测定矿物岩石中钼的含量方法探讨论文_李雪

测定矿物岩石中钼的含量方法探讨论文_李雪

黑龙江省有色金属地质勘查702队 黑龙江牡丹江 157021

摘要:钼的熔点高达2610℃,比重为10.3,几乎等于铝的四倍。纯钼不仅硬度非常高,而且延展性能非常好,比较容易轧制和锻造。但是万分之几甚至十万分之几的杂质氧或氮就会使钼变得很脆。由于钼的熔点高、膨胀系数低,因此广泛被应用于电气工业、无线电电子工业和高温作业技术中。许多电子管和X射线管的元件都用钼做灯丝座,就连普通电灯中的钨灯丝座也是钼制作的。钼带材还可用来烧制产生高温的大功率真空电阻炉。就此,本文测定了6种不同矿样中的钼含量。取矿样样品(0.2000-0.5000g)在聚四氟乙烯烧杯中,先加入氢氟酸5mL和硝酸5mL,于280°C加热蒸干,再加硫酸5mL,于330°C加热至冒白烟。冷却,将溶液和沉淀一起移至50mL容量瓶中,加水至刻度,摇匀。分取其上清液,按硫氰酸盐光度法测定其钼含量。测定值的相对标准偏差(n=11)在2.6%-6.2%之间。

关键词:测定;矿物岩石;钼;含量方法

1引言

钼是由无数薄片组成的,结构有些像石墨,这些薄片的厚度极薄。全世界大约90%的钼被用来生产钼钢。把钼加到钢里,钢的强度、韧性以及抗高温、抗腐蚀的本领都会得到很大的提高。钼阻碍了钢在结晶过程中晶粒的增长,从而使钢的晶粒细化并且均匀,这就是钢材各种性能得到改变的原因。

钼的氧化矿物溶于硝酸和盐酸。钼的硫化矿物能被硝酸和王水分解。钼的所有矿物均能被氢氧化钠、过氧化钠和碳酸钠-硝酸钾熔融分解。也可用氧化钙或氧化锌烧结法分解。辉钼矿被硝酸氧化为氧化钼,在蒸发时可结晶析出,但能复溶于过量的酸中生成钼酸。在分解试样时,最后应加入硫酸,并蒸发至冒浓烟使氧化钼完全溶解。这样分解试样可分离硅、铅、钨、铌和钽。但如果残渣中含有大量铅铁矾或钨酸时会带下少量钼。

2测定矿石中钼的分析

矿石中钼的分析多采用分光光度法,硫氰酸盐分光光度法是常用的方法。该法采用过氧化钠熔融分解样品,热水提取,硫酸酸化处理,分析手续繁琐。钼一般存在于钨矿石、钼矿石、锡矿石、钼铅矿、钼铜矿以及钼铁矿中,在其他矿石中含量甚微。硫氰酸盐作为一种灵敏的金属离子显色剂,还可与钨、铁、铼、铌等离子发生显色反应,所以消除矿石中这些元素对钼的干扰非常重要。采用硝酸和硫酸分解样品,硫氰酸盐分光光度法仅仅测定了铅锌矿中的钼,但未应用于其他含钼矿物。下文简要以不同种类的矿石为研究对象,针对矿石多样性和基体复杂性,采用氢氟酸将样品分解完全,用硝酸将不同价态的钼氧化为稳定的三氧化钼析出,加入硫酸蒸发至冒浓烟使三氧化钼完全溶解为钼酸,在酸性溶液中钨生成具有胶体性质的钨酸沉淀,从而与可溶性钼酸分离。根据在硫酸介质中,以铜盐为催化剂,硫脲为还原剂,铁被还原成二价不干扰测定,建立了硫氰酸钾分光光度法测定钨矿、钼矿、锡矿、富铜(银)矿、铜矿以及铅矿中钼含量的方法,并对共存离子的影响进行了讨论。

