定的原则、方法进行。这些可参阅相关的国家标准和各行业制 定的标准。定的标准。 第一章试样采集和制备 1.3 采样的基本要求采样的基本要求 1.3.1样品数和样品量样品数和样品量 在充分保证样品代表性的前提下，采样量越小，制样的工作量越小。但采在充分保证样品代表性的前提下，采样量越小，制样的工作量越小。但采 样量太小，则不能保证样品具有代表性。能代表研究对象整体的样品最小量，样量太小，则不能保证样品具

4、有代表性。能代表研究对象整体的样品最小量， 称为样品的最低可靠质量。称为样品的最低可靠质量。 采样公式：采样公式：QKda 式中， 式中，Q：最小采样量，最小采样量，kg； d：最大颗粒直径，最大颗粒直径，mm； K：与试样性质与试样性质 有关的选择性系数；为随样品类型和粒度变化而变化的一个系数；有关的选择性系数；为随样品类型和粒度变化而变化的一个系数；a 3，矿物矿物 一般取一般取2。K值是通过实验确定的，在实践中一般根据样品的性质，按上级主管值是通过实验确定的，在实践中一般根据样品的性质，按上级主管 部门规定的部门规定的K值来计算采样量。值来计算采样量。 第一章试样采集和制备 有关部门通过

5、实验确定的各种矿物有关部门通过实验确定的各种矿物K值表值表 矿石种类矿石种类K值值矿石种类矿石种类K值值 铁矿铁矿0.10.2脉金脉金(d0.5mm)0.2 锰矿锰矿 0.10.2脉金脉金(d0.6mm0.81.0 铬矿铬矿0.20.3镍矿镍矿(硫化物硫化物)0.20.5 铅矿铅矿0.20.3镍矿镍矿(硅酸盐硅酸盐)0.10.3 钨矿钨矿0.2钼矿钼矿0.10.5 铝土矿铝土矿0.10.3锑矿、汞矿锑矿、汞矿0.10.2 磷灰石磷灰石0.10.15铀矿铀矿0.51.0 第一章试样采集和制备 样品数：样品数： 整批物料中组分平均含量区间为：整批物料中组分平均含量区间为： ：整批物料中组分平均含量

6、整批物料中组分平均含量 ：为试样中组分平均含量：为试样中组分平均含量 t：与测定次数和置信度有关的统计量与测定次数和置信度有关的统计量 ：各个试样单元含量的标准偏差各个试样单元含量的标准偏差 n：采样单元数采样单元数 可见应选取多个采样单元。可见应选取多个采样单元。 t X n E X 第一章试样采集和制备 商品煤应取子样单元商品煤应取子样单元 250240230210200180160140110 灰分灰分 20% 13012011010510090807555 灰分灰分 20% 9108978675645342312批量批量(kt) P6表表11为选取采样单元数的规定。为选取采样单元数的规

7、定。 从运输工具中子样数约从运输工具中子样数约1个个/10t。 袋装物料：袋装物料：50件以内取件以内取5件，每增加件，每增加10件多取件多取1件。件。 第一章试样采集和制备 1.3.2采样记录和采样报告采样记录和采样报告 记录：物料状态、物料名称、来源、编号、数量、包装情况、存放环境、记录：物料状态、物料名称、来源、编号、数量、包装情况、存放环境、 采样部位、样品单元数和样品量、采样时间及采样人等。采样部位、样品单元数和样品量、采样时间及采样人等。 需要时应定采样报告。需要时应定采样报告。 1.3.3采样安全采样安全 采样环境。采样环境。 安全措施。安全措施。 不能单独行动。不能单独行动。

8、第一章试样采集和制备 2 样品的采集样品的采集 2.1 固体样品的采集固体样品的采集 2.1.1采样工具（采样工具（P68) ) 采样探子；采样钻；气动针；真空探针采样探子；采样钻；气动针；真空探针 2.1.2采样方法采样方法 随机采样；分层采样；二步采样。随机采样；分层采样；二步采样。 随机采样又称概率采样，基本原理是物料总体中每份被采样的概率应相等。随机采样又称概率采样，基本原理是物料总体中每份被采样的概率应相等。 操作时将采样对象划分成若干部分，再应用随机数表进行采样。方法简便易行。操作时将采样对象划分成若干部分，再应用随机数表进行采样。方法简便易行。 第一章试样采集和制备 分层采样主要

9、针对物料中有明显不同组成时，将物料分成几个层次，按分层采样主要针对物料中有明显不同组成时，将物料分成几个层次，按 层次大小成比例地采样。层次大小成比例地采样。 二步采样是将物料分成几个部分，首先用随机采样法从物料中取出若干二步采样是将物料分成几个部分，首先用随机采样法从物料中取出若干 个一次采样单元，然后再从各单元中取出几个份样。个一次采样单元，然后再从各单元中取出几个份样。 从固体物料堆中采样：从固体物料堆中采样： 根据物料堆的形状，将子样数目均匀地分布在顶、腰、底部，底部应距根据物料堆的形状，将子样数目均匀地分布在顶、腰、底部，底部应距 地面地面0.5m，顶部应先除去表层顶部应先除去表层0

10、.1m，再各下挖再各下挖0.3m。 第一章试样采集和制备 从物料流中采样：从物料流中采样： 一般用自动采样器，但应定时、定量地连续采样。时间间隔：一般用自动采样器，但应定时、定量地连续采样。时间间隔： T 60Q / nG Q：物料批量，物料批量，t；n：份样数，个；份样数，个； G：物料流量，物料流量，t/h。 从运输工具中采样：从运输工具中采样： 三点采样三点采样四点采样四点采样 P910 第一章试样采集和制备 2.2 液体样品的采集液体样品的采集 2.2.1采样工具（采样工具（P1112) 采样勺；采样管；采样瓶采样勺；采样管；采样瓶 2.2.2采样方法采样方法 从大贮存容器中采样：从大

