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任务铜精矿中铜的测定

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2022-12-23 14:18:40

任务铜精矿中铜的测定

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2026-05-06 22:53:21

——碘量法

任务描述

铜矿石中的铜,其含量变化幅度较大,涉及的测定方法也较广泛。目前对高、中含量的铜的测定多采用碘量法。碘量法已被列为铜精矿测定铜的国家标准方法(GB/T3884.1-2012 )。铜精矿分析一般要求测定铜、金、银、硫、氧化镁、氟、铅、锌、镉、镍、砷、铋、锑、汞等项目。本任务旨在通过实际操作训练,学会碘量法测定铜精矿中铜含量,熟练运用酸分解法对试样进行分解;能真实、规范记录原始记录并按有效数字修约进行结果计算。

任务实施

一、仪器和试剂准备

(1)玻璃仪器:酸式滴定管、锥形瓶、容量瓶、烧杯。

(2)铜片(≥99.99%):将铜片放入微沸的冰乙酸(ρ=1.05g/mL)中,微沸1min,取出用水和无水乙醇分别冲洗两次以上,在100℃烘箱中烘4min,冷却,置于磨口瓶中备用。

(3)溴水(AR)。

(4)氟化氢铵(AR)。

(5)盐酸(ρ=1.19g/mL)。

(6)硝酸(ρ=1.42g/mL)。

(7)硫酸(ρ=1.84g/mL)。

(8)高氯酸(ρ=1.67g/mL)。

(9)冰乙酸(1+3)(ρ=1.05g/mL)。

(10)硝酸(1+1)。

(11)氟化氢铵饱和溶液(贮存在乙烯瓶中)。

(12)乙酸铵溶液(300g/L):称取90g乙酸铵,置于400mL烧杯中,加入150mL蒸馏水和100mL冰乙酸,溶解后用水稀释至300mL,混匀,此溶液pH值为5。

(13)硫氰酸钾(100g/L):称取 10g 硫氰酸钾溶于 400mL 烧杯中,加 100mL 水溶解。

(14)淀粉溶液称取1g可溶性淀粉,用少量水调成糊状,再用刚煮沸的蒸馏水稀释至100mL,加热煮沸,冷却备用。

(15)三氯化铁(100g/L)。

(16)碘化钾(AR)

(17)硫代硫酸钠(约0.04mol/L):

——制备:称取100g 硫代硫酸钠(Na2S2O3·5H2O)置于1000mL 烧杯中,加入500mL无水碳酸钠(4g/L)溶液,移入10L棕色试剂瓶中,用煮沸并冷却的蒸馏水稀释至约10L,加入10mL三氯甲烷,静置两周,使用时过滤,补加1mL三氯甲烷,摇匀,静置2h。

——标定:称取0.080 g(精确至0.0001 g )处理过的纯铜三份,分别置于500mL锥形瓶中,加10mL硝酸(1+1),于电热板上低温加热至溶解,取下,用水吹洗杯壁。加入5mL硫酸(1+1),继续加热蒸至近干,取下稍冷,用约40mL蒸馏水冲洗杯壁,加热煮沸,使盐类完全溶解,取下,冷至室温。加1mL冰醋酸(1 +3),加3mL氟化氢铵饱和溶液,加入2~3g碘化钾摇动溶解,立即用硫代硫酸钠标准溶液滴定至浅黄色,加入2mL淀粉溶液继续滴定至浅蓝色,加5mL硫氰酸钾溶液,激烈摇振至蓝色加深,再滴定至蓝色刚好消失为终点。随同标定做空白试验。

按下式计算硫代硫酸钠标准滴定溶液的滴定度:

岩石矿物分析

式中:T为硫代硫酸钠标准溶液对铜的滴定度,g/mL;m为称取纯铜的质量,g;V为滴定纯铜所消耗的硫代硫酸钠标准溶液的体积,mL;V0为滴定空白所消耗的硫代硫酸钠标准溶液的体积,mL。

二、分析步骤

精确称取0.2000 g铜精矿置于300mL锥形瓶中,用少量水润湿,加入10mL浓盐酸置于电热板上低温加热3~5min取下稍冷,加入5mL硝酸和0.5~1mL溴,盖上表皿,混匀,低温加热(若试料中含硅、碳较高时加5~10mL高氯酸)待试样完全分解,取下稍冷,用少量蒸馏水冲洗表皿,继续加热蒸至近干,冷却。

用30mL蒸馏水冲洗表皿及杯壁,盖上表皿,置于电热板上煮沸,使可溶性盐类完全溶解,取下冷却至室温滴加乙酸铵溶液至红色不再加深为止,并过量3~5mL,然后滴加氟化氢铵饱和溶液至红色消失并且过量1mL混匀。加入2~3 g碘化钾摇动溶解,立即用硫代硫酸钠标准溶液滴定至浅黄色,加入2mL淀粉溶液继续滴定至浅蓝色,加5mL硫氰酸钾溶液,激烈摇振至蓝色加深,再滴定至蓝色刚好消失为终点。随同试样做空白试验。

若铁含量极少时,需补加1mL三氯化铁溶液;如果铅铋含量较高,需提前加入2mL淀粉溶液。

三、结果计算

按下式计算铜质量的百分含量:

岩石矿物分析

式中:w(Cu)为铜的质量分数,%;T为硫代硫酸钠标准滴定溶液对铜的滴定度,g/mL;V为滴定试样溶液消耗硫代硫酸钠标准滴定溶液的体积,mL;V0为滴定空白试样溶液所消耗硫代硫酸钠标准滴定溶液的体积,mL;m为称取试样的质量,g。

四、质量表格填写

任务完成后,填写附录一质量表格3、4、5。

任务分析

一、碘量法测定铜的原理

碘量法测定铜的依据是在弱酸性溶液中(pH=3~4 ),Cu2+与过量的KI作用,生成CuI沉淀和I2,析出的I2可以淀粉为指示剂,用Na2S2O3标准溶液滴定。有关反应如下:

岩石矿物分析

Cu2+与I-之间的反应是可逆的,任何引起Cu2+浓度减小(如形成配合物等)或引起CuI溶解度增大的因素均使反应不完全,加入过量KI,可使Cu2+的还原趋于完全。但是,CuI沉淀强烈吸附 ,又会使结果偏低。通常使用的办法是在近终点时加入硫氰酸盐,将CuI(Ksp=1.1×10-12)转化为溶解度更小的CuSCN沉淀(Ksp=4.8×10-15)。在沉淀的转化过程中,吸附的碘被释放出来,从而被Na2S2O3溶液滴定,使分析结果的准确度得到提高。即:

CuI+SCN-→CuSCN+I-

硫氰酸盐应在接近终点时加入,否则SCN-会还原大量存在的Cu2+,致使测定结果偏低。溶液的pH值一般应控制在3.0~4.0之间。酸度过低,Cu2+易水解,使反应不完全,结果偏低,而且反应速率慢,终点拖长;酸度过高,则I-被空气中的氧氧化为I2(Cu2+催化此反应),使结果偏高。

Fe3+能氧化I-,对测定有干扰,但可加入NH4HF2掩蔽。NH4HF2是一种很好的缓冲溶液,因HF的Kα=6.6×10-4,故能使溶液的pH值保持在3.0~4.0之间。

二、Na2S2O3标准溶液的配制

由于Na2S2O3不是基准物,因此不能直接配制标准溶液。配制好的Na2S2O2溶液不稳定,容易分解,这是因为在水中的微生物、CO2、空气中的O2作用下,发生下列反应:

岩石矿物分析

岩石矿物分析

岩石矿物分析

此外,水中微量的Cu2+或Fe3+也能促进Na2S2O3溶液的分解。

因此,配制Na2S2O3溶液时,需要用新煮沸(为了除去CO2和杀死细菌)并冷却了的蒸馏水,加入少量Na2CO3使溶液呈弱碱性,以抑制细菌的生长。这样配制的溶液也不易长期保存,使用一段时间后要重新标定。如果发现溶液变浑浊或析出硫,也应该过滤后再标定或者另配溶液。

三、干扰元素及其消除办法

(1)三价铁离子:Fe3+的存在有显著干扰,因为它能氧化I-,析出碘,使结果偏高。为使碘量法测定铜在有铁存在下也能够进行,常把铁转变为不与碘化钾作用的配合物,一般是加入氟化钾(铵),此时,Fe3+结合成为不与碘化钾起反应的配离子 这是快速碘氟法的基础。

(2)亚砷酸、亚锑酸:在碘量法测定铜的条件下(pH>3.5), 等离子能被析出的I2氧化,使结果偏低,甚至不放出I2,因而干扰测定。其反应如下:

岩石矿物分析

五价的砷、锑在pH>3.5的条件下对测定无干扰。因此可在分解试样时将三价砷和锑氧化为高价以消除其干扰。As(Ⅲ)和Sb加入溴水氧化。煮沸除去过量的溴。

(3)亚硝酸根有影响,可于溶液中加入尿素除去。

(4)碘化亚铜沉淀吸附碘,使测定结果偏低。加入硫氰酸铵和碘化亚铜作用,因硫氰化亚铜的溶解度比碘化亚铜的溶解度小,生成硫氰化亚铜,消除对碘的吸附。当铜含量很低时可不加硫氰酸铵。当铜的含量较高时,在滴定终点到达之前可加入适量的硫氰酸铵溶液,使碘化亚铜转变为硫氰化亚铜:

CuI+SCN-→CuSCN+I-

滴定时,体积不能太大,否则碘化亚铜又形成二价铜盐,使溶液变蓝,终点不明显。

实验指南与安全提示

/试样中碳含量较高时,需加2mL硫酸和2~5mL高氯酸,加热溶解至无黑色残渣,并蒸干。

试样中含硅、碳较高时,加0.5 g氟化氢铵和5~10mL高氯酸。

试样中含砷锑高时,需加入溴水,再加入硫酸冒烟处理。

碘化钾的用量:由于I-与Cu2+的反应是一个可逆反应:

岩石矿物分析

故为使Cu2+与I-定量地反应,I-(通常以KI形式加入)过量是十分必要的。实际分析中,一般加入2g左右的KI即可使Cu2+与I-定量地反应。另外,由于过量I-的存在,反应生成的碘能形成I3-,可减少因碘的易挥发性所带来的误差。

硫氰酸盐的作用:在测定铜的溶液中加入硫氰酸盐,使碘化亚铜变为溶解度更小的硫氰酸亚铜,反应如下:

CuI+SCN-→CuSCN+I-

①可克服碘化亚铜对碘的吸附(铜含量高时,这种吸附是相当显著的),使终点清晰;

②可使I-与Cu2+的反应进行得更完全;

③并可增加碘离子浓度,减少碘化钾(价格昂贵)的加入量。

硫氰酸盐的加入时间:当铜的含量较高时,可以接近终点时加入适量的硫氰酸钾应溶液。过早加入会使结果偏低,因为铜可被CNS-还原。反应如下:

岩石矿物分析

滴定时溶液的酸度:碘量法滴定铜可以在醋酸、硫酸或盐酸介质中进行,目前采用最多的还是在醋酸介质中进行,主要原因是在醋酸介质中比在硫酸或盐酸介质中较易控制测定所需的酸度。碘量法测定铜时,pH必须维持在3.5~4之间。

①在碱性溶液中 将发生下列反应: 5H2O,而且I2在碱性溶液中会发生歧化反应生成 也可能有水解副反应。

②在强酸性溶液中Na2S2O3溶液会发生分解: 酸度太大,碘化物易被空氧化而析出碘:4I-+4H++O2→2I2+2H2O

③铜矿石中常含有Fe、As、Sb等金属,样品溶解后,溶液中的Fe3+、As(Ⅴ)、Sb(Ⅴ)等均能氧化I-为I2,干扰Cu2+的测定。As(Ⅴ)、Sb(Ⅴ)的氧化能力随酸度下降而下降,当pH>3.5时,其不能氧化I-。Fe3+的干扰可用F-掩蔽。

