褐帘石矿物分析

如题所述

褐帘石通常以化学式(Ca,Ce)2(Al,Fe)2(Si2O7)(SiO4)O(OH)表示。其中各组分的含量变化较大。

70.4.7.1 微量分析法

10mg试样用酸分解,使钍和稀土以草酸盐沉淀而与其他元素分离,沉淀用盐酸、过氧化氢溶解后测定Th、RE和Ti,滤液中测定TFe、Ca、Mg、Mn、Al和P,其分析流程见图70.21。

分析步骤

(1)分析溶液的制备

图70.21 褐帘石单矿物微量分析法分析流程图

称取10mg(精确至0.01mg)试样于铂坩埚中,加入2mLHNO3和5mLHF,盖上坩埚盖,加热至试样分解后,加入1mLHClO4,加热至蒸干。继续加入0.5mLHClO4蒸干,取下。冷却后,加入2mL(1+1)HCl,温热至可溶盐全部溶解,冷却。滴加氨水使甲基红指示剂变黄,加热至沸,趁热加入等体积的饱和草酸溶液,搅拌并放置过夜。过滤,滤液用100mL烧杯承接。沉淀用20g/L草酸洗涤8次并转入瓷坩埚中,在650~700℃灼烧后,加入2滴H2O2和2mL(1+1)HCl,加热溶解后,转入50mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀,制得溶液(A)。

将100mL烧杯中的滤液蒸发至小体积,用HNO3破坏草酸并加HClO4蒸干,反复处理两次,残渣用5mL(1+1)HCl溶解后转入50mL容量瓶中,用水稀释到刻度,摇匀,制得溶液(B)。

(2)钍和稀土的测定

移取5.0mL溶液(A)于25mL容量瓶中,加入1mL10g/L抗坏血酸溶液,补加(1+1)HCl至8.4mL,加入1mL50g/LEDTA,混匀后加入1mL2g/L偶氮胂Ⅲ溶液,用水稀释至刻度,摇匀。用1cm比色皿,于波长650nm处测量吸光度。

校准曲线0~25μgThO2

移取5.0mL溶液(A)于50mL容量瓶中,加水至10mL,加1滴酚酞,以100g/LNaOH中和至微红色,再用(1+99)盐酸调至红色褪去,加入1mL10g/L抗坏血酸溶液和2mL2.5mol/L甲酸及5mL2g/L偶氮胂Ⅲ溶液,用水稀释至刻度,摇匀。用1cm比色皿,于波长665nm处测量吸光度。扣除试样中相当钍量的吸光度值即得到稀土含量的吸光度。

校准曲线0~150μgRE2O3

(3)钛的测定

移取5.0mL溶液(A)于25mL容量瓶中,加水至10mL,加入对硝基酚指示剂1滴,以80g/LNaOH溶液中和至溶液呈黄色,立即用1mol/LH2SO4酸化至黄色褪去。随即加入2.5mL1mol/LH2SO4,然后加入1mL50g/L抗坏血酸溶液、2mL0.5g/LSAF溶液和5mL40g/LCPB溶液,用水稀释至刻度,摇匀。以试剂空白为参比,用2cm比色皿,于波长540nm处测量吸光度。

校准曲线0~25μgTiO2

(4)钙、镁、铁和锰的测定

移取10.0mL溶液(B)于25mL容量瓶中,加2mL100g/L氯化锶溶液,补加HCl使溶液!(HCl)=1%,用水稀释至刻度,摇匀,用原子吸收光谱法测定。

校准曲线0~6μg/mLCaO、MgO、Fe2O3;0~3μg/mLMnO。

(5)铝的测定

移取5.0mL溶液(B)于50mL容量瓶中,用CAS-CPB光度法测定。

(6)磷的测定

移取5.0mL溶液(B)于50mL容量瓶中,加入1滴0.2%对硝基酚,滴加2mol/LNaOH溶液至黄色,立即用6mol/LHCl调至黄色褪去,用水稀释至20mL,分别加入10mL(1+1)HCl和1mL100g/L柠檬酸钠溶液、4mL80g/L钼酸铵溶液及5mL无水乙醇,摇匀并置沸水浴中2min,取下,立即加入5mL50g/L抗坏血酸溶液,摇匀,在冷水槽中迅速冷却至室温,用水稀释至刻度,摇匀。10min后,以试剂空白为参比,用2cm比色皿,于波长800nm处测量吸光度。