11、贮存容器中采样： 分上、中、下三个采样口。分上、中、下三个采样口。 P12 从输送管道采样：从输送管道采样： 间隔时间连续采样。间隔时间连续采样。 间隔时间与流速成反比，混合体积与流速成正比。间隔时间与流速成反比，混合体积与流速成正比。 第一章试样采集和制备 2.3 气体样品的采集气体样品的采集 2.3.1常压气体物料的采样常压气体物料的采样 采样工具：采样瓶（采样工具：采样瓶（P13图图1-11） 采样方法：采样方法：P13 2.3.2正压（高压）气体物料的采样正压（高压）气体物料的采样 采样工具：采样工具： 普通气体：球胆、气袋、采样管等普通气体：球胆、气袋、采样管等 特殊气体：卡式气罐、

12、液氯钢瓶、金属杜瓦瓶等（特殊气体：卡式气罐、液氯钢瓶、金属杜瓦瓶等（P14图图1-12、1-13、1- 14） 2.3.3负压（低压）气体物料的采样负压（低压）气体物料的采样 采样工具：流水真空泵采样装置、机械真空泵采样装置（采样工具：流水真空泵采样装置、机械真空泵采样装置（P14图图1-15、 1-16）抽真空容器（）抽真空容器（P15图图1-17） 第一章试样采集和制备 2 试样的制备试样的制备 试样制备的目的是根据各种不同种类、不同分析项目、不同分析方法的不试样制备的目的是根据各种不同种类、不同分析项目、不同分析方法的不 同要求，将数量较大、粒度较大的同要求，将数量较大、粒度较大的送检样

13、送检样加工成一定粒度的加工成一定粒度的分析试样分析试样。 试样制备是分析测试过程的一个重要环节，是造成误差的来源之一。试样试样制备是分析测试过程的一个重要环节，是造成误差的来源之一。试样 制备过程要保证样品的真实性代表性和均匀性；不玷污样品；样品损失控制备过程要保证样品的真实性代表性和均匀性；不玷污样品；样品损失控 制在最低限度。制在最低限度。 试样制备程序：破碎过筛混匀缩分。试样制备程序：破碎过筛混匀缩分。 第一章试样采集和制备 2.1 样品的破碎样品的破碎 粗碎中碎细碎粉碎粗碎中碎细碎粉碎 过筛混匀缩分过筛混匀缩分 过筛混匀缩分过筛混匀缩分 过筛混匀缩分过筛混匀缩分 粗碎：用大锤在铁板上碎

14、至粗碎：用大锤在铁板上碎至d50mm，再用鄂式破碎机碎至再用鄂式破碎机碎至d4mm。 中碎：用磨盘式破碎机或对辊式破碎机将粗碎后的样品碎至中碎：用磨盘式破碎机或对辊式破碎机将粗碎后的样品碎至d0.92mm。 细碎：用磨盘式破碎机将中碎后的样品碎至细碎：用磨盘式破碎机将中碎后的样品碎至d0.196mm。 粉碎：用球磨机或振动粉碎机将细碎后的样品碎至粉碎：用球磨机或振动粉碎机将细碎后的样品碎至d0.080mm。 第一章试样采集和制备 破碎工序应注意：破碎工序应注意： 碎样间在接到送检样后，应在原始记录本上登记如下栏目：送样日期、碎样间在接到送检样后，应在原始记录本上登记如下栏目：送样日期、 批号、

15、重量、粒度、实验编号、原样编号、送样单位、样品名称、批号、重量、粒度、实验编号、原样编号、送样单位、样品名称、K值、烘值、烘 样温度、粗、中、细碎筛号及样重、损耗率、制样人签名。样温度、粗、中、细碎筛号及样重、损耗率、制样人签名。 在每个样品破碎前，应先将有关器械清洗干净在每个样品破碎前，应先将有关器械清洗干净(不用水洗不用水洗)。 控制每次破碎时间，以防过热导致样品氧化、分解。控制每次破碎时间，以防过热导致样品氧化、分解。 有良好的防尘通风设施。有良好的防尘通风设施。 第一章试样采集和制备 2.2 过筛过筛 目：筛子孔径大小和量度。目：筛子孔径大小和量度。 粗碎用的大筛有手工筛和机械筛；粗碎

16、用的大筛有手工筛和机械筛； 中中碎和细碎一般用成套的孔径不同的网碎和细碎一般用成套的孔径不同的网 筛筛(套筛套筛)。 我国采用十级套筛。筛号即目数，我国采用十级套筛。筛号即目数， 是指每吋是指每吋(25.4mm)长度内网线数长度内网线数(即筛即筛 孔数孔数)。 目数对应的孔径见右表。目数对应的孔径见右表。 筛号筛号孔径孔径筛号筛号孔径孔径 200.8501200.125 400.4251400.106 600.2501600.097 800.1801800.080 1000.1502000.074 第一章试样采集和制备 筛子的材质有铜筛、不锈钢筛和尼龙筛。筛子的材质有铜筛、不锈钢筛和尼龙筛。