滴定时溶液的体积:体积不能太大。化学反应的速度与反应物的浓度有关。增大溶液体积,就相当于降低Cu2+与I-的浓度,使反应速度变慢,碘化亚铜又形成二价铜盐,出现终点返回的现象,终点不明显。

若亚硝酸根未除尽,可加少许尿素,煮沸数分钟。

空白溶液和铁含量很低的试样,为了便于调节pH,可加入数滴100g/L NH4Fe(SO4)2溶液。

案例分析

1.鸿盛矿业公司化验室某员工在用碘量法测定一含铜矿石中的铜含量时,用盐酸、硝酸溶解样品后,加入NH4F消除Fe3+的干扰,但其测定结果经过比较后发现偏高,请以你所学知识分析结果可能偏高的原因。

2.赣州钴钨公司购进了一批含铁铜矿石,对方出具的检验报告表明该批次铜含量为11.26%,实验室某员工在使用碘量法测定铜含量时,将样品溶解后,用NaAc溶液调节溶液的pH值3.5~5.0左右,加入KI还原Cu2+,滴定完毕,计算结果后发现结果比对方检验更高。技术主管在查找原因时发现该员工忘记加入NH4F,请分析此次测定失败的原因。

阅读材料

铜精矿知识简介

1.概述

自然界中含铜矿物有200多种,其中具有经济价值的只有十几种,最常见的铜矿是硫化铜矿,例如:黄铜矿(CuFeS2)、辉铜矿(Cu2S)、铜蓝(CuS)等,目前世界上80% 的铜来自此类矿石。铜精矿是将矿石粉碎球磨后,用药剂浮选分离捕集含铜矿物,使品位大大提高,供冶炼铜用。少数铜矿中(如湖北大冶铜绿山矿),常常夹杂有孔雀石,这是一种含铜的碳酸盐矿物,色泽优美,经琢磨雕刻,可做成佩饰或项链等装饰品,属稀有宝石类,深受人们喜爱。

我国开采冶炼铜矿的历史悠久,可追溯到春秋时代,距今有2700多年。大冶有色金属公司铜绿山矿在生产过程中发现的古铜矿遗址,经考古发掘,已清理出从西周至西汉千余年间不同结构、不同支护方式的竖井、斜井、盲井数百座,平巷百余条,以及一批春秋早期的炼铜鼓风竖炉,随同出土还有大量的用于采矿、选矿和冶炼的生产工具,在遗址旁近2km2的地表堆积着约40 万吨以上的古代炼渣,渣样分析,其铜含量小于0.7%,它表明了我国古代采冶的规模和高超的技术水平。

我国现代化的大型炼铜采冶企业有:江西铜业有限公司、大冶有色金属公司(湖北)、铜陵有色金属公司(江苏)、白银有色金属公司(甘肃)、中条山有色金属公司(山西)以及云南冶炼厂、沈阳冶炼厂、葫芦岛锌厂等。由于自采铜矿的品位和数量有限,不能满足生产的需要,因而对进口铜精矿的需求日益增大,与我国有过贸易往来的铜精矿生产国有:巴布亚新几内亚、菲律宾、印尼、澳大利亚、蒙古、摩洛哥、莫桑比克、南非、波兰、秘鲁、智利、墨西哥、美国、加拿大等。

2.特性

进口硫化铜精矿一般为墨绿色到黄绿色,也有灰黑色,其中时有夹杂少许蓝色粉末。铜精矿是浮选产物,粒度较细,接近干燥的铜精矿在储运过程中易扬尘散失,也不适宜远洋运输,因此生产过程中常保持10% 左右的水分。气温高时,硫化铜精矿易氧化,特别是远洋运输时间长,或在夏季交接货物时,氧化现象更为严重。验收这种铜精矿时,往往铜品位降低,收货重量增加。正是由于这种原因,铜精矿在贸易的交接过程中,是以总金属量来衡量的。用于品质分析的样品,应密封于铝箔袋中存放。实验证明,封存于纸袋或聚乙烯袋中的样品,放置干燥器中保存一个月,铜的百分含量明显降低,随着保存时间的延长,铜品位还会继续下降,而封存在铝箔袋中的样品,即使存放半年,铜含量也无明显变化。

从冶炼的角度来说,铜精矿中硫和铁的含量高些好,一般要求铜/硫比为1∶1 左右,Fe>20%,Si<10%,这种矿在反射炉中造渣性能和流动性能都较好。对杂质元素Cr、Hg、Pb、Zn、Bi、As、F、Cl等含量要求愈低愈好,主要是为了满足冶炼的要求和对环境的保护。

3.用途

铜精矿供炼铜用。从矿石冶炼得到的“羊角铜”即粗铜,经电解可得到纯度很高的电解铜。在冶炼和电解过程中,还可以从阳极泥、电解液、烟道灰和尾气中分别回收金、银、钯、铂、镉、铅、锌、铋、硒、碲、硫等元素或化合物,余热可发电。综合利用不仅可减少废液、废渣、废气对环境和空气的污染,同时变废为宝,提高了铜精矿的利用价值。

4.化学成分

硫化铜精矿的主要成分是铜、铁、硫,主要的贵金属有金、银,其他成分有硅、钙、镁、铅、锌、铝、锰、铋、锑、氟、氯等,因原矿产地和选矿水平不同,品质差异较大。

5.进口规格

进口铜精矿以成交批中铜、金、银的纯金属量作为结算依据,一般铜含量为25%~45%,金含量为1~35g/t,银含量在30~350g/t范围内,当金含量小于1g/t,银含量小于30 g/t时,金、银二项不计价。经多年进口铜精矿实践,从价格和回收率来考虑,企业喜欢进口含铜量在30% 左右,金银含量在不计价范围之铜精矿。对冶炼和环境有害的元素F、Cl、Pb+Zn、As、Sb、Hg要求在限量之下,超过限量则按规定罚款,超过最高限量时,该批货拒收。

6.检验标准

铜精矿的检验,一般按500 t作为一个副批,在衡重的同时扦取代表性样品,制备水分测定样品和品质分析样品,按规定进行分析测定,以全部副批检验结果的加权平均值作为最终结果。发货人和收货人品质检验结果在误差范围内,该批货可顺利交接,若双方结果超出0.3%,金的结果超出0.5g/t,银的结果超出10~15g/t,有可能需要仲裁。

我国铜精矿的技术条件标准和检验标准较为完整。YS/T318 -2007 是铜精矿技术条件标准,该标准将铜精矿原有的15个品级修订为五个品级;取制样方法和水分含量测定按GB/T14263-2010进行,根据工作实践,有的铜精矿中金银含量特别高,GB/T3884规定了Cu、Au、Ag、S、As、MgO、F、Pb、Zn、Cd的检验方法。

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朴实的冬日
欣喜的西牛
2026-05-06 22:53:21

任务描述

一个矿床是否具有价值,不仅与元素的含量有关,更与元素的赋存状态有关。有时,某些元素的含量虽然很高,储量也很大,但由于矿物组成复杂,选矿冶炼都有困难,可能并不具工业价值,因此,在选矿和冶炼工艺的研究及生产实践中,物相分析的作用也特别突出,因为它不仅能够指示出原矿或原料中有用元素的各种矿物(或化合物)所占的比率,为制定选冶工艺方案提供依据,而且还能指出尾矿或矿渣中有用元素损失的状态和含量,从而为资源综合利用提供依据。本任务旨在通过实际操作训练,明白物相分析意义,知道铜矿石物相分析具体操作方法。

任务实施

一、矿物分离

1.硫酸铜的分离

在含铜的矿物中,能溶于水的仅硫酸盐一种;借此特性,可用水浸取,使铜的硫酸盐与其他铜矿物分离。如果试样中含有其他的硫化物(如闪锌矿)、氧化物(如氧化钙、氧化镁、三氧化二铝等)以及还原性金属铁时,将导致硫酸铜的浸取不完全或者完全不能浸出。用水浸取的方法虽然有此缺点,由于其操作简便快速,特别在配合选矿浮选实验时,仅需测定水溶性铜盐的情况下,可普遍采用。

对于用水不能完全浸出的试样,可用黑药钠盐(二乙基二硫代磷酸钠)水溶液作为硫酸铜的选择性溶剂。黑药钠盐与硫酸铜反应生成的不溶于水的黑药铜盐,然后用有机试剂(如苯)将黑药铜盐萃取出来。此方法避免了蒸馏水浸取产生的干扰,这是因为黑药铜盐的形成速度要比铜离子与硫化锌、金属氧化物,以及如前所述的许多干扰物的反应速度快的缘故。黑药钠盐法测得胆矾的结果较为准确。由于这一方法操作手续较繁,除特殊要求,一般不用。

2.自由氧化铜的分离

分离自由氧化铜的溶剂较多,对于矿物组成不同的矿石常选用不同的溶剂,经常采用的有酸性溶剂和碱性溶剂两大类。

(1)酸性溶剂。含有亚硫酸钠的稀硫酸溶液是氧化铜矿物的良好溶剂,在1g Na2SO3的H2SO4(5+95)溶液中,孔雀石、蓝铜矿全溶,赤铜矿只溶解一半,自然铜和硫化铜矿不溶。同时溶解与方解石、白云石、锰结合的氧化铜。

稀硫酸溶液中亚硫酸钠的引入是为了保持二氧化硫的还原气氛,避免硫化铜的溶解。当溶液中有三价铁存在时,由于亚硫酸钠本身不能还原三价铁到二价铁,所以会引起硫化铜的溶解;溶液中三价铁的质量越多,硫化铜溶解的量也就越大。

含有3.0g Na2SO3的H2SO4(0.25mol/L)溶液浸取自由氧化铜,由于酸度的下降和亚硫酸钠用量的增加,使溶液中三价铁的质量下降,得到较为准确的自由氧化铜的结果。

用EDTA-TTHA(三乙四胺六乙酸)-氯化铵(pH=3 )为自由氧化铜的溶剂,孔雀石、蓝铜矿、赤铜矿全溶,辉铜矿溶解率为3%。

(2)碱性溶剂。pH=10的30g/L乙二胺溶液,加入适量的氯化铵和亚硫酸钠,在规定的条件下,孔雀石、蓝铜矿、赤铜矿溶解,硅孔雀石少量溶解,硫化铜、与白云岩结合的铜不溶。乙二胺对铜离子的配位能力较强,对钙、镁、铁的配位能力则较弱,因此在乙二胺溶液中白云石等脉石矿物溶解度很小,从而达到自由氧化铜与结合氧化铜分离的目的。需要指出的是不同地区的辉铜矿有时会有不同程度溶解。

用碳酸铵-氢氧化铵溶液在室温浸取1h,铜的氧化物几乎全部溶解,同时溶出的还有自然铜。与铁结合的氧化铜不溶,辉铜矿的溶解可达10%,甚至更大。因此,当试样实属氧化矿,自然铜含量又很低,则碳酸铵-氢氧化铵溶液可作为自由氧化铜的选择性溶剂;否则会引起较大的误差。

3.结合氧化铜的分离

要浸取这一部分的氧化铜,首先要了解试样中氧化铜是与什么矿物相结合,即是与钙镁的碳酸盐(方解石、白云石)结合,与铁矿物、铁锰结核等矿物结合,还是与硅铝酸盐(高岭土、黏土)、石英等矿物结合,然后决定分离结合氧化铜的溶剂。