3测定方法

3.1仪器与试剂

PhenixUV1902PC型紫外-可见分光光度计。

钼标准储备溶液:100mg•L-1,称取三氧化钼(纯度99.99%)0.1500g预先在550°C灼烧2h,然后置于100mL烧杯中,加入200g•L-1氢氧化钠溶液5mL溶解,再加入9mol•L-1硫酸溶液中和至微酸性,并过量20mL,移入1L容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。钼标准溶液:10mg•L-1,移取100mg•L-1钼标准储备溶液10.00mL于100mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。硫氰酸钾溶液:250g•L-1。硫酸铜溶液:4g•L-1,以9mol•L-1硫酸溶液为介质。

硫脲溶液:100g•L-1。所用试剂均为分析纯,试验用水为去离子水。

3.2试验方法

3.2.1样品前处理

称取矿样0.2000~0.5000g于25mL聚四氟乙烯烧杯中,加入氢氟酸5mL和硝酸5mL,于280°C加热蒸干,稍冷后加入硫酸5mL,于330°C加热至冒白烟,冷却至室温,溶液和沉淀一起转入50mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀,静置澄清后取上清液,待用。

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3.2.2样品测定

移取0.10~1.00mL上清液于10mL比色管中,加入9mol•L-1硫酸溶液0.5mL、4g•L-1硫酸铜溶液0.5mL、100g•L-1硫脲溶液0.5mL、250g•L-1硫氰酸钾溶液0.2mL,稀释至5mL,摇匀,放置10min,用1cm比色皿在波长460nm处以试剂空白为参比测量吸光度。

4结果与讨论

4.1硝酸和硫酸用量的选择

选取钼矿标准物质GBW07238(钼、钨的质量分数依次为1.51%,0.36%),钨矿标准物质GBW07241(钼、钨的质量分数依次为0.098%,0.22%)分别按样品前处理方法加入不同体积的硝酸和硫酸进行样品的分解,得出:硝酸用量为2~10mL,硫酸用量为2~8mL时,测定结果与认定值均一致,说明样品能溶解完全,溶样方式简便可行。考虑到矿石样品的复杂性,有些有机质含量高的样品消耗硝酸较多,试验选择硝酸用量5mL和硫酸用量5mL。

4.2显色体系试验条件的选择

4.2.1酸度

按试验方法考察9mol•L-1硫酸溶液用量为0.4~1.0mL,即体系中硫酸的浓度为1.6~2.7mol•L-1时对测定的影响。

结果表明:随硫酸溶液用量的增加,吸光度逐渐增大,并保持稳定;当硫酸溶液的用量大于1.5mL时,溶液浑浊,影响比色。试验选择9mol•L-1硫酸溶液的用量为0.5mL。

4.2.2硫酸铜溶液的用量

硫酸铜作为催化剂,能使显色完全的时间从60min缩短到约10min。按试验方法考察了4g•L-1硫酸铜溶液的用量对测定的影响。

结果表明:4g•L-1硫酸铜溶液的用量为0.25~0.80mL时,吸光度逐渐增大并保持稳定;当硫酸铜溶液的用量大于1.0mL时,形成白色硫氰酸铜沉淀影响比色,可加硫脲使沉淀消失。试验选择4g•L-1硫酸铜溶液的用量为0.5mL。

4.2.3硫脲溶液的用量

硫脲作为还原剂可将Mo(VI)还原为Mo(V)。

按试验方法考察了100g•L-1硫脲溶液的用量对测定的影响。

结果表明:不加硫脲溶液时,显色液浑浊,无法比色;硫脲溶液的用量在0.2~1.0mL时,显色体系的吸光度稳定;硫脲溶液的用量大于1.0mL时,显色体系的吸光度略有降低。试验选择100g•L-1硫脲溶液的用量为0.5mL。

4.2.4硫氰酸钾溶液的用量

按试验方法考察250g•L-1硫氰酸钾溶液的用量对测定的影响。

结果表明:250g•L-1硫氰酸钾溶液用量在0.2~1.0mL时,吸光度稳定。试验选择250g•L-1硫氰酸钾溶液的用量为0.2mL。

5结论

总之,采用氢氟酸、硝酸、硫酸溶解样品,方法简便可行,缩短分析时间,大部分共存离子对钼的测定基本无影响。特点是无需高温熔融设备,分析速度快,在5mL溶液中显色,所用试剂少,减少了对环境的污染。

参考文献

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论文作者:李雪

论文发表刊物:《基层建设》2019年第7期

论文发表时间:2019/6/26

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