17、过筛操作应注意事项：过筛操作应注意事项： 过筛时，筛上部分不能丢弃，应破碎至全部过筛。过筛时，筛上部分不能丢弃，应破碎至全部过筛。 操作时应自然筛分，不得用力压下筛面。操作时应自然筛分，不得用力压下筛面。 测定铜的样品不能用铜筛；测定铁、铬、镍等的样品不能用不锈钢筛；测定铜的样品不能用铜筛；测定铁、铬、镍等的样品不能用不锈钢筛； 分析有机样品不能用尼龙筛。分析有机样品不能用尼龙筛。 方形筛方形筛 第一章试样采集和制备 2.3 混匀混匀 混匀的方法有：混匀的方法有： 圆锥法：将过筛后的样品用铁铲堆成一个圆锥，围绕样品堆，由圆锥底部圆锥法：将过筛后的样品用铁铲堆成一个圆锥，围绕样品堆，由圆锥底部

18、铲起至隔一定距离处，另堆成一个圆锥。反复三次以上。铲起至隔一定距离处，另堆成一个圆锥。反复三次以上。 环锥法：如上法将试样堆成圆锥，压锥顶使成圆饼状，从里向外铲起，再环锥法：如上法将试样堆成圆锥，压锥顶使成圆饼状，从里向外铲起，再 堆成新的圆饼。同样应反复堆成新的圆饼。同样应反复3次以上。次以上。 掀角法掀角法(翻滚法翻滚法)：将样品平展于正方形的光滑橡皮垫上，交叉提起每对对角：将样品平展于正方形的光滑橡皮垫上，交叉提起每对对角 后再展开样品，如此反复后再展开样品，如此反复10次左右。次左右。 球磨机破碎时能同时混匀样品。球磨机破碎时能同时混匀样品。 第一章试样采集和制备 2.4 缩分缩分 缩

19、分的目的是在不改变试样的平均成分的情况下缩小试样量。试样量的缩分的目的是在不改变试样的平均成分的情况下缩小试样量。试样量的 确定是根据采样公式确定是根据采样公式(又称缩分公式又称缩分公式)。 缩分方法：缩分方法： 四分法：将已混匀的试样堆成圆形或正方形并压平展，用十字形或对角四分法：将已混匀的试样堆成圆形或正方形并压平展，用十字形或对角 线法分隔成四等分，取对角两分，使试样量减去一半。线法分隔成四等分，取对角两分，使试样量减去一半。 第一章试样采集和制备 方形法方形法(棋盘法棋盘法)：将样品平摊成一定厚度的方形，分隔成若干个相等的：将样品平摊成一定厚度的方形，分隔成若干个相等的 小方格，取相隔

20、一个小方格的样品。小方格，取相隔一个小方格的样品。 第一章试样采集和制备 还可用格槽分样器（还可用格槽分样器（P16图图118）、锥形分样器等进行缩分。）、锥形分样器等进行缩分。 第一章试样采集和制备 例题：例题： 某物料堆中最大颗粒直径为某物料堆中最大颗粒直径为11mm，问最少应采集多少样品？将采集到的样品问最少应采集多少样品？将采集到的样品 破碎至过破碎至过20号筛号筛，应最少保留多少样品？应缩分几次？应最少保留多少样品？应缩分几次？(K0.2) 解：根据解：根据Q1Kd2 0.211224.2(kg) Q20.20.9220.17(kg) 缩分次数缩分次数 n lgQ采样采样lgQ缩分缩

21、分 lg2 7.2 lg24.2lg0.17 lg2 应缩分应缩分7次次 第一章试样采集和制备 2.5 烘样烘样 烘样对分析结果的准确度影响很大。通常分析结果是以干基计算的，烘样对分析结果的准确度影响很大。通常分析结果是以干基计算的， 所以烘样去除的是吸附水所以烘样去除的是吸附水H2O- -。(H2O+ +为化合水，化合水包括结晶水和结为化合水，化合水包括结晶水和结 构水构水) 不同的样品的烘样温度和对试样粒度的要求不同。不同的样品的烘样温度和对试样粒度的要求不同。 岩矿样品种类岩矿样品种类粒度粒度(mm)烘样温度烘样温度() 硅酸盐类岩矿硅酸盐类岩矿0.0970.074105 石灰石、白云石

22、石灰石、白云石0.097(160目目) 105 石英岩石英岩0.074(200目目105 第一章试样采集和制备 高岭土、粘土高岭土、粘土0.0970.074不烘样，校正水分不烘样，校正水分 磷灰石磷灰石0.125105110 黄铁矿黄铁矿0.15060或不烘样或不烘样,校正校正 硼矿硼矿0.09760 石膏石膏0.12555 芒硝芒硝0.2500.177不烘样，校正水分不烘样，校正水分 铁矿铁矿0.0970.074105 锰矿锰矿0.097不烘样，校正水分不烘样，校正水分 铬铁矿、钛铁矿铬铁矿、钛铁矿0.074105 第一章试样采集和制备 铜矿、铅锌矿铜矿、铅锌矿0.0976080 铋、锑、钼

23、、砷矿铋、锑、钼、砷矿0.0976080 汞矿汞矿 0.150不烘样不烘样 金、银、铂、钯矿金、银、铂、钯矿0.0746080 铀矿铀矿0.0970.074105 铝土矿铝土矿0.0970.074105 钨、锡矿钨、锡矿0.0970.074105 镍、钒、钴矿镍、钒、钴矿0.097105 油页岩油页岩0.2500.177不烘样不烘样 第一章试样采集和制备 物相分析、亚铁测定物相分析、亚铁测定0.149不烘样不烘样 稀有元素矿稀有元素矿0.097105 金红石金红石0.097105 滑石、叶腊石滑石、叶腊石 0.097105 萤石、重晶石萤石、重晶石0.097105 岩盐岩盐0.149不烘样不烘