与钙镁的碳酸盐结合,可用含亚硫酸钠的硫酸(5+95)溶液。

与硅铝酸盐和石英结合,用含氟化氢铵和亚硫酸钠的硫酸(5+95)溶液浸取。

与铁矿物,铁锰结核等矿物结合,用HCl(1+9)-SnCl2(10g/L)溶液浸取。

盐酸-氯化亚锡法只适用于氧化矿。含亚硫酸钠,氟化氢铵的稀硫酸溶液浸取时,虽然也有三价铁对硫化铜矿的干扰;但由于氟化物的引入,减少了对硫化铜矿的影响。一般情况下,含亚硫酸钠、氟化氢铵的稀硫酸溶液仍是总氧化铜的选择性溶剂。

为准确的测定次生硫化铜矿,可在浸取自由氧化铜后,用中性硝酸银溶液先浸取次生硫化铜,再用含亚硫酸钠、氟化氢铵的稀硫酸溶液浸取结合氧化铜。

4.次生硫化铜的分离

(1)硫脲法。硫脲与铜在酸性介质中形成配合物,以含10g/L硫脲的HCl(1mol/L)溶液为溶剂,在规定的条件下,辉铜矿、斑铜矿、铜蓝溶解,黄铜矿不溶。关于硫脲的用量、酸度大小和处理时间的长短,一般来说,硫脲用量愈多,酸度愈大,处理时间愈长,试样的粒度愈细,溶解的速率愈快,反之反应则慢。根据矿区不同,可选择最低试剂用量和最短处理时间。

(2)银盐法。银盐浸取法可以在酸性,中性,氨性溶液中进行。

在酸性溶液中进行的条件为:试样经分离氧化铜后,以含硝酸银(20g/L)的(1 +99)HNO3(H2SO4)在室温下浸取1h;此时,辉铜矿、铜蓝、斑铜矿溶解98% 左右,黄铜矿溶解2% 左右。引入铁盐溶液(10g/L),斑铜矿的溶解更趋于完全。

在中性溶液中进行的条件为:15g/L AgNO3溶液,室温浸取半小时,再用乙二胺(15g/L)溶液浸取45min。

在氨性溶液中进行的条件为:AgNO3(20g/L)-NH4OH(4mol/L)溶液,室温浸取60min。

5.原生硫化铜的分离

留在最后残渣中进行铜的测定。

二、分析流程

1.分析流程Ⅰ

适用于一般铜矿石分析,不适用于含有赤铜矿、自然铜的试样。

试剂:亚硫酸钠、氟化氢铵、硫脲、盐酸、硫酸、氢氧化钠溶液(120g/L)、酚酞指示剂(1g/L)。

(1)自由氧化铜的测定。称取0.5~1.0g(精确至0.0001g,称样量根据试样中铜的含量而定)试样置于250mL锥形瓶中,加入3g Na2SO3和60mL H2SO4(0.25mol/L),室温振荡30min。过滤,滤液用硫代硫酸钠分离铜后,测定铜,即为自由氧化铜的铜。

(2)结合氧化铜的测定。将上面的残渣放回原锥形瓶中,加入 1g Na2SO3、2g NH4HF2和100mL H2SO4(5+95),室温振荡1h。过滤,滤液同自由氧化铜一样分离测定铜,即为结合氧化铜的铜。

(3 )次生硫化铜的测定。将上面的残渣放回原锥形瓶中,加入10 g硫脲和100mL HCl(0.5mol/L),室温振荡3h。过滤,滤液以酚酞为指示剂,用NaOH(120g/L)溶液中和至红色,过量5mL,煮沸20min,陈化1h后过滤,滤液测定铜,即为次生硫化铜的铜。

(4)原生硫化铜的测定。最后将残渣低温灰化后,盐酸-硝酸溶解,进行铜的测定,测得铜为原生硫化铜的铜。

2.分析流程Ⅱ

本分析流程不适用于硅孔雀石高的试样。

(1)自由氧化铜的测定。称取0.5~1.0g(精确至0.0001g,称样量根据试样中铜的含量而定)试样置于250mL锥形瓶中,加入100mL 乙二胺溶液(30g/L )用盐酸调节,精密pH试纸试验,使pH为10)、5g NH4Cl和5g Na2SO3,室温振荡1h。过滤,用水洗涤,滤液用硝酸-硫酸处理,用适当的方法测定铜,即为自由氧化铜的铜。

(2)次生硫化铜的测定。将上述残渣放入250mL烧杯中,加入100mL AgNO3(10g/L)溶液(用稀氢氧化钠溶液滴定至开始出现稳定的水解产物为止,过滤备用),于沸水浴中浸取30min,过滤。二次滤液合并,同上面一样用硝酸-硫酸处理,用适当的方法测定铜,即为次生硫化铜的铜。

(3)结合氧化铜的测定。将上述残渣放回250mL 烧杯中,加入100mLH2SO4(5 +95)、1g Na2SO3和5g NH4HF2于沸水浴中浸取1h。过滤,滤液用硫代硫酸钠分离铜后,测定铜即为结合氧化铜的铜。

对富含褐铁矿的铜矿,可用50mL HCl(1 +9),加入0.25g SnCl2·2H2O 和0.5g NH4HF2,于沸水浴中浸取15min,过滤。滤液分离铜后,即为结合氧化铜的铜(氯化亚锡用量与褐铁矿含量有关,褐铁矿含量高时,应增加氯化亚锡的用量)。

(4)原生硫化铜的测定。最后将以上残渣低温灰化后,盐酸-硝酸溶解,进行铜的测定,测得铜即为原生硫化铜的铜。

3.分析流程Ⅲ

本流程适用于以辉铜矿为主,并含赤铜矿的试样。

试剂:①自由氧化铜浸取液,称取15g EDTA二钠盐和20g NH4Cl,用水溶解;称取10 g TTHA(三乙四胺六乙酸)用水加热溶解,趁热与上述溶液混合,并加水稀释至1000mL。②次生硫化铜浸取液,称取10g AgNO3、20g Fe(NO3)3,用水溶解,加入10mL H2SO4(1+1),并加水稀释至1000mL。

(1)硫酸铜的分析。称取0.1~0.5g试样(精确至0.0001g,称样量随试样中铜的含量而定)置于250mL塑料瓶中,加50mL水,室温振荡30min。用中速滤纸过滤,用水洗涤塑料瓶及沉淀各5次,滤液用100mL容量瓶承接,加入3mL HNO3,用水稀释至刻度,摇匀。用原子吸收光谱法测定硫酸铜中的铜。

(2)自由氧化铜的测定。将分离硫酸铜后的残渣连同滤纸,移入原塑料瓶中,加入自由氧化铜浸取液50mL,室温下振荡30min。用中速滤纸过滤,滤液用100mL容量瓶承接,加入3mL HNO3,用水稀释至刻度,摇匀。原子吸收光谱法测定自由氧化铜中的铜。

(3)结合氧化铜的分析。将分离自由氧化铜的残渣连同滤纸移入原瓶中,加入50mL H2SO4(5+95)-Na2SO3(40g/L)-NH4HF2(40g/L)浸取液,室温振荡1h。用中速滤纸过滤,滤液用100mL容量瓶承接,加入3mL HNO3,用水稀释至刻度,摇匀。原子吸收光谱法测定结合氧化铜中的铜。

(4)次生硫化铜的测定。将分离结合氧化铜的残渣连同滤纸移入原瓶中,加入50mL次生硫化铜浸取液,室温振荡1 h。用中速滤纸过滤,滤液用100mL 容量瓶承接,加入3mL HNO3,用水稀释至刻度,摇匀。原子吸收光谱法测定次生硫化铜中的铜。

(5)原生硫化铜的测定。将分离次生硫化铜后的残渣移入瓷坩埚中,置于高温炉中,从低温开始升起,于600℃灰化30min,取出,冷却。移入100mL 烧杯中,用少量水润湿,加入15mL HCl和5mL HNO3,于电热板上加热溶解,蒸发至湿盐状,加入3mL HNO3和10mL水,加热溶解盐类。冷却,移入100mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。原子吸收光谱法测定原生硫化铜中的铜。

任务分析

一、物相分析简介

物相分析又称合理分析、组分分析或示物分析。

矿石的物相分析,就是确定矿石中各种矿物的组成或确定同一元素的不同化合物(矿物)的含量。它与一般的岩矿全分析不同,后者是确定各种元素的总含量,并不涉及这些元素的存在状态和它们在试样中的分布情况以及试样的物理和化学的特征。物相分析和元素分析是互为补充的。

物相分析是随着选矿和冶金工艺的研究发展起来的一门科学。它作为一门独立的分析方法,至今仅有40多年的历史。

物相分析在对矿床进行综合评价、鉴定矿物和元素的赋存状态,选矿和冶金工艺的研究生产实践、分析化学的发展等方面,都起着十分重要的作用。

例如,在对矿床进行综合评价时,仅仅测定矿石中各有用元素的总含量是不够的,因为一个矿床是否有价值,不仅与有用元素的含量有关,而且更重要的是与有用元素的存在状态有关。有时,有用元素的含量虽然很高,储量也很大,但由于矿物组成的复杂性,选矿冶炼都困难,因而受技术条件的限制,并不一定具有工业价值。例如,目前铜矿石取决于矿石中的铜是以硫化物还是以结合氧化铜形式存在,因为结合氧化铜中的铜是难以冶炼出来的。

在选矿和冶金工艺的研究及生产实践中,物相分析的作用特别突出,因为它能够指出原矿或原料中有用元素的各种矿物(或化合物)所占的百分率,提供制定选、冶方案和选择工艺条件的依据。例如,某铁矿中含铜在1% 以上,原矿的化学物相分析结果表明,几乎所有的铜都与铁矿物以某种形式结合,这说明,直接用选矿的方法回收铜是不可能的。在火法冶金的工艺研究和实践中,在炼铜时,炉渣中常含有硫化亚铜、金属铜、硅酸铜和亚铁酸亚铜等化合物。进入炉渣的化学物相分析指出的各种化合物的含量情况,冶金工艺人员可通过延长沉淀时间、减少炉渣黏度来降低机械损失,或通过改变炉内气氛克服化学损失。另外,化学物相法中的选择性溶剂也为湿法冶金开辟了广阔的前景。

物相分析的方法,可分为物理物相法和化学物相法两大类。物理物相法是根据各种矿物或化合物的物理性质(如折射率、密度、磁性、导电性、介电性、表面能等)的不同,借助于仪器分析的方法(如光谱法、X射线光谱法、热谱法、热分析法、重液离心分离法、电化学分析法、显微镜观察法等)对矿物的含量进行定量测量的方法。化学物相法,是基于各种矿物或化合物化学性质的不同,主要是在某些溶剂中的溶解度和溶解速度的不同,利用选择溶解的方法来测定各种矿物或化合物含量的方法。

物理物相法多用于定性分析,但在近代已向定量发展;化学物相法设备简单,目前在国内应用较为普遍。在实际工作中,也常将二者结合使用。

二、铜矿石的化学物相分析

铜矿石按其矿物的组成不同,可分为硫化铜矿、氧化铜矿和混合铜矿三大类。目前,世界上有80% 的铜来自硫化铜矿。

在硫化铜矿石中,黄铜矿是最重要的原生硫化矿物,其次是斑铜矿、辉铜矿、方铜矿、硫砷铜矿等。在铜的次生硫化矿物中,最重要的是辉铜矿,其次是铜蓝和斑铜矿。

铜的氧化矿物有孔雀石、硅孔雀石、赤铜矿、碱式碳酸铜等。

根据铜矿物组成、化学性质和选矿工艺中的行为不同,在铜矿石物相分析中将某一些常见的铜矿物分为以下几组:

次生硫化铜(包括辉铜矿、铜蓝、斑铜矿);

原生硫化铜(包括黄铜矿、方黄铜矿等);

自由氧化铜(包括孔雀石、蓝铜矿、赤铜矿、黑铜矿等);

结合氧化铜(包括孔雀石,与脉石相结合的铜等)。

铜矿石的化学物相分析方法是以选择某一溶剂为基础的,各铜矿物在不同溶剂中的大致溶解情况见表5-2。

表5-2 各种溶剂对铜矿物的溶解作用(浸取率,%)

