礦石中氧化鋁的多種分析測試方法比對

葛艷梅

摘 要：通常情況下，礦石中氧化鋁的前處理一般依據(jù)GB/T14565-93及DZG93-05分別采用Na2CO3及NaOH堿熔前處理溶礦， EDTA絡(luò)合返滴定容量法測定礦石中氧化鋁的含量，結(jié)果準(zhǔn)確，重現(xiàn)性好，卻費時相對較長。本文主要提出了采用鹽酸、硝酸、硫酸、高氯酸、氫氟酸，加熱溶解，鹽酸、硝酸、王水浸提等多種礦石中三氧化二鋁的熔（溶）礦及分析測試方法，引入的氫氟酸有效打開礦物中的硅酸鹽，使溶樣更加完全，測試體系更純凈，操作簡便。試驗結(jié)果表明，酸溶溶礦樣品更適于采用DZG93-05EDTA絡(luò)合醋酸鋅容量法（pH～5.9）及ICP-OES法進(jìn)行測定，對于氧化鋁含量低于20%的礦石樣品，并不含有一水硬鋁石的礦物，酸溶溶礦法測定礦石中氧化鋁的含量結(jié)果可靠，有較強(qiáng)的普遍性和適用性。

關(guān) 鍵 詞：礦石；氧化鋁；測定

中圖分類號：O 657 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1671-0460（2016）08-2041-03

Abstract： In general， Na2CO3 and NaOH are used to treat the ore based on GB/T14565-93 and DZG93-05 respectively， and the content of alumina in the ore is determined by EDTA. In this paper， hydrochloric acid， nitric acid， sulfuric acid， perchloric acid， hydrofluoric acid， heating dissolving， hydrochloric acid， nitric acid， aqua regia were respectively used to treat the ore for determination of aluminum oxide in the ore， introduction of hydrofluoric acid effectively dissolved silicate minerals， the test system was purer， the operation was simple. The experiment results show that， ICP-OES method and DZG93-05EDTA complexed zinc acetate volumetric method are more suitable for determination of acid dissolved ore samples； for the ore samples with alumina content of less than 20% and without diaspore mineral， acid-leaching method is reliable for determination of aluminum oxide in the ore samples， and has strong universality and applicability.

Key words： ore； alumina； determination

氧化鋁是典型的兩性氧化物，通常情況下，分析測試人員都采用堿熔溶礦及EDTA絡(luò)合返滴定容量法測定礦石中氧化鋁的含量。然而，目前人們發(fā)現(xiàn)的三氧化二鋁有八種晶體結(jié)構(gòu)，最常見的為alpha型和gama型，前者是最穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，既不溶于酸又不溶于堿，只有高溫熔融下才會與酸堿反應(yīng)；后者結(jié)構(gòu)不致密，因此活潑性高，又稱活性氧化鋁，既溶于酸，又溶于堿，很大程度確定了礦石中氧化鋁酸溶溶礦的可能性[1-3]。

礦石中氧化鋁的前處理一般依據(jù)GB/T14565-93及DZG93-05分別采用Na2CO3及NaOH堿熔前處理溶礦，結(jié)果準(zhǔn)確，重現(xiàn)性好，但費時較長。采用鹽酸、硝酸、硫酸、高氯酸、氫氟酸，加熱溶解，鹽酸、硝酸、王水浸提，引入的氫氟酸有效打開礦物中的硅酸鹽，使溶樣更加完全，測試體系更為純凈，且操作簡便[4，5]。由于Al3+易水解，在最高允許酸度（pH～4.1）時，其水解副反應(yīng)已相當(dāng)明顯，并可能形成多核羥基絡(luò)合物如[Al2（H2O）6（OH）3]3+等，這些多核羥基絡(luò)合物不僅與EDTA絡(luò)合緩慢，并可能影響Al3+與EDTA的絡(luò)合比，從而影響測定結(jié)果[6，7]。