24、样 炭质页岩炭质页岩0.097105 第一章试样采集和制备 2.6 特殊样品的制备特殊样品的制备 水分太多的样品，粗碎后应先烘干，再进行下一工序。水分太多的样品，粗碎后应先烘干，再进行下一工序。 黄铁矿及其它硫化物以及氧化亚铁，在过度粉碎或较高温度下烘烤，均黄铁矿及其它硫化物以及氧化亚铁，在过度粉碎或较高温度下烘烤，均 可能被氧化，这类样品应只碎至过可能被氧化，这类样品应只碎至过100号筛，烘烤温度应低于号筛，烘烤温度应低于60。 石棉、云母等先用剪刀剪碎后再用玛瑙研钵研细。石棉、云母等先用剪刀剪碎后再用玛瑙研钵研细。 测定金的样品要碎至过测定金的样品要碎至过200号筛。金矿制样流程较为复杂，

25、需要时可参考号筛。金矿制样流程较为复杂，需要时可参考 有关规定。有关规定。 第一章试样采集和制备 2.7 样品的玷污、损失和质量要求样品的玷污、损失和质量要求 在采样、包装、运输和制样等过程中，都有可能发生玷污。在制样过程在采样、包装、运输和制样等过程中，都有可能发生玷污。在制样过程 中，中，机械、器皿机械、器皿和和样品的交叉污染样品的交叉污染是其主要污染来源。是其主要污染来源。 污染对分析结果的影响程度，受样品中待测组分含量大小而变化。为减污染对分析结果的影响程度，受样品中待测组分含量大小而变化。为减 少污染，必须根据样品性质及分析要求来选择制样器械。制样前应先将样品少污染，必须根据样品性质

26、及分析要求来选择制样器械。制样前应先将样品 分类，制样时要按品位由低到高的顺序。分类，制样时要按品位由低到高的顺序。 样品经制备后，累计损失不得超过样品经制备后，累计损失不得超过5%。 制得的分析试样，用玻璃板压平后不得有花纹和明显的颗粒。制得的分析试样，用玻璃板压平后不得有花纹和明显的颗粒。 第一章试样采集和制备 3 样品的分解样品的分解 在化学分析中，一般要先经过分解，使被测组分定量地进入溶液，然后才在化学分析中，一般要先经过分解，使被测组分定量地进入溶液，然后才 能进行分析。能进行分析。 试样分解的原则：试样分解的原则： 分解完全，使被测组分全部转入试液。分解完全，使被测组分全部转入试液

27、。 分解过程中，被测组分不能损失。分解过程中，被测组分不能损失。 不能引入待测组分，尽可能避免引入干扰物质。不能引入待测组分，尽可能避免引入干扰物质。 所用仪器、试剂纯度要与测定要求相符。所用仪器、试剂纯度要与测定要求相符。 操作简便，有利于后续步骤的进行；成本低，污染少。操作简便，有利于后续步骤的进行；成本低，污染少。 第一章试样采集和制备 常用的分解方法有湿法分解和干法分解。湿法是用酸、碱或盐的溶液来常用的分解方法有湿法分解和干法分解。湿法是用酸、碱或盐的溶液来 分解试样；干法则用固体的盐、碱来熔融或烧结来分解试样。分解试样；干法则用固体的盐、碱来熔融或烧结来分解试样。 3.1 湿法（溶解

28、）分解法湿法（溶解）分解法 常用有溶剂为水、酸、碱及混酸等，酸有常用有溶剂为水、酸、碱及混酸等，酸有HCl、H2SO4、HNO3、 HClO4、HF、H3PO4等；混酸有王水、等；混酸有王水、HNO3+HClO4、HF+H2SO4、HF+ HNO3等；碱主要是等；碱主要是NaOH溶液、溶液、KOH溶液和溶液和NH3H2O等。等。 第一章试样采集和制备 3.1.1酸溶法酸溶法 用酸作为分解试剂，主要是利用酸的氢离子效应。且不同的酸还有其不同用酸作为分解试剂，主要是利用酸的氢离子效应。且不同的酸还有其不同 的作用，如氧化、还原、络合等，利用这些性质也可以促进试样的分解。为了的作用，如氧化、还原、络

29、合等，利用这些性质也可以促进试样的分解。为了 提高分解效率，经常同时使用几种酸或加入其它盐类。提高分解效率，经常同时使用几种酸或加入其它盐类。P17表表17列出了几种列出了几种 常用酸的适用范围。常用酸的适用范围。 酸酸溶溶法操作简便，使用温度低，对容器腐蚀小，便于成批操作。法操作简便，使用温度低，对容器腐蚀小，便于成批操作。 酸分解样品的注意事项酸分解样品的注意事项： 分解前加少许水润湿试样，以免反应过于激烈而溅失或使有些样品出现成分解前加少许水润湿试样，以免反应过于激烈而溅失或使有些样品出现成 团现象，给分解造成困难。有些样品在分解前先进行焙烧，可促使分解完全。团现象，给分解造成困难。有些

30、样品在分解前先进行焙烧，可促使分解完全。 第一章试样采集和制备 3.1.1.1HCl HCl是分解试样时经常使用的试剂，其主要优点在于生成的金属氯化物大是分解试样时经常使用的试剂，其主要优点在于生成的金属氯化物大 多数溶于水；多数溶于水；HCl易于提纯，杂质较少，分解时不引进除氢离子以外的阳离子；易于提纯，杂质较少，分解时不引进除氢离子以外的阳离子； 同时，分解试样时过量的同时，分解试样时过量的HCl易于蒸发除去；操作简单，使用温度低，对容器易于蒸发除去；操作简单，使用温度低，对容器 腐蚀性小等。腐蚀性小等。 缺点是对某些矿物的分解能力较差，某些元素可能挥发损失。缺点是对某些矿物的分解能力较差