从表中看出,铜矿物(100筛目)在各种溶剂中的溶解情况为:

(1)用含亚硫酸钠的硫酸溶液(5%)浸取1h,铜的氧化矿物除赤铜矿溶解不完全外,孔雀石、蓝铜矿几乎全部溶解,而铜的硫化矿物黄铜矿、斑铜矿和辉铜矿几乎不溶解。因此当试样中含自然铜、赤铜矿不高时,可用此溶剂浸取测定氧化铜。含亚硫酸钠的硫酸溶液(3%)与含亚硫酸钠的硫酸溶液(5%)溶解铜的氧化物,结果基本一致。但铜的硫化矿在硫酸溶液(3%)中溶解得更少一些,因此,当试样中铜的硫化物含量高时,宜采用含亚硫酸钠的硫酸溶液(3%)溶解。

(2)用固体碳酸铵浸取2h,铜的氧化矿除赤铜矿不能全部溶解外,自然铜、孔雀石、蓝铜矿等几乎全部溶解。而辉铜矿、斑铜矿和黄铜矿则少量溶解。因此当试样中含自然铜、赤铜矿时,可用固体碳酸铵浸取氧化铜。但由于赤铜矿只被溶解84%,而辉铜矿能够溶解5% 左右,所以测定的结果有较大的误差。

(3)用固体碳酸铵浸取2h后,再用氨水浸取半小时,铜的氧化矿物几乎全部溶解,但辉铜矿也可溶解10% 左右。因此当试样中含自然铜、赤铜矿时,可用固体碳酸铵-氨水浸取氧化铜。但当试样中含辉铜矿高时,则误差较大。

(4)用过氧化氢-冰乙酸混合液浸取1h,辉铜矿、斑铜矿、黄铜矿等含铜硫化物可全部溶解,此时,自然铜也全部溶解。因此,当试样中含自然铜时,必须先将自然铜浸出后,再浸取铜的硫化物。

在铜矿物的物相分析中,其他溶剂如含硫脲的盐酸(1N)溶液浸取3h,次生硫化铜可全部溶解,而原生硫化铜几乎不溶。或选择氰化钾作溶剂同样可使生硫化铜溶解,而原生硫化铜不起反应。用硫酸铁-硫酸作溶剂时,可以使辉铜矿溶解一半,而赤铜矿、金属铜全部溶解。

铜矿石物相分析一般只要求测定氧化铜总量和硫化铜总量。对矿物组成比较复杂的矿石则要求分别测定自由氧化铜(包括蓝铜矿、孔雀石、赤铜矿、黑铜矿等)、结合氧化铜(包括硅孔雀石、与脉石结合的铜,与铁、锰结合的铜)、次生硫化铜(包括辉铜矿、铜蓝、斑铜矿等)和原生硫化铜。硫酸铜的存在对浮选有影响,因此,该相的测定有时是必不可少的。自然铜、硅孔雀石、辉铜矿、斑铜矿等矿物的单相测定,只有在特别需要时才进行。传统物相分析一般采用在试样中加入不同溶剂,连续浸取各种相态的铜,然后通过铜的测定方法测定铜的含量。下面介绍一般铜矿石物相分析。

实验指南与安全提示

在铜的几乎所有氧化矿石中,铜的氧化物均有一部分以某种形态与脉石相结合,或以机械方式成为脉石中极细分散的铜矿物的包裹体,或以化学方式成为类质同象,或成吸附性杂质,这部分与脉石结合在一起的细分散的氧化铜矿物的颗粒不能再碎样时被破碎,所以无论用机械方法把矿石粉碎到技术上可能达到的最大磨细度,或是用化学方法(不使脉石有部分破坏),都不能把这部分铜分离出来,这种铜统称结合氧化铜。另外,以其他形式存在于铁和锰的氧化物和氢氧化物中的铜也属于结合氧化铜,它们都属于难选矿物。

在物相分析中,最广泛应用的选择性溶剂类型有水、酸(包括混酸)、碱溶液和盐溶液,其中酸和盐溶液具有较普遍的意义。但应注意,在用酸作溶剂时,由于矿石中不与酸作用的组分很少,而且组成矿石的各种矿物与酸反应的差别也很小,所以必须注意正确选择处理条件和浓度,这往往是物相分析成功的关键。

对组成较简单的铜矿石,通常只测定氧化铜、次生硫化铜、原生硫化铜。对组成较复杂的矿石,还需测定自由氧化亚铜和结合氧化铜的含量。硫酸铜矿物在大多数情况下存在于矿石中的量是极少的,但由于其易溶于水的性质,对浮选过程有很大的影响,所以测定它的含量也是有意义的。

拓展提高

铜矿石的物相分析影响因素

铜矿石的物相分析流程还很多,其关键均在于溶剂的选择。溶剂的选择是化学物相分析的基础。最理想的溶剂是能使试样中待测的矿物完全溶解,而其他矿物完全不溶解,但这是不可能的,因为任何物质在一定温度下在各种溶剂中都有一定的溶解度,只不过大小不同而已。我们只能尽量选得一种溶剂使它对欲测的矿物几乎全部溶解(至少应溶解90% 以上),而对其他矿物几乎不溶解(至少应<2%)。这就是说,要使所选择地溶剂选择性尽量地高。怎样才能获得选择性高的溶剂?目前有关这方面的理论还十分缺乏,主要是通过实验来选择。但一般地说溶解和不溶解实际上是溶解度和溶解速度的问题,因而这二者便是溶剂选择的依据。

但是溶解度和溶解速度还受许多外部因素的影响,如:溶剂的性质,溶剂的浓度,溶解时的温度,矿物的粒度,溶解的时间,搅拌,以及选择性溶解过程中杂质的影响等因素。

(1)溶剂的性质:不同的溶剂对不同的矿物具有不同的溶解能力。例如水是一种极性溶剂,典型的离子键化合物一般可溶于水中。而具有共价键的无机化合物,难溶于水,但当用极性小的或非极性的有机溶剂溶解时,由于这时溶剂化过程放出的能量大于矿物的晶格能,它们就能溶解。

所以在物相分析中选择溶剂时,相似相溶的经验规则得到广泛的应用。

(2)溶剂浓度:一般地讲,增大溶剂的浓度,会使化合物的溶解度和溶解速度增大,但对于有黏性的溶剂,增大浓度使黏度也增大,反而会引起某些化合物溶解速度的降低。

(3)温度:溶剂温度升高,能加快溶解速度。但在某些情况下,升高溶剂的温度往往对化合物的分离引起不良后果,如水解现象的发生,溶剂因挥发而失效等。所以根据被溶解分离的化合物和溶剂之间的反应特性来选择溶解温度,对氨水、过氧化氢等溶剂尤应注意温度的严格控制。

(4)粒度:试样的粒度越小,溶解速度也越快,因为溶解作用首先是在物质粒度表面进行,所以单位重量物质表面积越大,溶解速度也就越快。某些固体物质具有孔隙、裂隙,对于这些物质,磨细对于表面积的增大就无多大影响。但无论如何,在制备试样时,必须将试样磨细至各化合物呈单体分离,否则,只要有结合状态的颗粒存在,分离就不能完全。

(5)搅拌:搅拌可以加速溶解速度。

(6)杂质的影响:选择性溶解过程中杂质的存在往往会促进或阻碍溶解作用。例如,有三价铁存在时,当用盐酸或硫酸溶液作选择性溶剂分离氧化矿物和硫化矿物时,往往会因三氯化铁、硫酸铁的生成而促进硫化物的溶解,导致错误的分析结果;又如当试液中有大量硫化物存在时,在用硝酸处理的过程中,析出的游离硫往往包住未溶解的试样颗粒,使溶解发生困难。由此可以得知,矿物的成因、变质程度以及所包含的类质同晶杂质或其他杂质不同,会使不同矿区的矿物在溶剂中的溶解量不同,所以对一个矿区的物相分析流程,有可能不适用于其他矿区。

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2026-05-06 22:53:21

目前硫同位素测量方法普遍采用SO2法,该方法设备简单、操作方便,应用十分广泛。随着硫同位素研究的深入发展,对硫同位素测量提出了新的要求,SO2法已无法满足。例如,SO2法要求试样含有4mg以上的硫然而,有些特殊的样品,如月岩,可提供的试样很少,一份试样往往只有1~2mg,乃至零点几毫克的硫。又如,在硫同位素测温研究中,由于SO2法测量误差较大(±0.2‰),带来的测温误差就达30~50℃特别是对硫同位素异常和与质量无关的硫同位素分馏做深入研究时,不但要做常规的δ34S值测量,还要分析其δ33S和δ36S值对此,SO2法却根本无能为力。于是SF6法应运而生。

与SO2法相比,SF6法有3大优点:①灵敏度高,试样用量小(只需SO2法样品用量的1/10~1/100)。②精度和准确度比SO2法提高一倍以上。③可以同时测量δ34S和δ36S值。

方法提要

将试样与五氟化溴(BrF5)试剂在镍管中加热反应生成六氟化硫(SF6)。六氟化硫经冷冻蒸发法和气相色谱法分离纯化,最后在气体同位素质谱计上测定硫同位素组成。

仪器和装置

气体同位素质谱计MAT-251EM,MAT-252,MAT-253。

电子天平。

真空干燥箱。

真空机械泵。

电阻加热炉。

水冷却装置。

气相色谱仪。

涡轮分子泵。

电离真空计。

热偶真空计。

电阻压力计。

数字直读温度计。

可调变压器。

制样装置由试样制备SF6气体是用SF6法测定硫同位素组成的关键步骤。不同实验室的制样装置可能有一些差别,其基本流程与功能是一致的。这里以中国地质科学院矿产资源研究所同位素地质研究室的装置作为代表加以介绍。其制样装置如图87.14所示,图左侧表示SF6的制备和提取部分,包括反应器、BrF5贮存瓶、废气冷阱、压力表、电阻规管、金属阀门、金属连接管道、Ar气进气管道和废气处理管道。图右下侧表示色谱分离纯部分,包括冷阱、色谱柱、热导池检测器、电阻规管、过滤器、氦气通道、金属阀门和连接管道。

图87.14 硫同位素分析用的SF6制样装置

除反应器用纯镍做成外,其余冷阱、贮瓶和连接管道全部用不锈钢制成。阀门采用Whity二通和三通球阀,色谱柱用外径为6.3mm、壁厚1mm、长2m的紫铜管绕成,内装颗粒为0.5mm的5分子筛。

系统的低真空获得采用旋片式机械泵,高真空获得采用以机械泵为前级的涡轮分子示,全系统的动态真空为2×10-3Pa,停止抽气24h后,系统静态真空保持在2.0~4.0Pa。

废气由钢瓶氩气载带到通风橱内的石灰水桶中进行处理,以避免环境污染。

试剂和材料

五氟化溴(BrF5)。

丙酮。

干冰。

干冰-丙硐冷液。

液氮。

无水乙醇。

液氮-无水乙醇冷液。

铝箔。

钢瓶氩气。

石灰水(桶装)。

质谱分析用参考气。

工作标准(国家一级标准物质GBW-04414、GBW-04415)。

国际标准物质(IAEA-S-1、IAEA-S-2)。

纯镍棒。

不锈钢管。

Whity金属真空球阀。

聚四氟乙烯垫圈。

玻璃样品管。

电阻加热带。

分析步骤

(1)制样方法

a.试样。试样可为化学制备的硫化银,也可为经选矿富集的黄铁矿、陨硫铁、黄铜矿、方铅矿和闪锌矿等天然硫化物。

许多试样,如有机硫、硫酸盐及岩石、土壤、空气和水中的硫,均需制成BaSO4(见87.5.1),再转化为Ag2S,然后进行氟化。转化为Ag2S的方法见附录87.5。