校准曲线0~50μgP2O5

(7)硅、氧化亚铁和化合水的测定

分别称取1mg、2mg和2mg(精确至0.01mg)用硅钼蓝光度法、1,10-邻二氮菲光度法和电量法测定。

70.4.7.2 离子交换分离-化学分析法

其分析流程见图70.22。

试剂

吡啶缓冲溶液1mL(1+1)HCl和2mL(1+1)吡啶混合,用水稀释至100mL。

Zn盐-EDTA溶液20gEDTA和60gZn(NO3)2溶于700mL水中。

二苯甲酰甲烷混合显色液10mL10g/L二苯甲酰甲烷乙醇溶液、10mL吡啶、20mL乙醇与60mL苯混合。

阳离子交换柱27cm×0.94cm,Zerolit225阳离子交换树脂,-40~-80目。树脂装好后用200mL3mol/LHCl淋洗,再用300mL1.8mol/LH2SO4-10g/L抗坏血酸溶液淋洗,最后用150mL水分两次淋洗,流速为1~2mL/min。

分析步骤

(1)试样的分解及二氧化硅的测定

称取100~200mg(精确至0.01mg)试样,置于200mL烧杯中,加30mL(1+1)HCl,在水浴上加热分解,蒸干。将烧杯置于105℃烘箱中烘1h,取出。加10mL(1+1)HCl,温热,加50mL热水,用慢速滤纸过滤,用热的(2+98)HCl洗涤沉淀与滤纸,最后用水洗2次。滤液按上述步骤重复蒸干脱水。滤液(A)保存。

将两张盛有硅酸沉淀的滤纸,放入铂坩埚中灰化,在1000~1050℃灼烧至恒量。沉淀用少许水润湿,加1mL(1+1)H2SO4、3~5mLHF,在低温电炉上蒸发至冒烟,取下冷却。再加3mLHF,加热蒸发至白烟冒尽。将坩埚置于1000~1050℃高温炉内灼烧至恒量。两次质量之差即为二氧化硅质量。

图70.22 褐帘石离子交换分离-化学分析法流程图

在测定硅后的残渣中,加入1mLH2SO4、2mLHF,加热溶解,冒白烟5~10min(切勿蒸干),取下,冷却。将坩埚置于200mL烧杯中,用10mL滤液(A)加热提取,洗出坩埚,再与溶液(A)合并。若仍有不溶残渣,则应过滤,滤液并入滤液(A)中,残渣用0.1gNa2CO3熔融后以滤液提取,再合并。

(2)磷酸根与稀土、钍及其他阳离子的分离

将上述合并后的滤液(A)于电热板上蒸发至约5mL,加1mLH2SO4,蒸发至冒烟,加1.5mLHClO4、20mL水,加热溶解至清亮,冷却,用水稀释至150mL,上阳离子交换柱,流速为0.7~1mL/min,用(1+99)H2SO4洗净烧杯,倾入交换柱中,流完后用400mL!(HCl)=0.1%淋洗。流出液与洗出液(A)测定磷用。

(3)五氧化二磷的测定

将上述供测定磷的溶液蒸发至约100mL,加5mL20g/LFeCl3溶液、2滴甲基橙指示剂溶液,用氨水中和至溶液变黄并过量1~2滴,煮沸,过滤,以10g/L中性NH4NO3溶液洗涤烧杯,滤液弃去。沉淀用水冲入原烧杯中,加入10mLHNO3,加热使沉淀溶解,趁热倾入原漏斗中,以溶解滤纸上残留的少量沉淀。滤液用100mL容量瓶承接,用水洗净烧杯和滤纸,冷却,用水稀释至刻度,摇匀。移取适量滤液用磷钒钼黄光度法测定。