31、，某些元素可能挥发损失。 HCl的沸点为的沸点为108，故溶解温度最好低于，故溶解温度最好低于80，否则，因，否则，因HCl蒸发太快，蒸发太快， 试样分解不完全。试样分解不完全。 第一章试样采集和制备 HCl对试样的分解作用主要在于以下五个方面：对试样的分解作用主要在于以下五个方面： HCl是一个强酸，是一个强酸，H+作用显著；作用显著； Cl- -具还原性，有利于氧化性矿物分解；具还原性，有利于氧化性矿物分解； Cl- -是配位体，可与许多金属离子形成配离子；是配位体，可与许多金属离子形成配离子； 与与H2O2、KClO3、HNO3等氧化剂产生的初生态氯和氯气具强氧化性，等氧化剂产生的初生态

32、氯和氯气具强氧化性， 能分解许多矿物如黄铁矿等金属硫化物；能分解许多矿物如黄铁矿等金属硫化物； Cl- -能与能与As (III)、 Sb(III)、Ge(IV)、Se(IV)、Hg(II)等形成易挥发的氯等形成易挥发的氯 化物，可使含这些元素的矿物分解，并作为预先分离这些元素的步骤。化物，可使含这些元素的矿物分解，并作为预先分离这些元素的步骤。 第一章试样采集和制备 HCl能分解碳酸盐、磷酸盐、硼酸盐、多数金属氧化物和过氧化物、一些能分解碳酸盐、磷酸盐、硼酸盐、多数金属氧化物和过氧化物、一些 硫化物，以及正硅酸盐等矿物。硫化物，以及正硅酸盐等矿物。HCl氧化剂氧化剂(H2O2、KClO3等等

33、)可分解铀矿、可分解铀矿、 磁铁矿、方铅矿、辉砷镍矿、黄铜矿等。磁铁矿、方铅矿、辉砷镍矿、黄铜矿等。 不溶于不溶于HCl的岩矿主要有磷酸锆、独居石、磷钇矿、钡和铅的硫酸盐、尖的岩矿主要有磷酸锆、独居石、磷钇矿、钡和铅的硫酸盐、尖 晶石、黄铁矿、汞和某些金属的硫化物、铬铁矿、铌和钽矿石等。晶石、黄铁矿、汞和某些金属的硫化物、铬铁矿、铌和钽矿石等。 用用HCl分解试样时宜用玻璃、塑料、石英等器皿，不宜用分解试样时宜用玻璃、塑料、石英等器皿，不宜用Au、Pt、Ag等等 器皿。器皿。 第一章试样采集和制备 3.1.1.2HF HF是中强酸，分解试样主要是利用络合能力很强的是中强酸，分解试样主要是利用络

34、合能力很强的F- -。F- -能与许多元能与许多元 素如素如Si、Al、Fe、稀土金属等形成稳定的络合物。稀土金属等形成稳定的络合物。 HF是岩矿分析中很重要是岩矿分析中很重要 的一种试剂，几乎所有的岩矿试样都能被它分解；与的一种试剂，几乎所有的岩矿试样都能被它分解；与H2SO4或或HClO4合用，合用， 分解能力更强。分解能力更强。 F- -还能与还能与Si形成挥发性的形成挥发性的SiF4，HF与与Si形成形成H2SiF6，在有过量在有过量K+时，时， HF与与Si形成形成K2SiF6。 HF是硅酸盐分析中的重要试剂。是硅酸盐分析中的重要试剂。 使用使用HF分解试样时，要用铂或聚四氟乙烯器皿

35、。分解试样时，要用铂或聚四氟乙烯器皿。 第一章试样采集和制备 3.1.1.3H2SO4 H2SO4是强酸，浓是强酸，浓H2SO4具氧化性，具氧化性，SO42-可与铀、钍、稀土、钛、锆可与铀、钍、稀土、钛、锆 等金属离子形成中等稳定的络合物。等金属离子形成中等稳定的络合物。 能用能用H2SO4分解的试样：含硒、碲的矿物、锑矿、独居石、萤石等；加分解的试样：含硒、碲的矿物、锑矿、独居石、萤石等；加 入氢氟酸增压可分解：尖晶石类矿物、锂辉石、黄玉、十字石等；与其它溶入氢氟酸增压可分解：尖晶石类矿物、锂辉石、黄玉、十字石等；与其它溶 剂混合使用可分解：硫化物、含氟硅酸盐、含铌、钽、钛、锆的化合物等。剂

36、混合使用可分解：硫化物、含氟硅酸盐、含铌、钽、钛、锆的化合物等。 H2SO4能与碱土金属如钡、钙等形成难溶硫酸盐，使用时应注意。能与碱土金属如钡、钙等形成难溶硫酸盐，使用时应注意。 第一章试样采集和制备 3.1.1.4HNO3 HNO3是强酸，又具强氧化性，可分解碳酸盐、磷酸盐、硫化物等大多数矿是强酸，又具强氧化性，可分解碳酸盐、磷酸盐、硫化物等大多数矿 物，所有硝酸盐均能溶于水。物，所有硝酸盐均能溶于水。 (1+3)HNO3-HCl称为王水，其分解能力更强，能分解其它酸难于分解的硫称为王水，其分解能力更强，能分解其它酸难于分解的硫 化物和贵金属矿物。应注意分解温度不宜过高，否则随化物和贵金属