取样量一般按含有0.3~0.4mg的硫计算,必要时取样量还可降低。用于直接氟化的硫化物纯度要达到99%以上,磨细至-200目。试样中硅和碳的化合物含量要尽量低,在进行36S测量时,试样中基本上不能含碳(<1μg/g)。

b.试剂纯化。国内使用氟化剂是武汉化工研究所生产的BrF5,纯度不高,除含BrF3外,还有大量杂质。质谱研究表明,杂质中含有相当多的CF4、SiF4和SF6,还有少量SOF2、SO2F2、SOF4、C2F6和C3F6之类杂质(图87.15)。这些杂质对于SF6的质谱测量有明显的影响,因此在使用前必须对BrF5试剂先进行纯化。

已知在常压下BrF5的溶点为-61.3℃,沸点为40.5℃而上述杂质的熔点为-80.4~-184℃,沸点为-29.4~-128℃。因此,选用乙醇-液氮混合液冷冻的办法对BrF5进行纯化。在将冷冻液温度调到-70℃左右时,BrF5基本呈固态,蒸气压极低而CF4、SF6、SiF4等杂质或基本呈气态,或蒸气压很高。这时很容易使这些杂质分离。在真空装置中,多次用乙醇-液氮混合液冷冻、抽气,可将BrF5试剂中杂质的含量降低到实验允许的范围以内(图87.16)。

图87.15 用乙醇-液氮冷冻BrF5试剂中不能冻结的气体杂质之质谱扫描图

图87.16 经色谱分离的SF6气体的质谱扫描图

c.SF6气体的制备。制备SF6气体的基本方法是,使纯化后的BrF5与Ag2S或其他硫化物在300~350℃的温度下,在真空密封装置中反应。如:

岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术

其基本步骤为:称取适量试样,用铝箔包裹后投入反应器。将反应器接回真空系统,抽真空,直至真空度达到规定要求(<2.0×10-3Pa),表明反应器接头密封良好,去气干净。

用扩散的办法将BrF5贮瓶中的BrF5逐一扩散到各反应器中,每个反应器中的BrF5压力都大致相当BrF5的饱和蒸汽压(常温下约为0.34MPa),这时BrF5量超过反应需要量10倍以上。在一个反应器放入BrF5后,应立即关闭反应器上的金属阀,以免造成SF6逸失。连接管道中留下的BrF5应冻回贮瓶。

在各反应器上套加热炉,将炉温控制在300~350℃,使样品与BrF5反应。对Ag2S只需加热3~4h,对天然硫化物稍长。在加热反应时,保持反应器上部的冷却水流畅通,以保护接头垫圈及反应器阀门,避免漏气。

d.SF6气体的纯化。反应完毕后,对反应器中的SF6产物需逐个进行纯化。纯化的第一阶段采用冷冻分离的办法。即先用液氮将反应器冷冻,抽走液氮不能冷冻的杂质。然后用干冰-丙酮冷冻液替换液氮冷冻反应器,使SF6和沸点相近的气体逸出,冻结到图87.14的分离冷阱T2中,而残余的BrF5和BrF3等仍基本留在反应器中。采取液氮和干冰-丙酮交替冷冻的办法,对SF6进行3次分离,最后将SF6转到连接色谱系统的冷阱T4中。这时的SF6已经比较纯净,还不能直接收进样品管,进行质谱分析。因为这时在SF6中仍混有极微量的BrF5,不把这些BrF5除去,它将与样品管玻璃和活塞油反应,生成SiF4、CF4、C2F6和C3F6等杂质,影响SF6的同位素质谱测定。因此对SF6必须进一步纯化。

采用色谱分离方法除掉SF6气体中混入的极微量的BrF5。这种方法的实质是:使混在SF6气体中的微量BrF5与色谱中的分子筛反应,再利用不同气体通过色谱柱的速度不同,将反应产生的杂质气体与SF6分离。在此过程中,由试剂中带来的极少量的氟碳化合物杂质也得到进一步纯化,从而得到纯度较高的SF6(见图87.16)。经一次色谱分离的SF6气体,在作δ33S和δ34S测量时,已能给出足够好的结果但若要测量δ36S时,有时要作二次乃至多次纯化。

e.废气的处理。每次氟化和SF6纯化工作完毕后,都要为残留在反应器和管道中的BrF5、BrF3和其他有害杂质气体加以处理。办法是:将这些杂质用液氮冷冻法转移到废气冷阱T1中,然后用Ar气将这些化冻后的废气吹到放在通风橱内的石灰水桶中,BrF5、BrF3等会与石灰水反应生成CaF2和CaBr2以及O2。这样处理废气,比较方便、安全,避免污染环境。

(2)质谱测量

经纯化并收集于样品管中的SF6气体在多接收气体同位素质谱计(如MAT-251EM,MAT-252或MAT-253)上分析硫同位素组成。采用双样比较法直接测定样品相对参考气的硫同位素组成。一般情况下,同时收集质量数为127(32SF5+)、128(33SF5+)、129(34SF5+)和131(36SF5+)等4种离子,测定δ33S、δ34S和δ36S值。测定时加速电压为10kV,使用的工作标准为GWB04414和GWB04415,由试样与标准物质(或参考气)不少于6次比较测量数据计算测定结果的平均值及其标准偏差。

试样相对硫同位素国际标准CDT的δ33S和δ34S值按下式计算:

岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术

式中:ST1和ST2分别代表标准样品GBW04415和GBW04414SA、RE分别代表被测试样和质谱测量参考气V-CDT代表国际标准。

方法的精确度

本方法的精确度由标准物质分析结果间接给出,对δ34S和δ33S一般情况下好于±0.1‰。对δ36S的测定精确度为~±0.4‰。

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附录87.5A 三酸法制备 Ag2S

设备装置

烘箱。

电炉 2kW。

可调变压器。

玻璃烧杯3000mL,500mL。

冷凝玻璃装置2套。

棕色玻璃试剂瓶。

三角烧瓶500mL。

具磨口的圆底烧瓶100mL。

细高型玻璃烧杯100mL。

酒精灯。

聚四氟乙烯生料带。

乳胶管。

10mL玻璃小烧杯若干。

医用氧气压力表。

试剂和材料

次亚磷酸H3PO2。

氢碘酸HI。

盐酸。

冰乙酸。

乙酸镉。

硝酸银。

氢氧化铵。

过氧化氢。

钢瓶氩气高纯。

去离子水。

溶液配制

玻璃器皿用热6mol/LHCl洗涤,自来水冲净,去离子水冲洗3遍,105℃烘干备用。

1)三酸溶液的配制和脱硫处理(在通风橱内操作)。依次按比例将612mLHI(≥45%)、999mLHCl(≥36%)和500mLH3PO2(≥30%)加入3000mL大烧杯中,搅拌均匀,置电炉上加热至沸腾,调节可调变压器,保持酸液呈沸腾状态,敞口加热1h,关电炉,盖上表面皿,冷却至室温后,倒入棕色试剂瓶储存备用。

2)25g/L乙酸镉溶液的配制。称取62.5g乙酸镉置于3000mL大烧杯中,加入500mL冰乙酸,加入2000mL去离子水,搅拌,使乙酸镉溶解均匀,装入试剂瓶中备用。

3)50g/LAgNO3溶液的配制。称取20gAgNO3置于500mL烧杯中,加400mL去离子水,搅拌使之溶解。用快速滤纸过滤,滤液装入棕色试剂瓶备用。

Ag2S的制备

1)实验装置。见图87.17。

2)实验步骤。用热6mol/LHCL洗涤玻璃器皿,自来水冲净,去离子水冲洗3遍,烘箱105℃烘干。按图87.17装配系统,磨塞处都以聚四氟乙烯生料带缠绕,磨塞和磨口装配后用皮筋固定打开钢瓶氩气,检查系统的密封性,确保不漏气。

称取约100mgBaSO4试样,倒入圆底烧瓶中,加入三酸溶液过中线,将烧瓶装入系统固定好。开冷却水,开钢瓶氩气,用止水夹调节左右两侧气体流量一致,点燃酒精灯加热,溶液沸腾后,盛乙酸镉的烧杯开始生成杏黄色的CdS↓。随着沉淀的增多,颜色变为橙黄色。保持沸腾时间1h,停止加热,继续吹氩气30min。停止加热前,可适当加大氩气流量,以避免溶液倒流。

待橙黄色CdS分层后,倾去上层清液,在热水浴中加入5mL50g/LAgNO3溶液,迅速生成黑色Ag2S↓。倾去上层清液,加入10mL氢氧化铵,使生成银铵配离子,去Ag+,倾去上层清液,用去离子水洗5遍,将洗净的Ag2S↓转移至5mL的小烧杯中,低温(低于50℃)晾干,包装,以备SF6法分析之用。

附录87.5B 国际、国内硫同位素标准物质

图87.17 三酸法制备Ag2S装置

表87.18 国际、国内硫同位素标准物质的数据

注:V-CDT为IAEA定义的硫同位素国际标准,用以取代已用完的CDT(迪亚布洛峡谷陨石中的陨硫铁)。按V-CDT基准IAEA-S-1的δ34S值为-0.3‰。

本节编写人:87.5.1白瑞梅(中国地质科学院矿产资源研究所),87.5.2丁悌平(中国地质科学院矿产资源研究所)。

雪白的日记本
儒雅的柚子
2026-05-06 22:53:21

栾川颂诚选矿药剂有限公司是2011-06-13注册成立的有限责任公司(自然人投资或控股),注册地址位于栾川县城伏牛路。

栾川颂诚选矿药剂有限公司的统一社会信用代码/注册号是9141032457634739XL,企业法人郭回新,目前企业处于开业状态。

栾川颂诚选矿药剂有限公司的经营范围是:硫酸、盐酸、硝酸、氢氟酸、冰乙酸、氢氧化钠、高锰酸钾、丙酮、甲苯、三氯甲烷、氟化钠、过氧化钠、无水乙醇零售(凭有限许可证经营);化工产品、矿产品销售(危险化学品除外);选矿专用设备、采矿专用设备、润滑油、五金电料、建材、一般劳保用品销售。

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爱笑的芹菜
超帅的画笔
2026-05-06 22:53:21
你好。氧化铁,别名三氧化二铁、烧褐铁矿、烧赭土、铁丹、铁红、红粉、威尼斯红(主要成分为氧化铁)等。化学式Fe2O3,溶于盐酸,为红棕色粉末。其红棕色粉末为一种低级颜料,工业上称氧化铁红,用于油漆、油墨、橡胶等工业中,可做催化剂,玻璃、宝石、金属的抛光剂,可用作炼铁原料。

中文别名:C.I.颜料红101透明铁线透明氧化铁红氧化铁高导磁率氧化铁三氧化二铁(药用)铁氧体用氧化铁氧化铁水合物氧化铁,棕红色α-相氧化铁铁红粉铁丹氧化铁红

英文名称:Iron(III) oxide

英文别名:C.I. 77491C.I. Pigment Red 101C.I. Pigment Red 101 and 102C.I. Pigment Red 102Ferric oxideIron (III) Oxide Anhydrousdiiron trioxideE 172Iron (III) oxide - calcinedIronoxide anhydrousIronoxideredbrownpowderIron oxide - precipitatedFerric oxide,medicinalFerric oxide for ferriteIron (III) oxide, redHematiteIRON OXIDE REDC.I.P. R.101Iron (III) oxidediferric oxygen(-2) anionoxo-(oxoferriooxy)ironIron Oxide

