自然界中的鎢礦物種類繁多,但大多數量極少,所以鎢礦物的物相分析壹般只針對黑鎢礦(WO3)、白鎢礦(CaWO4)、黑鎢礦[(Fe,Mn)WO4]]。
鎢花溶於氫氧化銨溶液,而黑鎢礦和白鎢礦不溶,故可分離測定。
當樣品中白鎢礦含量大於4%時,用(5+95)HCl浸出,而黑鎢礦不溶或微溶。當含量小於4%時,用1mol/L草酸作浸取液。
通過減去樣品中三氧化鎢的總量來計算黑鎢礦。
鎢礦物相分析流程見圖55.1。
試劑
雙氧水。
氫氧化銨。
硫酸。
氫氧化鈉溶液(0.7摩爾/升)。
氯化銨溶液(20克/升)。
三氯化鋁-乙酸溶液稱取40gAlCl3溶於水中,加入117.5mLHAc,轉移至1000mL容量瓶中,用水稀釋至刻度。
圖55.1鎢相分析流程圖
三氯化鋁-醋酸洗滌液取1份三氯化鋁-醋酸溶液,加入2份水。
草酸溶液(1mol/L)稱取126g草酸(H2C2O4 2H2O)溶於水,用水稀釋至1000mL。
甲基橙溶液(1.0g/L)。
高錳酸鉀標準溶液(用草酸鈉校準)。
分析方法
(1)黑鎢礦
稱取1g(精確至0.0002g)樣品,置於250mL錐形瓶中,加入50mL(2+98)NH4OH,用帶長玻璃管的膠塞塞住,置於80 ~ 90℃水中,加熱2h。搖晃時,取出稍涼,加入0.2gNH4Cl,攪拌均勻。立即用慢濾紙過濾,用熱的(2+98)NH4OH洗液洗滌錐形瓶和殘渣4次。將濾液加熱蒸發至近幹,加入少量氫氧化鈉溶液,加熱至可溶性鹽完全溶解。冷卻,移入50毫升容量瓶中,用氫氧化鈉溶液稀釋至刻度,混勻。
吸收清液,用硫氰酸鉀光度法測定三氧化鎢的量(見本章55.3.4),即為樣品中黑鎢礦的含量。
(2)白鎢礦
壹、鹽酸浸出法(適用於含鎢大於4%的白鎢礦的測定)。在400mL燒杯中用三氯化鋁-乙酸溶液淋洗黑鎢礦後的不溶物,使溶液體積約為65438±000ml,蓋上表面皿,在80 ~ 90℃的水中加熱65438±0h,並定時攪拌。冷卻,用慢速濾紙過濾,用三氯化鋁-醋酸洗液洗滌不溶物20次,加熱蒸發濾液至近幹,加入少量氫氧化鈉溶液,加熱至可溶性鹽完全溶解。冷卻後,轉移至1000mL容量瓶中,用氫氧化鈉溶液稀釋至刻度。用硫氰酸鉀光度法(見本章55.3.4)測定三氧化鎢的含量,加到用鹽酸溶解殘渣所得的結果中,即為樣品中白鎢礦的含量。
將上述步驟浸出的殘渣放入原燒杯中,加入200mL(5+95)HCl,搗碎濾紙,在80 ~ 90℃的水中加熱2h,同時攪拌。取下,過濾,用熱(1+99)HCl洗滌不溶物10次,收集濾液於400mL燒杯中,當氫氧化銨呈堿性且超過3mL時,加入1+9 H2O2,加熱至沸騰。過濾,用氯化銨溶液洗滌燒杯並沈澱10次,收集濾液於400mL燒杯中,用鹽酸酸化並濃縮至約200mL,加熱至沸騰。取出,稍涼,加入15~20mL草酸溶液,以甲基橙為指示劑,用氫氧化銨中和至微堿性,過量15 ~ 20ml,保溫靜置過夜。
第二天,用慢濾紙過濾沈澱,用水洗滌,直到沒有草酸鹽反應(用硝酸銀測試)。將濾紙貼在原燒杯壁上,用水沖洗沈澱,加入50mL(1+9)H2SO4,用水稀釋至200mL,加熱至70 ~ 80℃,用高錳酸鉀標準溶液滴定至微紅色,將濾紙浸入溶液中,繼續滴定至微紅色。
巖石礦物分析第三卷有色、稀有、分散、稀土、貴金屬礦石和鈾釷礦石的分析
式中:W(白鎢礦WO3)為白鎢礦WO3的質量分數,%;為高錳酸鉀標準溶液的濃度,mol/L;v為消耗的高錳酸鉀標準溶液的體積,mL;231.8為三氧化鎢的摩爾質量的數值,單位為g/mol;m為樣品質量,g;h為三氯化鋁-醋酸浸出液原始樣品中三氧化鎢的質量分數,%。
b草酸浸出法(適用於白鎢礦低於4%的鎢的測定)。將浸出黑鎢礦後的殘渣置於250mL燒杯中,加入50ml 0.5mol/L草酸溶液,將濾紙搗碎,室溫下浸泡30min(頻繁搖動),取下,用慢速濾紙過濾於100mL容量瓶中,用0.5mol/L草酸溶液洗滌燒杯和殘渣,定容。吸取澄清液,用硫氰酸鉀分光光度法測定三氧化鎢(見本章55.3.4),根據下式計算樣品中白鎢礦的含量:
巖石礦物分析第三卷有色、稀有、分散、稀土、貴金屬礦石和鈾釷礦石的分析
式中:W(白鎢礦WO3)為白鎢礦WO3的質量分數,%;a為該方法測得的樣品中WO3的質量分數,%;b為試樣中WO3減去用此方法測得的黑鎢礦和白鎢礦的總量,%;0.1是黑鎢礦溶解校正系數。
(3)黑鎢礦
樣品中三氧化鎢的總量減去黑鎢礦和白鎢礦中的三氧化鎢,計為黑鎢礦。
需要註意的事項
黑鎢礦的測定。氫氧化銨應使用新的試劑瓶。如果含有碳酸鹽,會有少量白鎢礦溶解。配有長玻璃管,可以降低水和氫氧化銨的揮發率,保證氧化鎢完全溶解。如果樣品中含有銅,加入氫氧化鈉溶液後,加入甲醛去除銅。
2)白鎢礦的測定。用稀鹽酸浸出白鎢礦時,黑鎢礦部分溶解;當黑鎢礦含量高而白鎢礦含量低時,測得的白鎢礦誤差很大。黑鎢礦微溶於草酸溶液。當鎢礦中白鎢礦:黑鎢礦≤ 10: 1時,本方法不適用。
參考
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本章由陳金寶(江西省地質勘查局實驗測試中心)編寫。