37、矿物。应注意分解温度不宜过高，否则随HNO3的蒸发，硅、的蒸发，硅、 钛、铌、钽、钨等会析出沉淀，有的会形成难溶性的碱式硝酸盐。另，钛、铌、钽、钨等会析出沉淀，有的会形成难溶性的碱式硝酸盐。另，HNO3的的 浓度不同，分解产品会有所不同，如：浓度不同，分解产品会有所不同，如： CuS+10HNO3(浓浓)Cu(NO3)2+8NO2+4H2O+H2SO4 3CuS+8HNO3(稀稀)3Cu(NO3)2+2NO+4H2O+3S 第一章试样采集和制备 3.1.1.5H3PO4 H3PO4为中强酸，为中强酸，H3PO4及其缩合产物焦磷酸、聚磷酸都是强络合剂，及其缩合产物焦磷酸、聚磷酸都是强络合剂， 许

38、多其它酸不能分解的矿物能被其分解，如铝土矿、铬铁矿、刚玉和金红石等，许多其它酸不能分解的矿物能被其分解，如铝土矿、铬铁矿、刚玉和金红石等， 还有许多难溶硅酸盐矿物如蓝晶石、红柱石、硅线石等。还有许多难溶硅酸盐矿物如蓝晶石、红柱石、硅线石等。 H3PO4虽有很强的分解能力，但通常只用于单项测定，这是因为虽有很强的分解能力，但通常只用于单项测定，这是因为H3PO4 能与许多金属离子在酸性条件下生成难溶盐，而且能与许多金属离子在酸性条件下生成难溶盐，而且H3PO4对矿物的分解往往对矿物的分解往往 不够彻底。不够彻底。 第一章试样采集和制备 3.1.1.6HClO4 HClO4是无机酸中最强的酸，稀酸

39、无氧化性，热的浓酸是一个强氧化剂，是无机酸中最强的酸，稀酸无氧化性，热的浓酸是一个强氧化剂， 100%HClO4在放置时，首先会慢慢分解，随后发生十分激烈的爆炸：在放置时，首先会慢慢分解，随后发生十分激烈的爆炸： 4HClO42Cl2+7O2+2H2O 浓浓HClO4分解矿物的能力很强，可分解氟化物、碳酸盐、氧化物、硫化分解矿物的能力很强，可分解氟化物、碳酸盐、氧化物、硫化 物等，生成的高氯酸盐大部分易溶于水物等，生成的高氯酸盐大部分易溶于水(只有只有K+、Rb+、Cs+、NH4+的高氯酸的高氯酸 盐溶解较小盐溶解较小)。 用用HF+HClO4或或HF+HClO4+H2SO4 分解效果更佳。分

40、解效果更佳。 第一章试样采集和制备 3.1.1.7 灼烧试样加酸分解灼烧试样加酸分解 试样中含有不需测定的易挥发成分，而这些成分的存在又会对待测组分的试样中含有不需测定的易挥发成分，而这些成分的存在又会对待测组分的 测定产生影响时，通常在加酸分解前先进行灼烧，以除去这些成分。测定产生影响时，通常在加酸分解前先进行灼烧，以除去这些成分。 如金的分析，先在如金的分析，先在800850灼烧，以除去灼烧，以除去S、Hg及有机物。又如石灰石，及有机物。又如石灰石， 含有不溶于酸的硅酸盐类，经过灼烧后转变为可溶于含有不溶于酸的硅酸盐类，经过灼烧后转变为可溶于HCl的硅酸钙。的硅酸钙。 3.1.1.8 闷罐

41、分解闷罐分解 又称高压分解。少数难溶矿样在常压下难以分解，可制作一种象高压釜式又称高压分解。少数难溶矿样在常压下难以分解，可制作一种象高压釜式 的装置，用混酸加压加热进行分解，用聚四氟乙烯坩埚，在烘箱中进行即可。的装置，用混酸加压加热进行分解，用聚四氟乙烯坩埚，在烘箱中进行即可。 第一章试样采集和制备 3.1.2 碱溶法碱溶法 能够溶于能够溶于NaOH溶液中的矿样很少，主要是酸性及两性氧化物，如溶液中的矿样很少，主要是酸性及两性氧化物，如Al 2O3和和 ZnO等，溶样应在银或聚四氟乙烯器皿内进行。等，溶样应在银或聚四氟乙烯器皿内进行。 含含W、Mo等矿物经焙烧转化为氧化物后，可用等矿物经焙烧

42、转化为氧化物后，可用 NH3H2O 溶解。溶解。 第一章试样采集和制备 3.2 干法分解法干法分解法 3.2.1高温熔融法高温熔融法 熔融分解是将试样和熔剂混匀，盛于适当的坩埚中，高温加热使之熔融，熔融分解是将试样和熔剂混匀，盛于适当的坩埚中，高温加热使之熔融， 冷凝后用水或酸提取，制成试液。用酸不能溶解或分解不完全的试样，常采用冷凝后用水或酸提取，制成试液。用酸不能溶解或分解不完全的试样，常采用 熔融分解法。熔融分解法。 特点：特点： 任何岩石、矿物试样用熔融法均可达到完全分解的目的。任何岩石、矿物试样用熔融法均可达到完全分解的目的。 分解温度高。分解温度高。 引入大量金属离子。引入大量金属

43、离子。 对容器腐蚀程度大。对容器腐蚀程度大。 第一章试样采集和制备 熔剂选择的基本原则：熔剂选择的基本原则： 酸性试样用碱性熔剂；盐基性试样用酸性熔剂。酸性试样用碱性熔剂；盐基性试样用酸性熔剂。 常用的酸性熔剂有：焦硫酸钾、硫氢酸钾、强酸铵盐、氟化氢钾等；碱性常用的酸性熔剂有：焦硫酸钾、硫氢酸钾、强酸铵盐、氟化氢钾等；碱性 熔剂有碱金属碳酸盐、碱金属氢氧化物、过氧化钠等。熔剂有碱金属碳酸盐、碱金属氢氧化物、过氧化钠等。 3.2.1.1 碱金属碳酸盐碱金属碳酸盐 主要用于分解硅酸盐，主要用于分解硅酸盐，对氧化物、硫酸盐、磷酸盐、碳酸盐、氟化物等矿对氧化物、硫酸盐、磷酸盐、碳酸盐、氟化物等矿 物也