物化性质

CAS号:1309-37-11317-60-81332-37-2

EINECS号:215-168-2215-275-4215-570-8

分子量:159.6882

三氧化二铁是铁锈的主要成分。铁锈的主要成因是铁金属在杂质碳的存在下,与环境中的水分和氧气反应,铁金属便会生锈。用于油漆、油墨、橡胶等工业中,可做催化剂,玻璃、宝石、金属的抛光剂,可用作炼铁原料。氧化铁最大的应用是作为颜料来使用。按颜色分为氧化铁红、氧化铁黄、氧化铁黑,氧化铁棕由氧化铁红、氧化铁黑(和氧化铁黄)混合而成;氧化铁橙是由氧化铁红和氧化铁黄混合而成;氧化铁绿是由蓝色的酞菁兰和氧化铁黄混合而成。[1]

稳定性:稳定,溶于盐酸、稀硫酸生成+3价铁盐。铁单质在置换反应中生成亚铁离子。

Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H₂O Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O

储运条件:存放于干燥处,勿使受潮,避免高温,并与酸碱物隔离。按上述保管条件,未拆包装的产品有效贮存期为三年。

溶解性:难溶于水,不与水反应。溶于酸,与酸反应。不与NaOH反应。

氧化性:高温下被CO、H₂、Al、C、Si等还原。

Fe2O3+2Al=点燃=2Fe+Al2O3

Fe2O3+3CO=高温=2Fe+3CO2

2Fe2O3+3C=高温=4Fe+3CO2↑

2Fe2O3+3Si=高温=4Fe+3SiO2

化学性质

⑴氧化铁与酸反应生成铁盐和水。

例:Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O

⑵铝热反应

铝与氧化铁混合后组成铝热剂,加热后生成氧化铝和铁。

化学式:2Al+Fe2O3=△=Al2O3+2Fe

⑶碳还原性

氧化铁可以与碳混合后加热,铁和二氧化碳提取出来。

化学式:3C+2Fe2O3=高温=3CO2+4Fe

高温下会分解成四氧化三铁和氧气

物理性质

性状:红棕色粉末

密度:5.24 g/cm³

熔点:1565℃(分解)

来源于维基百科

存在形式:矿物:赤铁矿、赭石

α型晶胞结构:

磁性:在自然状态下,氧化铁属于α型晶胞结构,并不具有磁性。但如果用四氧化三铁经过特殊处理后会形成γ型晶胞结构,具有磁性,但并不稳定,易变为α型。

3制法

制备方法有湿法和干法。湿法制品结晶细小、颗粒柔软、较易研磨,易于作颜料。干法制品结晶大、颗粒坚硬,适宜作磁性材料、抛光研磨材料。

湿法

FeSO₄+2NaOH→Fe(OH)₂+Na₂SO₄ 4Fe(OH)₂+O₂+2H₂O→4Fe(OH)₃ 4FeSO₄+4H₂O+O₂→2Fe₂O₃↓+4H₂SO₄ Fe+H₂SO₄→FeSO₄+H₂↑ 将一定量的5%硫酸亚铁溶液迅速与过量氢氧化钠溶液反应(要求碱过量 0.04~0.08g/ml),在常温下通入空气,使之全部变为红棕色的氢氧化铁胶体溶液,作为沉积氧化铁的晶核。以上述晶核为载体,以硫酸亚铁为介质,通入空气,在75~85℃,在金属铁存在下,硫酸亚铁与空气中氧气作用生成三氧化二铁(即铁红)沉积在晶核上,溶液中的硫酸根又与金属铁作用重新生成硫酸亚铁,硫酸亚铁再被空气氧化成铁红继续沉积,这样循环至整个过程结束,生成红色氧化铁。

在空气中灼烧亚铁化合物或氢氧化铁等可得三氧化二铁。

4Fe3O4+O2高===温6Fe2O3

在潮湿的空气中,钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜,这层水膜里含有少量的H+和OH-,还溶解了氧气,结果在钢铁表面形成了一层电解质溶液,它跟钢铁里的铁和少量的碳(因钢铁不纯)恰好形成无数微小的原电池。在这些原电池里,铁是负极,碳是正极。铁失去电子而被氧化:

负极:2Fe_4e-=2Fe2+

正极:2H2O+O2+4e-=4OH-

电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因。

在此之后继续反应:

Fe2+2OH-=Fe(OH)₂

4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3

2Fe(OH)3+nH2O=Fe2O3·nH2O+3H2O

在初中的化学里,可用盐酸(HCl)来除铁锈。

方程式为:Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O

干法

硝酸与铁屑反应生成硝酸亚铁,经冷却结晶、脱水干燥,经研磨后在600~700℃煅烧8~10h,在经水洗、干燥、粉碎制得氧化铁红产品。也可以氧化铁黄为原料,经600~700℃煅烧制得氧化铁红。4Fe(NO₃)→2Fe₂O₃+12NO2↑+3O2↑ Fe2O3·nH2O→Fe2O3+nH2O;先制得透明氧化铁黄(制法参见透明氧化铁黄),经煅烧脱水,制得透明氧化铁红。其2α-FeOOH==△==2α-FeSO3+H2O。

采用中和沉淀法。先制得氧化铁黑,再高温灼烧制得透明氧化铁线。将0.5mol/L浓度的FeCl3·6H2O溶液加热沸腾水解至红棕色胶粒出现为止(溶液1)。取与溶液1等体积的0.25mol/L的FeCl₂溶液(由金属铁与盐酸作用制得),用稀氨水调至白色沉淀不再消失为止(溶液2)。将溶液1和溶液2合并,搅拌,并加入适量的羟基羧酸络合剂和缓冲剂,维持恒温80℃。随反应的进行,不断有黑色Fe3O4生成。反应结束,将Fe3O4结晶转移至pH8、含有为Fe3O4质量比为10%~20%的油酸钠溶液中进行表面处理,搅拌悬浊液,恒温80℃,0.5h后将悬浊液用稀盐酸(1:3)调pH=6~6.5,将Fe3O4油酸吸附包覆物(黑色絮凝体)抽滤,热水搅洗数次,50~60℃真空烘干,制得疏松的粉体Fe3O4。将上述油酸包覆的Fe3O4慢速升温至550~600℃焙烧0.5h,得到均匀分散的透明铁红α-Fe2O3微粒子。

由天然黄铁矿制得。由硫酸亚铁或草酸铁经风化得硫酸铁,再经煅烧而得。由氢氧化铁脱水而得。制造硫酸、苯胺、氧化铝等过程中的副产物。由碳酸铁、硝酸铁等经强热而得。硫酸亚铁加热至650℃以上而得。

云母赤铁矿法:云母赤铁矿石精选后,经湿球磨机磨成精矿粉,脱水,烘干,冷却,粉碎至325目,过筛,制成云母氧化铁。

硫酸亚铁氧化法:将硫酸与铁屑反应制得硫酸亚铁,除砷及重金属,经氧化而得。流程参见氧化铁黄。

制备方法有湿法和干法。湿法制品结晶细小、颗粒柔软、较易研磨,适宜作颜料。干法制品结晶大、颗粒坚硬,适宜作磁性材料、抛光研磨材料。湿法将一定量的5%硫酸亚铁溶液迅速与过量烧碱溶液反应(要求碱过量0.04~0.08 g/ml),在常温下通入空气使之全部变成红棕色的氢氧化铁胶体溶液,在金属铁存在的条件下,硫酸亚铁与空气中氧作用,生成三氧化二铁(即铁红)沉积在晶核上,溶液中的硫酸根又与金属铁作用,重新生成硫酸亚铁,硫酸亚铁再被空气氧化成铁红继续沉积,如此循环到整个过程结束,生成氧化铁红。其干法硝酸与铁片反应生成硝酸亚铁,经冷却结晶,脱水干燥,经研磨后在600~700℃煅烧8~10h,再经水洗、干燥、粉碎制得氧化铁红产品。也可以氧化铁黄为原料,经600~700℃煅烧制得氧化铁红。其4Fe(NO3)3==△==2Fe2O3+12NO2↑+3O2↑Fe2O3+n H2O==△==Fe2O3+nH2O[2]

4用途

用于油漆、橡胶、塑料、建筑等的着色,是无机颜料,在涂料工业中用作防锈颜料。用作橡胶、人造大理石、地面水磨石的着色剂,塑料、石棉、人造革、皮革揩光浆等的着色剂和填充剂,精密仪器、光学玻璃的抛光剂及制造磁性材料铁氧体元件的原料等。[3]

用于电子工业、通讯整机、电视机、计算机等磁性原料及行输出变压器、开关电源及其高U及高UQ等的铁氧体磁芯

用作分析试剂、催化剂和抛光剂,也用于颜料的配料;

用于各类药片、药丸的外衣糖衣着色用

用作磁性材料、颜料及制取还原剂、抛光剂、催化剂等;用于药片糖衣和胶囊等的着色

用作防锈漆的颜料。因该品制成的云母氧化铁防锈漆抗水渗性好,防锈性能优异,可以取代红丹

食用红色素。日本用于赤豆饭、魔芋粉食品。对曾用防腐剂处理果柄切口的香蕉加以识别时用。美国多用于猫食、狗食和包装材料

无机红色颜料主要用于硬币的透明着色,也用于油漆、油墨和塑料的着色

广泛用于油漆、橡胶、塑料化妆品、建筑精磨材料、精密五金仪器、光学玻璃、搪瓷、文教用品、皮革、磁性合金和高级合金钢的着色;主要用作磁性材料、颜料、擦光剂、催化剂等,还用于电讯、仪表工业;主要用作磁性材料、颜料、擦光剂、催化剂等,还用于电讯、仪表工业无机红色颜料。

用于和CO反应炼制生铁(H2,C,Al)

Fe2O3+3CO==2Fe+3CO2(高温)

Fe2O3+3H2==2Fe+3H2O(高温)

2Fe2O3+3C==4Fe+3CO2↑(高温)

Fe2O3+ 2Al==2Fe+Al2O3(高温)

5药物分析

方法名称:黄氧化铁---氧化铁的测定---氧化还原滴定法

应用范围:该方法采用滴定法测定黄氧化铁中氧化铁的含量。

该方法适用于黄氧化铁。

方法原理:供试品加盐酸2.5mL,置水浴上加热使溶解,加过氧化氢试液1mL,加热至沸腾数分钟,加水25mL放冷,加碘化钾1.5g与盐酸2.5mL,密塞,摇匀,在暗处放置15分钟,用硫代硫酸钠滴定液(0.1 mol/L)滴定,近终点时,加淀粉指示液2.5mL,继续滴定至蓝色消失,计算黄氧化铁的含量。

试剂:1.盐酸

⒉过氧化氢试液

⒊碘化钾

⒋硫代硫酸钠滴定液(0.1 mol/L)

⒌淀粉指示液

仪器设备:

试样制备:

1.硫代硫酸钠滴定液(0.1 mol/L)

配制:取硫代硫酸钠26g与无水碳酸钠0.20g,加新沸过的冷水适量使溶解成1000mL,摇匀,放置1个月后滤过。

标定:取在120℃干燥恒重的基准重铬酸钾约0.15g,精密称定,置碘瓶中,加水50mL使溶解,加碘化钾2.0g ,轻轻振摇使溶解,加稀硫酸40mL,摇匀,密塞;在暗处放置10分钟后,加水250mL稀释,用本液滴定至近终点时,加淀粉指示液3mL,继续滴定至蓝色消失而显亮绿色,并将滴定的结果用空白试验校正。每1mL硫代硫酸钠(0.1mol/L)相当于4.903g的重铬酸钾。根据本液的消耗量与重铬酸钾的取用量,算出本液的浓度,即得。

室温在25℃以上时,应将反应液及稀释用水降温至约20℃。

2.淀粉指示液

取可溶性淀粉0.5g,加水5mL搅匀后,缓缓倾入100mL沸水中,随加随搅拌,继续煮沸2分钟,放冷,倾出上清液,即得。本液应临用新制。

操作步骤:取该品约0.15g,精密称定,置具塞锥形瓶中,加盐酸2.5mL,置水浴上加热使溶解,加过氧化氢试液1mL,加热至沸腾数分钟,加水25mL放冷,加碘化钾1.5g与盐酸2.5mL,密塞,摇匀,在暗处放置15分钟,用硫代硫酸钠滴定液(0.1 mol/L)滴定,近终点时,加淀粉指示液2.5mL,继续滴定至蓝色消失,并将滴定的结果用空白试验校正。每1mL碘滴定液(0.05 mol/L)相当于7.985mg的Fe₂O₃。