1 實驗部分

1.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液和主要試劑：

鹽酸、硝酸、硫酸、高氯酸、氫氟酸：均為分析純。

氫氧化鈉、碳酸鈉：均為分析純。

實驗用水為二次蒸餾水，由超純制水機(jī)制備，電阻率大于18 MΩ?cm。

1.2 試驗方案

表1為試驗方案。

表2是IRIS Intrpid-Ⅱ型發(fā)射光譜分析鋁元素選用的分析波長和觀測方式。表3是Na2CO3、 NaOH熔融樣品、硫酸銅容量法、醋酸鋅容量法測定氧化鋁含量的數(shù)據(jù)。表4 是硫酸、氫氟酸、硝酸、鹽酸分解樣品，分別用10 mL 50%的鹽酸、硝酸、王水復(fù)溶，硫酸銅容量法、醋酸鋅容量法、ICP-OES測定氧化鋁含量的數(shù)據(jù)。表5 是高氯酸、氫氟酸、硝酸、鹽酸分解樣品，分別用10 mL 50%的鹽酸、硝酸、王水復(fù)溶，硫酸銅容量法、醋酸鋅容量法、ICP-OES測定氧化鋁含量的數(shù)據(jù)。

1.3 實驗方法：

方案A/B：稱取0.500 0 g礦樣按GB/T14565-93及DZG93-05采用Na2CO3及NaOH堿熔，HCl酸化后定容250 mL容量瓶，分取一定體積，硫酸銅容量法/醋酸鋅容量法測定氧化鋁含量，數(shù)據(jù)見表3。

方案C：稱取0.200 0 g礦樣于聚四氟乙烯坩堝中，少量水潤濕，加入2 mL H2SO4，10 mL HF，10 mL王水，在低溫電熱板上蒸至白煙冒盡，再分別加入10 mL 50% HCl、10 mL 50% HNO3、10 mL 20%王水復(fù)溶數(shù)分鐘，用水轉(zhuǎn)移至100 mL容量瓶內(nèi)定容，分取一定體積，硫酸銅容量法/醋酸鋅容量法/ICP-OES法測氧化鋁含量，數(shù)據(jù)見表4。

方案D：稱取0.200 0 g礦樣于聚四氟乙烯坩堝中，少量水潤濕，加入2 mL HClO4，10 mL HF，10 mL王水，在低溫電熱板上蒸至白煙冒盡，再分別加入10 mL 50% HCl、10 mL 50% HNO3、10 mL 20%王水復(fù)溶數(shù)分鐘，用水轉(zhuǎn)移至100 mL容量瓶內(nèi)定容，分取一定體積，硫酸銅容量法/醋酸鋅容量法/ICP-OES法測氧化鋁含量。數(shù)據(jù)見表5。

2 結(jié) 果

本方法鋁元素選擇多條分析線，通過試驗最終確定了信噪比大，干擾少的分析線，IRIS Intrpid-Ⅱ型發(fā)射光譜是垂直觀測，見表2。

3 結(jié) 論

本文對兩個國家級粘土標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和一個國家一級巖石標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行樣品分解和檢測方式的試驗，通過檢測數(shù)據(jù)分析來看，三氧化二鋁含量在16%以下的樣品，酸溶分解樣品、堿熔分解樣品，容量法測定三氧化二鋁的結(jié)果都能滿足要求，硫酸銅容量法、醋酸鉛容量法以及ICP-OES測定的結(jié)果都能滿足要求。三氧化二鋁含量在20～39%以上的樣品，酸溶分解樣品和堿熔分解樣品的容量法結(jié)果都能滿足規(guī)范要求，ICP-OES測定的結(jié)果有偏低傾向，所以對于不含一水硬鋁石的樣品酸分解和堿熔分解都可以，硫酸銅容量法、醋酸鉛容量法也都可以，都滿足規(guī)范要求。對于三氧化二鋁含量大于16%的樣品ICP-OES測定結(jié)果不可用。酸溶分解樣品復(fù)溶酸的選擇，從表1和表2的數(shù)據(jù)看50%鹽酸和王水效果接近，并卻效果較好。50%硝酸復(fù)溶的數(shù)據(jù)明顯偏低，所以復(fù)溶酸采用鹽酸和王水不采用硝酸。硫酸、氫氟酸、硝酸、鹽酸分解樣品和高氯酸、氫氟酸、硝酸、鹽酸分解樣品效果都比較好，分析數(shù)據(jù)接近，都滿足規(guī)范要求。

參考文獻(xiàn)：

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