44、是有效的熔剂物也是有效的熔剂。熔剂用量为试样的。熔剂用量为试样的68倍，熔融温度为倍，熔融温度为9501000，时间，时间 0.51h ，可用，可用铂铂、铁、镍、刚玉坩埚。熔融物用水或酸提取，硅酸盐用、铁、镍、刚玉坩埚。熔融物用水或酸提取，硅酸盐用HCl， 重晶石、萤石用水提取可使待测组分与干扰组分分离。重晶石、萤石用水提取可使待测组分与干扰组分分离。 第一章试样采集和制备 3.2.1.2 碱金属氢氧化物碱金属氢氧化物 采用碱金属的氢氧化物熔矿，其作用和碱金属碳酸盐相似，氢氧化物比碳采用碱金属的氢氧化物熔矿，其作用和碱金属碳酸盐相似，氢氧化物比碳 酸盐熔点低，分解温度一般在酸盐熔点低，分解温度

45、一般在450650，分解试样只能在铁、镍、银、金坩，分解试样只能在铁、镍、银、金坩 埚中进行，不能用铂皿。埚中进行，不能用铂皿。 NaOH为强碱，它可以将岩石矿物中的硅酸盐转变成硅酸钠，也可以将两为强碱，它可以将岩石矿物中的硅酸盐转变成硅酸钠，也可以将两 性氧化物，如铝、铬、钒、铌、钽等的氧化物转变成钠盐。性氧化物，如铝、铬、钒、铌、钽等的氧化物转变成钠盐。 KOH性质与性质与NaOH相似，更易吸湿，使用没有前者普遍。相似，更易吸湿，使用没有前者普遍。 第一章试样采集和制备 3.2.1.3 Na2O2 Na2O2既是强碱又是强氧化剂，常用来分解一些既是强碱又是强氧化剂，常用来分解一些Na2CO

46、3和和NaOH不能分解的不能分解的 试样，如锡石、钛铁矿、钨矿、铬铁矿、绿柱石等，试样，如锡石、钛铁矿、钨矿、铬铁矿、绿柱石等， Na2O2可将低价元素氧化为可将低价元素氧化为 高价，从而促进分解作用的进行。用于分解含大量有机物、硫化物、砷化物的试高价，从而促进分解作用的进行。用于分解含大量有机物、硫化物、砷化物的试 样时，要先经灼烧后再熔融。样时，要先经灼烧后再熔融。 分解温度一般在分解温度一般在550700，注意要从低温开始升温，一般用铁坩埚，熔融物，注意要从低温开始升温，一般用铁坩埚，熔融物 用水或络合剂提取，可分离许多干扰离子了。用水或络合剂提取，可分离许多干扰离子了。 缺点：腐蚀性强

47、，不安全，不易提纯。缺点：腐蚀性强，不安全，不易提纯。 常采用常采用(1+1) Na2O2-Na2CO3或或(1+1) Na2O2-NaOH，可保留其长处，减轻腐可保留其长处，减轻腐 蚀。蚀。 第一章试样采集和制备 3.2.1.4 K2S2O7(KHSO4) K2S2O7和和KHSO4为酸性熔剂，对碱性氧化矿物，如铝土矿、磁铁矿、铌为酸性熔剂，对碱性氧化矿物，如铝土矿、磁铁矿、铌 铁矿、钛铁矿等的分解很有效。铁矿、钛铁矿等的分解很有效。 用用K2S2O7熔融时，需先加热，使其中的水分除去，冷却后加入试样，慢熔融时，需先加热，使其中的水分除去，冷却后加入试样，慢 慢升温，以防飞溅。熔融物为可溶性

48、硫酸盐，加水或酸可溶解。慢升温，以防飞溅。熔融物为可溶性硫酸盐，加水或酸可溶解。 分解温度为分解温度为500700，可以在瓷坩埚或石英坩埚中进行。，可以在瓷坩埚或石英坩埚中进行。 第一章试样采集和制备 3.2.1.5 铵盐铵盐 铵盐熔融分解试样的机理是基于铵盐在加热过铵盐熔融分解试样的机理是基于铵盐在加热过 程中可以分解出相应的无水酸，该酸在较高温度下，程中可以分解出相应的无水酸，该酸在较高温度下， 能与试样反应使其分解，并生成相应的水溶盐。能与试样反应使其分解，并生成相应的水溶盐。 使用单一的铵盐或它们的混合物可以分解硫化使用单一的铵盐或它们的混合物可以分解硫化 物、硅酸盐、碳酸盐、氧化物及

49、铌矿等。物、硅酸盐、碳酸盐、氧化物及铌矿等。 铵盐易吸湿潮解或结块使用前应烘干，否则加铵盐易吸湿潮解或结块使用前应烘干，否则加 热时易溅跳，分解时试样粒度要细。热时易溅跳，分解时试样粒度要细。 第一章试样采集和制备 3.2.1.6 硼酸或硼酸盐硼酸或硼酸盐 硼酸加热失水后为硼酸酐，硼酸及硼酸酐均为酸性熔剂，对碱性矿物分解硼酸加热失水后为硼酸酐，硼酸及硼酸酐均为酸性熔剂，对碱性矿物分解 性能较好，能分解铝土矿、铬铁矿、钛铁矿、硅铝酸盐等。由于不引入钾和钠，性能较好，能分解铝土矿、铬铁矿、钛铁矿、硅铝酸盐等。由于不引入钾和钠， 用硼酸或硼酸盐分解试样可同时测定钾、钠。用硼酸或硼酸盐分解试样可同时测