注:“精密称取”系指称取重量应准确至所称取重量的千分之一。

(参考文献:中华人民共和国药典,国家药典委员会编,化学工业出版社,2005年版,二部,p908、909。)

6其它氧化物

氧化亚铁、四氧化三铁(在纯净的氧气中剧烈燃烧生成)化学方程式:3Fe+2O2==点燃==Fe3O4

(在高温下与水蒸气反应)化学方程式:3Fe+4H2O(g)==Fe3O4+4H2

7Fe氧化物区别

有五种氧化物(氧化铁、氧化亚铁、二氧化铁、三氧化铁、四氧化三铁)。

氧化铁(Fe2O3)即三氧化二铁,是棕红(红)色,俗称铁红,熔点为1565℃,相对密度为5.24。在自然界以赤铁矿形式存在,具有两性,与酸作用生成Fe(Ⅲ)盐,与强碱作用得[Fe(OH)₆]₃-。在强碱介质中有一定的还原性,可被强氧化剂所氧化。三氧化二铁不溶于水,也不与水起作用。灼烧硫酸亚铁、草酸铁、氧氧化铁都可制得,它也可通过在空气中煅烧硫铁矿来制取。它常用做颜料、抛光剂、催化剂和红粉等。可作油漆的颜料,是金属氧化物,可和酸发生反应。Fe2O3 + 6HCl=2FeCl3+3H2O。

氧化亚铁又称一氧化铁,黑色粉末,熔点为1369±1℃,相对密度为5.7,溶于酸,不溶于水和碱溶液。和酸(弱氧化性酸)反应。FeO+2HCl==FeCl2+H2O。极不稳定,易被氧化成三氧化二铁;在空气中加热会迅速被氧化成四氧化三铁。在隔绝空气的条件下,由草酸亚铁加热来制取。主要用来制造玻璃色料。

四氧化三铁为黑色晶体,加热至熔点(1594±5℃)同时分解,相对密度为5.18,具有很好的磁性,故又称为“磁性氧化铁”。它是天然产磁铁矿的主要成分,潮湿状态下在空气中容易氧化成三氧化二铁。不溶于水,溶于酸。俗称磁性氧化铁,是一种复杂的氧化物,其中1/3是Fe2+、2/3是Fe3+,Fe3O4可看作是由FeO、Fe2O3形成的化合物。[实质是Fe(FeO2)2,偏铁酸亚铁盐]近代测试表明,它实际是铁的混合价态化合物,化学式应为Fe2Fe2[Fe3O4]。在磁铁矿中由于Fe2+与Fe3+在八面体位置上基本上是无序排列的,电子可在铁的两种氧化态间迅速发生转移,所以四氧化三铁固体具有优良的导电性。由铁在蒸汽中加热,或者将三氧化二铁在400℃用氢还原都可制得四氧化三铁。四氧化三铁用来做颜料和抛光剂等。磁性氧化铁能用于制造录音、录相磁带和电讯器材等。

二氧化铁(FeO₂)为深绿色黏稠的油状液体。熔点为-25℃,沸点为170℃。有焦糊气味。与水互溶。水溶液呈酸性。

1、二氧化铁为水溶性酸性氧化物。可与水、碱反应。

FeO2 + H2O ==== H2FeO3  FeO2 + NaOH ==== NaHFeO3  FeO2 + 2NaOH ==== Na2FeO3 + H2O

2、FeO2有氧化性,可使金属等还原剂氧化(以单质铁为例): 3FeO2 + Fe ==== 2Fe2O3

3、FeO2有弱还原性: 3FeO2 + O3 ==== 3FeO3

三氧化铁是高铁酸(H2FeO4)的酸酐,有极强的氧化性,高铁酸是强酸,但溶于水中会迅速水解,所以H2FeO4在水中显不出酸性。

8铁红的磁性编辑

成分是铁、氧化铁是没有磁性的。

磁性材料大多数是含铁的化合物这是正确的,因为磁铁大多数情况下是混合物。

钴、镍等原子结构特殊,原子本身具有磁矩,一般的这些矿物分子排列混乱。磁区互相影响就显不出磁性,但是在外力(如磁场)导引下分子排列方向趋向一致,就显出磁性,也就是俗称的磁铁。

测试

三氧化二铝的测定

铜盐回滴法(A法)

方法提要 在滴定铁后的溶液中,加入对铝、钛过量的EDTA标准溶液,于pH3.8~4.0,以PAN为指示 剂,用硫酸铜标准溶液回滴过量的EDTA。

试剂

a. 氢氧化铵溶液(1+1);

b. 乙酸—乙酸钠缓冲溶液(hH4.3):将42.3g无水乙酸钠溶解于水中,加80mL冰乙酸,然后 加水稀释至1 000mL,混匀;

c. 1—(2—吡淀偶氮)—2—萘酚(简称PAN)指示剂溶液(2g/L):将0.2gPAN溶解于100mL 乙醇中;

d. 硫酸铜标准溶液〔c)CuSO4)=0.015mol/L〕:将3.7g硫酸铜(CuSO4·5H2O)溶解于水 中,加4~5滴硫酸(1+1),用水稀释至1 000mL,混匀;

e. 乙二胺四乙酸二钠(简称EDTA)标准溶液〔c(EDTA)=0.015mol/L〕配制及标定方法见 本标准5?3?2?2

f. DETA标准溶液与硫酸铜标准溶液体积比的测定:从滴定管中缓慢放出10.00~15.00 mL0.015mol/L EDTA标准溶液于400mL烧杯中,用水稀释至约200mL,加15mL乙酸—乙酸钠缓冲 溶液(pH4.3),然后加热至沸,取下,稍冷,加4~5滴PAN指示剂溶液,以硫酸铜标准溶液滴定至 亮紫色。EDTA标准溶液与硫酸铜标准溶液的体积之比(K)按式⒀计算:

V1

K=------………………………⒀

V2

式中:

K——1?00mL硫酸铜标准溶液相当于EDTA标准溶液的体积,mL

V1——EDTA标准溶液的体积,mL

V2——滴定时消耗硫酸铜标准溶液的体积,mL。

分析步骤

在按本标准5?3?2?3滴定铁后的溶液中,准确加入10.00~20.00mL0.015mol/LEDTA标准溶液,然后用水稀释至约200mL。将溶液加热至70~80℃后,以氢氧化铵溶液(1+1)调节溶液 pH3.5~4.0,加15mL乙酸—乙酸钠缓冲溶液(pH4.3),煮沸2~3min,取下稍冷,加4~5滴PAN指 示剂溶液,以硫酸铜标准溶液滴定至亮紫色。

结果计算

三氧化二铝的百分含量(X6)按式⒁计算:

TAl2O3×(V1-KV2)×n

X6=--------------------×100-0.64X8………………⒁

m×1 000

式中:

TAl2O3——1.00mLEDTA标准溶液相当于三氧化二铝的质量,mg

V1——加入EDTA标准溶液的体积,mLV2——滴定时消耗硫酸铜标准溶液的体积,mL

K——1.00mL硫酸铜标准溶液相当于EDTA标准溶液的体积,mL

n——试样溶液的总体积与所分取试样溶液的积体之比;

m——试样的质量,g0.64——二氧化钛对三氧化二铝的换算系数;

X8——按本标准5.5条测得的二氧化钛的百分含量。

5?4?1?5 允许差 平行测定结果的允许差见下表。

三氧化二铝含量,%

允许差,%

<2.0geh≥2.0

0.20geh 0.25

若平行测定结果之差在允许范围内,取其算术平均值为测定结果。否则,应重新测定。

总量差减法(B)法

方法提要

加入对铁、铝、钛过量的EDTA标准溶液,调节pH=4,煮沸,以铜盐溶液回滴过量的EDTA,测得铁、铝、钛总量,然后减去比色法测得的铁、钛含量(分别换算成三氧化二铝),即为三氧化 二铝的含量。

试剂 同本标准5?4?1?2。

分析步骤

准确分取50.00mL按本标准5?2?1?4制备的试样溶液(A)或按本标准5?2?3?3制备 的试 样溶液(B),放入400mL烧杯中,加入10.00~20.00mL0?015mol/L EDTA标准溶液,然后用水稀 释至约200mL,以下操作步骤同本标准5?4?1?3。

结果计算

三氧化二铝的百分含量(X7)按式⒂计算:

TAl2O3×(V1-KV2)×n

X7=----------------------×100-0.64X4-0.64X8………………⒂

m×1 000 geh中国选矿网

式中:

TAl2O3——1.00mL EDTA标准溶液相当于二氧化二铝的质量,mg

V1——加入EDTA标准溶液的体积,mL

V2——滴定时消耗硫酸铜标准溶液的体积,mL

K——1.00mL硫酸铜标准溶液相当于EDTA标准溶液的体积,mL

n——试样溶液的总体积与所分取试样溶液的体积之比;

m——试样的质量,g

0.64——二氧化二铁、二氧化钛分别对三氧化二铝的换算系数;

X4——按本标准5?3?1测得的三氧化铁的百分含量;

X8——按本标准5?5条测得的二氧化钛的百分含量。

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认真的白昼
繁荣的啤酒
2026-05-06 22:53:21
CAS: 144-55-8

分子式: NaHCO3

分子量: 84.01

中文名称: 碳酸氢钠 重碳酸钠 小苏打 酸式碳酸钠 重曹

英文名称: Carbonic acid monosodium salt

sodium bicarbonate

baking soda

bicarbonate de sodium

bicarbonate of soda

是指有别于工业用碱的纯碱(碳酸钠)和小苏打(碳酸氢钠),小苏打是由纯碱的溶液或结晶吸收二氧化碳之后的制成品,二者本质上没有区别。所以,小苏打在有些地方也被称作食用碱(粉末状)。小苏打呈固体状态,圆形,色洁白,易溶于水

[编辑本段]性质

白色晶体,或不透明单斜晶系细微结晶。比重2.159。无臭、味咸,可溶于水,微溶于乙醇。其水溶液因水解而呈微碱性,受热易分解,在65℃以上迅速分解,在270℃时完全失去二氧化碳,在干燥空气中无变化,在潮湿空气中缓慢分解。

[编辑本段]用途

用作食品工作的发酵剂、汽水和冷饮中二氧化碳的发生剂、黄油的保存剂。可直接作为制药工业的原料,用于治疗胃酸过多。还可用于电影制片、鞣革、选矿、冶炼、金属热处理,以及用于纤维、橡胶工业等。同时用作羊毛的洗涤剂、泡沫灭火剂,以及用于农业浸种等。 食品工业中一种应用最广泛的疏松剂,用于生产饼干、糕点、馒头、面包等,是汽水饮料中二氧化碳的发生剂;可与明矾复合为碱性发酵粉,也可与纯碱复合为民用石碱;还可用作黄油保存剂。消防器材中用于生产酸碱灭火机和泡沫灭火机。橡胶工业利用其与明矾、H发孔剂配合起均匀发孔的作用用于橡胶、海棉生产。冶金工业用作浇铸钢锭的助熔剂。机械工业用作铸钢(翻砂)砂型的成型助剂。印染工业用作染色印花的固色剂,酸碱缓冲剂,织物染整的后处理剂。医药工业用作制酸剂的原料。