(4)铁、铝、钙、镁、锰、钛、铀等元素与稀土、钍的分离

分离磷酸根后的阳离子交换柱用1400mL1mol/LHCl淋洗,流速为0.7~1mL/min,洗出液(B)保留。

(5)稀土与钍的分离及钍的淋洗

交换柱用550mL3.5mol/LHCl淋洗,洗出液(C)供测定稀土用。

交换柱最后用250mL5.5mol/LHCl淋洗,收集于250mL容量瓶中,洗出液(D)供测定钍用。

(6)稀土总量的测定

洗出液(C)置于电热板上蒸发至约5mL,用水稀释至约100mL。用氨水中和至呈碱性并过量10mL,煮沸,冷却。中速滤纸过滤,用(5+95)氨水洗涤烧杯及沉淀各3次,沉淀连同滤纸放回原烧杯中,加100mL40g/L草酸溶液,在沸水浴上保温30min,静置过夜。用中速滤纸过滤,10g/L草酸溶液洗沉淀8~10次。沉淀置于已恒量的瓷坩埚中,于800℃灼烧至恒量,得稀土总量。

(7)铈的测定

将稀土氧化物用焦硫酸钾熔融后,以过硫酸铵容量法测定。

(8)氧化钍的测定

移取5.0~25.0mL洗出液(D),用偶氮胂Ⅲ光度法测定。

(9)氧化锰的测定

将洗出液(B)蒸发至小体积,用水移入100mL容量瓶中,稀释至刻度,摇匀。用干移液管移取5.0mL,高碘酸钾光度法测定。

(10)铁、钛、铝、铀与钙、镁的分离

测定锰后的剩余溶液95mL倒入250mL烧杯中,用水洗净容量瓶。加2滴甲基红指示剂,用氨水中和至刚变黄色,加2mL(1+1)HCl,搅拌至沉淀溶解,再加4mL(1+1)吡啶,加热至沸,快速滤纸过滤,用吡啶缓冲溶液洗涤烧杯和沉淀,滤液保留供测定钙、镁用。沉淀用热的15mL(1+2)HCl溶解,用(2+98)HCl洗净,100mL容量瓶承接,用水稀释至刻度,摇匀。此溶液为(E),供测定铁、钛、铝和铀用。

(11)全铁的测定

移取5.0mL溶液(E),用1,10-邻二氮菲光度法测定。

(12)二氧化钛的测定

移取5.0~10.0mL溶液(E),用二安替比林甲烷光度法测定。

(13)三氧化二铝的测定

移取25.0~50.0mL溶液(E),用KF取代-EDTA容量法测定铝钛的合量,减去钛量后即为铝的含量。

(14)八氧化三铀的测定

移取5.0mL溶液(E),置于50mL比色管中,加少许盐酸羟胺,再加1~2mLZn盐-EDTA溶液和9.8gNaNO3、1滴甲基橙指示剂,用水稀释至25mL。用150g/LNaOH溶液调至溶液变黄,再用(1+99)HNO3和10g/LNaOH调至橙红色。准确加6mL(5+95)磷酸三丁酯-苯萃取液,震荡30s。分层后用吸管吸取5.0mL有机层,置于干燥的10mL比色管中,加5mL二苯甲酰甲烷混合显色液,摇匀。用1cm比色皿于波长400nm处测吸光度。用5mL萃取液和5mL显色液混匀后作为参比溶液。

校准曲线0~200μgU3O8

(15)氧化钙、氧化镁的测定

将分离铁、铝、钛后的滤液在电热板上蒸发至铵盐出现,取下,加30mLHNO3破坏铵盐至近干,用水洗入50mL瓷坩埚中,蒸干。将坩埚置于高温炉中逐渐升温至600℃,保温30min。取出冷却,加5mL(1+1)HCl,加热使盐类溶解(如锰含量高,则需用过硫酸铵、氢氧化铵分离),用水移入100mL容量瓶中,稀释至刻度,摇匀。

移取25.0mL该溶液两份,分别用EDTA标准溶液滴定钙和钙镁含量。

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