50、定钾、钠。 加热时应由低温开始，分解温度加热时应由低温开始，分解温度900950，熔融，熔融2030min。 硼砂为碱性熔剂，可分解刚玉、锆英石和炉渣等。硼砂为碱性熔剂，可分解刚玉、锆英石和炉渣等。 偏硼酸锂和四硼酸锂也是碱性熔剂，主要用于分解硅酸盐，进行系统分析。偏硼酸锂和四硼酸锂也是碱性熔剂，主要用于分解硅酸盐，进行系统分析。 第一章试样采集和制备 熔剂熔剂试样试样 坩埚材料坩埚材料 Na2CO3硅酸盐、粘土、高岭土、碳酸盐、磷酸盐、氟化物等硅酸盐、粘土、高岭土、碳酸盐、磷酸盐、氟化物等铂铂 NaOH硅酸盐、粘土、耐火材料、黑钨矿硅酸盐、粘土、耐火材料、黑钨矿铁、镍、银铁、镍、银 Na2O

51、2几乎所有矿石几乎所有矿石(钼矿、铬铁矿、黑钨矿、锆英石等钼矿、铬铁矿、黑钨矿、锆英石等 )锆、镍、石墨锆、镍、石墨 铵盐铵盐方铅矿、黄铁矿、硫化矿等方铅矿、黄铁矿、硫化矿等瓷、铂瓷、铂 KHSO4与与 K2S2O7 铌、钽酸盐、铌、钽酸盐、(Fe、Ti、Al )氧化物矿氧化物矿瓷、石英、铂瓷、石英、铂 KHF2与与 NH4HF2 锆石、绿柱石、铌钽酸盐锆石、绿柱石、铌钽酸盐鉑、银鉑、银 LiBO2岩石、硅酸盐、土壤、陶瓷、钢渣等岩石、硅酸盐、土壤、陶瓷、钢渣等 石墨，铂石墨，铂 第一章试样采集和制备 3.2.2 半熔法半熔法 又称为烧结法，它是在低于熔点的温度下，使试样与熔剂发生反应。通常又

52、称为烧结法，它是在低于熔点的温度下，使试样与熔剂发生反应。通常 在瓷坩埚中进行。常用在瓷坩埚中进行。常用MgO或或ZnO与一定比例的与一定比例的Na2CO3混合物作为熔剂来分混合物作为熔剂来分 解铁矿、解铁矿、硫化物、氧化物、硅酸盐、固体可燃有机岩类硫化物、氧化物、硅酸盐、固体可燃有机岩类及煤中的硫。及煤中的硫。 Na2CO3-MgO(ZnO)国外通称为艾斯卡国外通称为艾斯卡(Ischka)试剂。最初用来灰化煤以试剂。最初用来灰化煤以 测定硫，但后来被发展用以分解硫化物。测定硫，但后来被发展用以分解硫化物。MgO、ZnO的作用在于其熔点高，可的作用在于其熔点高，可 以预防以预防Na2CO3在灼

53、烧时熔合，而保持松散状态，使矿石氧化得更快、更完全，在灼烧时熔合，而保持松散状态，使矿石氧化得更快、更完全， 反应产生的气体容易逸出。反应产生的气体容易逸出。 第一章试样采集和制备 斯密思法斯密思法(J.I.Smith )在硅酸盐古典分析方法中，常用于测定钾和钠，该法在硅酸盐古典分析方法中，常用于测定钾和钠，该法 的熔剂为碳酸钙和氯化铵混合熔剂。的熔剂为碳酸钙和氯化铵混合熔剂。 半熔融分解时熔剂与试样混匀置于鉄半熔融分解时熔剂与试样混匀置于鉄(镍镍) 坩埚内，在坩埚内，在750800左右半熔左右半熔 融。融。 采用熔融法分解试样，熔块常被熔剂和容器污染，甚至某些稀散元素和坩采用熔融法分解试样，

54、熔块常被熔剂和容器污染，甚至某些稀散元素和坩 埚发生交换作用，影响测定结果。而半熔法可以减少甚至免除熔剂对坩埚的侵埚发生交换作用，影响测定结果。而半熔法可以减少甚至免除熔剂对坩埚的侵 蚀和交换作用，且半熔的熔块易溶于无机酸。蚀和交换作用，且半熔的熔块易溶于无机酸。 半熔法分解程度是否完全，决定于下列几个因素：选择的熔剂及其用量；半熔法分解程度是否完全，决定于下列几个因素：选择的熔剂及其用量； 搅拌的均匀程度；试样和熔剂的粒度；加热时间的长短和温度的高低等。搅拌的均匀程度；试样和熔剂的粒度；加热时间的长短和温度的高低等。 第一章试样采集和制备 3.3 其它分解方法其它分解方法 3.3.1热分解法热分解法 热分解法可测定岩石矿物试样中的水分；在氧气流中热分解，可测定水分、热分解法可测定岩石矿物试样中的水分；在氧气流中热分解，可测定水分、 碳和硫等；而升华法测定汞最常用的方法。碳和硫等；而升华法测定汞最常用的方法。 微波加热分解是微波加热分解是20世纪世纪70年代发展起来的新技术，样品和溶剂吸收微波能年代发展起来的新技术，样品和溶剂吸收微波能 产生瞬间深层加热，使分子间高速振荡，从而分子间高速磨擦，促进样品的分产生瞬间深层加热，使分子间高速振荡，从而分子间高速磨擦，促进样品的分 解。解。 3.3.2超声波振荡分解法超声波振荡分解法 能使样品进一