[编辑本段]医药用途

本品为弱碱,为吸收性抗酸药。内服后,能迅速中和胃酸,作用迅速,且维持短暂,并有产生二氧化碳等多种缺点。作为抗酸药不宜单用,常与碳酸钙或氧化镁等一起组成西比氏散用。此外,本品能碱化尿液,与碘胺药同服,以防磺胺在尿中结晶析出;与链霉素合用可增强泌尿道抗菌作用。静脉给药用经纠正酸血症。用5%100-200毫升滴注,小儿每公斤体重5毫升。妇科用于霉菌性阴道炎,用2%-4%溶液坐浴,每晚一次,每次500-1000毫升,连用7日。外用滴耳剂软化盯聍(3%溶液滴耳,每日3-4次)。 [剂型、用法和剂量] 片剂:每片0.3克、0.5克。口服:每次0.3-1克,每日3次。小儿,每次0.1-1克,每日3次。注射剂:10毫升支含药0.5克;100毫升支含药5克。 本药品在非处方药中,仅为片剂和滴剂。

[编辑本段]制法及工艺

1、 气相碳化法 将碳酸钠溶液,在碳化塔中通过二氧化碳碳化后,再经分离干燥,即得成品。

Na2CO3+ CO2+ H2O→2NaHCO3

2、 气固相碳化法 将碳酸钠置于反应床上,并用水拌好,由下部吹以二氧化碳,碳化后经干燥、粉碎和包装,即得成品。

Na2CO3+ CO2+ H2O→2NaHCO3

[编辑本段]化学性质

1.与HCl反应:NaHCO3+HCl==NaCl+H2O+CO2↑

2.与NaOH反应:NaHCO3+NaOH==Na2CO3+H2O

3.与AlCl3发生双水解反应:3NaHCO3+AlCl3==Al(OH)3↓+3CO2↑+3NaCl

★不同量的NaHCO3与碱反应:

NaHCO3+Ca(OH)2(过量)==CaCO3↓+NaOH+H2O

2NaHCO3+Ca(OH)2(少量)==Na2CO3+CaCO3↓+2H2O

3.加热:2NaHCO3==(加热)Na2CO3+H2O+CO2↑

[编辑本段]热力学函数(298.15K,100kPa)

状态:s[1]

标准摩尔生成热ΔfHmθ(kJ·mol^-1):-950.8

标准摩尔生成吉布斯自由能ΔfGmθ(kJ·mol^-1):-851.0

标准熵Smθ(J·mol^-1·K^-1):101.7

[编辑本段]储运注意事项

储于干燥通风的室内仓库,运输中小心防止袋破或散包。食用小苏打不得与有毒物品共贮运,防止污染、防止受潮,与酸类产品隔离。

[编辑本段]作用机理

1.碳酸氢钠能中和胃酸,溶解粘液,降低消化液的粘度,并加强胃肠的收缩,起到健胃、抑酸和增进食欲的作用。

2. 饲料中添加碳酸氢钠,能补充家禽因热喘息(呼出CO2过多)造成血液中碳酸盐的减少,从而改善机体的钙代谢。

3. 饲料中添加碳酸氢钠能提高磷在蛋禽体内的移动性。为了形成良好的蛋壳,必须使血中维持适宜的磷浓度,碳酸氢钠可使蛋禽血夜磷的浓度维持在形成蛋壳所必须的最适水平。

4. 碳酸氢钠在消化道中可分解放出CO2,由此带走大量热量,有利于炎热时维持机体热平衡。

5. 饲料中添加碳酸氢钠,可提供钠源,使血液保持适宜的钠浓度。蛋鸡饲料中钠在0.14%—0.28%、氯在0.20%—0.24%范围内,钠、氯比例适宜,产蛋率、蛋重、蛋壳形成和饲料效率等指标都较好。最适肉用鸡饲料矿物质水平,钠为0.15%—0.20%,钾为0.80%,氯为0.12%—0.15%。而使用氯化钠很难使饲料中的钠和氯平衡在上述范围内,由于氯化胆碱用量的提高,更加剧了钠、氯的不平衡。

[编辑本段]碳酸氢钠在家禽饲料中的应用效果

1.蛋鸡: 夏季蛋鸡日粮中添加适量碳酸氢钠,可提高产蛋率和蛋壳强度。试验证明,在25—30℃时,环境温度每升高1℃,产蛋率降低1.5%,蛋重下降0.3g长期高于22℃会使蛋壳变薄,蛋重降低。冉汝俊等(1990)在夏季用53周龄蛋鸡进行试验,试验组每只蛋鸡每天在基础日粮(含食盐0.2%)中添加0.3g碳酸氢钠,对照组不添加碳酸氢钠,日粮含食盐0.3%。结果试验组比对照的产蛋率、蛋壳密度、蛋壳百分比和蛋壳厚度分别提高11.15%、0.20%、1.10%和3.57%,产蛋率差异显著(P<0.05)。刘深亭等(1987)用京白蛋鸡,在夏季日粮中添加0.5%的碳酸氢钠,结果提高产蛋率3.3%,蛋壳品质增加0.55比重级别,血液碱贮提高45mg/L。

周明(1996)研究了在高温季节蛋鸡日粮中氯化物与碳酸氢盐的适宜配比。在高温季节蛋鸡日粮中添加0.2%氯化钠(日粮氯化物总量为0.35%)和0.2%碳酸氢钠(日粮碳酸氢盐总量为0.38%),能极显著地高提高鸡产蛋率、蛋壳品质和饲料转化率(P<0.01)。蛋鸡日粮中氯化物与碳酸氢盐的适宜配比为35:38。

据英国ICI公司科研人员(1988)研究,将碳酸氢钠按0.1%—1.0%的不同水平,在产蛋鸡饲料中连续添加8个月,结果表明,所有添加碳酸氢钠组的产蛋率都增加,蛋壳强度最大可提高8%。在标准产蛋鸡饲料中添加0.3%的碳酸氢钠,添加组鸡产蛋高峰后,随年龄增加产蛋率下降的进程得到了缓和,同时破蛋减少1%—2%。他们还研究了碳酸氢钠和磷的交互作用,饲料中以碳酸氢钠为钠源的钠含量为0.55%时,磷含量为0.30%,其产蛋率为75%;磷含量为0.75%,产蛋率为77%。试验结果还表明,由于碳酸氢钠的添加,氮的利用率将提高3%。

2.蛋鸭: 吴灵千等(1998)报道,盛夏季节在蛋鸭日粮中添加0.4%碳酸氢钠,同时把食盐用量由0.3%减少到0.15%,产蛋率提高5.8%,差异显著(P<0.05);破软蛋率、死亡率下降幅度明显,差异极显著(P<0.01);饲料报酬提高6.8%差异显著(P<0.05)。

3. 肉鸡: 在肉鸡饲料中添加碳酸氢钠0.1%—0.5%,对提高肉鸡胴体等级和增重都有明显效果。英国研究人员报道,用碳酸氢钠代替氯化钠作为肉鸡饲料中的钠源,鸡的饮水量减少,垫料状况得到改善。当日粮含钠量为0.12%—0.28%时,4周龄肉用仔鸡体重,喂碳酸氢钠日粮组为889g,喂氯化钠日粮组为861g,经方差分析差异显著。 在肉用仔鸡饲料中添加碳酸氢钠,还能减少死亡率以及降低某些疾病的发病率。Owen(1994)等研究表明,在玉米一豆粕实用日粮中加入碳酸氢钠使日粮碱化,大大降低了腹水症的发生率。在高海拔环境下(摸拟3000m海拔高度的低压室内),饲喂基础日粮的肉鸡有42%死于腹水症,而在基础日粮中加入1%碳酸氢钠仅24%的肉鸡死于腹水症,死亡率显著地降低。据Phelps(1989)研究,在每1kg加90g鱼粉的肉鸡饲料中,添加10g碳酸氢钠显著地降低了肌胃糜烂的发生率。日本山梨县畜产试验场(1990)研究表明,在舍温达28℃以上时,在肉鸡42—63日龄日粮中添加0.63%的碳酸氢钠,其死亡率为4.88%,而未添加组的死亡率为7.85%,从维持鸡体的酸碱平衡考虑,添加碳酸氢钠能减少因热射病造成的死亡。

小苏打即碳酸氢钠,又叫酸式碳酸钠,属酸式盐,化学式为NaHCO3。人们通常只知道可以用它来发面包、制汽水和做灭火剂,其实,它还有以下几种鲜为人知的用途。

家庭清洁:

对洗涤剂过敏的人,不妨在洗碗水里加少许小苏打,既不烧手,又能把碗、盘子洗得很干净。也可以用小苏打来擦洗不锈钢锅、铜锅或铁锅,小苏打还能清洗热水瓶内的积垢。方法是将50克的小苏打溶解在一杯热水中,然后倒入瓶中上下晃动,水垢即可除去。将咖啡壶和茶壶泡在热水里,放入3匙小苏打,污渍和异味就可以消除。

将装有小苏打的盒子敞口放在冰箱里可以排除异味,也可以用小苏打兑温水,清洗冰箱内部。在垃圾桶或其他任何可能发出异味的地方洒一些小苏打,会起到很好的除臭效果。

如果家里养了宠物,往地毯上撒些小苏打,可以去除尿躁味。若是水泥地面,可以撒上小苏打,再加一点醋,用刷子刷地面,然后用清水冲净即可。

在湿抹布上撒一点小苏打,擦洗家用电器的塑料部件、外壳,效果不错。

个人清洁和美容:

将小苏打用做除味剂。将一杯小苏打和两匙淀粉混合起来,放在一个塑料容器内,抹在身上散发异味的部位,可以清除体味。

小苏打是有轻微磨蚀作用的清洁剂。加一点小苏打在牙膏里,可以中和异味,还可以充当增白剂。放一点小苏打在鞋子里可以吸收潮气和异味。

加一点小苏打在洗面奶里,或者用小苏打和燕麦片做面膜,有助于改善肌肤;在洗发香波里加少量小苏打,可以清除残留的发胶和定型膏。

游泳池里的氯会伤害头发,在洗发香波里加一点小苏打洗头,可修复受损头发。

小苏打的药用:

如遭蜜蜂或蚊虫叮咬,用小苏打和醋调成糊状,抹在伤处,可以止痒。在洗澡水中放一点小苏打,可以缓解皮肤过敏。

在床单上撒一点小苏打,可预防儿童因湿热引起的皮疹。

双脚疲劳,在洗脚水里放2匙小苏打浸泡一段时间,有助于消除疲劳。

另外:

除焦把小苏打均匀地撒在烧焦的铝锅底上,随后用水泡一泡,数小时后,锅底上的焦巴就容易擦去了。

清垢在热水瓶中倒入浓度为1的小苏打溶液500克左右,轻轻摇晃,暖瓶中的水垢即可清除掉。除污电熨斗底部有污垢时,可将一条湿毛巾叠成与熨斗底面近似的形状,在毛巾上均匀地撒上一层小苏打粉,然后将电熨斗接通电源,当温度达到100度时,在湿毛巾上来回搓擦,待看不见水蒸气时,再擦掉小苏打粉,电熨斗底部的污垢就除掉了。

祛霉电冰箱出现霉味时,可用20%浓度的小苏打水擦洗,既可祛除霉味又能除去污垢。

消肿若被蜂蜇伤,可将小苏打调成糊状涂于患处,有消肿止痛的作用。

退黄丝绸衣服熨黄时,可用少许小苏打调成糊状涂于焦黄处,待水蒸发后,再垫上湿毛巾熨烫一下,焦黄痕迹便可消失。

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参考资料:

《无机化学》(上册)(吉林大学 宋天佑 武汉大学 程鹏 南开大学 王杏乔 编)

扩展阅读:

1.《全日制普通高级中学教科书 第一册》

2.碳酸氢钠,小苏打销售企业--广东省佛山市中发水玻璃厂 电话:13798647969

3.《无机化学》(上册、下册)(吉林大学 宋天佑 武汉大学 程鹏 南开大学 王杏乔 编)