摘 要 用重量法測定超基性巖中化合水的含量,本方法適用于化合水含量范圍為 0.05%~20%的天然礦石。
超基性巖在化學(xué)成分上屬于硅酸不飽和系,除輝石巖外,SiO 2 的含量均小于45%,Al 2 O 3 、Na 2 O、K 2 O含量低,而MgO、FeO含量很高,H 2 O和CO 2 含量往往較高,其中含有一定量的化合水。超基性巖中可能還有鹵族元素,在灼燒過程中,鹵族元素與水分一起揮發(fā)并可溶于水,遇到鹵族元素非常好用管爐法,在干燥的氧氣流中于特定穩(wěn)定溫度下加熱試樣將化合水分離出來,并收集于裝有吸收劑的吸收管中,用重量法測定吸收管的質(zhì)量增量。
1 試劑
(1)吸收劑:無水高氯酸鎂,粒度1mm~3mm;或無水氯化鈣,粒度2mm~5mm。(2)鉻酸鉛氧化鉛混合物(2+1),放入瓷坩堝中在500~600℃的高溫爐中加熱1h,置于干燥器中冷卻后備用。(3)硫酸。
2 儀器
(1)三節(jié)金屬轉(zhuǎn)子流量計(jì),每節(jié)爐裝有熱電偶,測溫和控溫裝置。(2)加熱管。(3)瓷舟;預(yù)先在1100℃灼燒1h,置于干燥器中冷卻后備用。(4)硅膠塞。(5)帶有磨口和支管的U型玻璃吸收管,內(nèi)裝吸收劑用二氧化碳飽和后放置過夜。(6)氣泡劑,內(nèi)裝硫酸。
3 分析裝置
分析裝置圖如圖1所示:
4 分析步驟
4.1 試料
稱取0.5000g試樣,精確至0.0001g。
4.2 空白試驗(yàn)
按照?qǐng)D1進(jìn)行安裝,將氧氣(或空氣)以每秒2~3個(gè)氣泡的流速通入儀器,檢查整個(gè)裝置是否漏氣。分別將三節(jié)管式電爐加熱至所需溫度。非常好節(jié)爐為1100℃,第二節(jié)爐為700℃~850℃,第三節(jié)爐為700℃~850℃。半小時(shí)后取下吸收裝置(U型管10、11),放入干燥器中,20min后稱量。按同樣步驟再做一次空白試驗(yàn),兩次質(zhì)量只差小于0.4mg即可進(jìn)行試樣測定。
4.3 驗(yàn)證試驗(yàn)
隨同試料同時(shí)分析同類型、含量相近的礦石標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。
4.4 測定
稱取0.5000g(精確至0.0001g)風(fēng)干試樣,置于已在1100℃灼燒過的瓷舟中,接上吸收裝置,將瓷舟迅速推入非常好節(jié)
金屬轉(zhuǎn)子流量計(jì)中部,立即接好洗氣裝置,在繼續(xù)通氣的條件下,通氣30min,取下U型管,放入空氣干燥器中,20min后稱量。U型管增加的質(zhì)量為吸附水和化合水含量。
4.5 結(jié)果計(jì)算
按下式計(jì)算化合水含量:
5 結(jié)果與討論
5.1 灼燒溫度
設(shè)置合適的灼燒溫度,確保超基性巖試樣中的化合水能夠完全釋放出來,因此合適的灼燒溫度對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性至關(guān)重要。
不同灼燒溫度下超基性巖試樣化合水的測定結(jié)果見表1。結(jié)果表明,在1100℃時(shí)超基性巖中化合水基本釋放完。
5.2 灼燒時(shí)間
足夠的灼燒時(shí)間,能夠保證超基性巖中化合水完全釋放出來,但灼燒時(shí)間過長就會(huì)延長測定時(shí)間。設(shè)非常好節(jié)爐的溫度為1100℃,灼燒時(shí)間分別為15、20、25、30、35min,對(duì)比不同灼燒時(shí)間的測定結(jié)果,確定合適的灼燒時(shí)間如表2。
結(jié)果表明,1100℃時(shí),灼燒30min后測定結(jié)果基本保持不變,實(shí)際應(yīng)用中采用1100℃灼燒30min。
6 精密度和準(zhǔn)確度
對(duì)GBW07201、GBW07202、GBW07818、GBW07819、GBW07820、GBW07821六個(gè)鉻鐵礦和超基性巖標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行六次平行測定,其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為:5.34%、2.69%、1.74%、1.37%、4.55%、6.66%,其相對(duì)標(biāo) 準(zhǔn) 誤 差 分 別 為 4.20% 、4.14% 、2.12% 、2.62% 、3.63%5.45%,符合DZ/T0130中第3部分“巖石礦物樣品化學(xué)成分分析要求”精密度和準(zhǔn)確度控制允許限。
由以上各結(jié)果可以看出,本方法的精密度和準(zhǔn)確度都能滿足測量要求。準(zhǔn)確度也得到了很好的驗(yàn)證,能滿足樣品的測量要求。
7 質(zhì)量保證和質(zhì)量控制
(1)等測定結(jié)束時(shí),U型管的進(jìn)氣支管處不能附有小水珠,如有則需要延長10min。
(2)非常好節(jié)金屬轉(zhuǎn)子流量計(jì)爐溫不能小于1100℃,否則結(jié)果偏低。
8 結(jié)論
由以上試驗(yàn)可以看出本方法克服了樣品基本不一致所產(chǎn)生的誤差,該方法能夠滿足超基性巖中化合水的檢測,可以用于生產(chǎn)。
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