工业分析课程设计-- 硅酸盐岩石分析

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1、课 程 设 计 报 告 书 题 目： 硅酸盐岩石分析 系 部： 化工系 专 业： 工业分析与检验 2013 年 5 月 目录 第一章 概述 4 1.1 岩石全分析的意义 .4 1.2 硅酸盐岩石的组成和分析项目 . .4 一、 二氧化硅的测定.4 二、 氧化铝的测定.7 三、 氧化铁的测定.9 四、氧化钛的测定10 五、氧化锰的测定11 六、氧化钙的测定.12 七、氧化镁的测定.14 八、烧失量的测定15 1.3 硅酸盐岩石全分析的试样分解方法 16 1.4 硅酸盐岩石的分析系统 18 第二章 采样 . 18 2.1 采样的重要性 . 19 2.2 硅酸岩的采集方法及取样量岩石试样 19 第三

2、章 制样 . 20 3.1 制样的重要性 21 3.2 制样的基本程序 21 3.3 确定缩分次数及分析试样量 22 第四章 测定过程及原理 22 一、 硅 . 24 二、钙、镁的测定 25 三、锰 25 四、磷 . 26 五、 CO2和有机酸 26 六、灼烧减量的测定(用分析天平) 26 第五章 数据处理 28 第六章 设计小结（体会和建议） . 28 参考文献 29 第一章 概述 1.1 岩石全分析的意义 岩石，是固态矿物或矿物的混合物，其中海面下的岩石称为礁、暗礁及暗沙，由一种或多种矿物组 成的，具有一定结构构造的集合体，也有少数包含有生物的遗骸或遗迹（即化石） 。岩石有三态：固态、 气

3、态（如天然气） 、液态（如石油） ，但主要是固态物质，是组成地壳的物质之一，是构成地球岩石圈的 主要成分。 在地质学中，不仅矿物定名，需要全分析结果。而且根据岩石全分析结果，还可以了解岩石内部成 分的含量变化，元素在地壳内部的迁移情况和变化规律、元素的集中和分散，岩浆的来源及可能出现的 矿物，可以进行矿体岩的相划分与对比，阐明岩石的成因，进行成矿规律的研究，指导地址普查勘探工 作等。 在工业建设方面，首先，许多岩石和矿物，其本身就是工业上、国防上的重要材料和原料，如硅酸 岩中的云母、长石、石棉、高岭石、石英砂等；碳酸盐岩石中的大理石、白云石、石灰石等；硅酸盐岩 石中的磷灰石、独居石等。其次，有

4、许多元素，如锂、铍等提取，主要取决于硅酸盐岩石。 1.2 硅酸盐岩石的组成和分析项目 硅酸盐岩石的组成 所谓硅酸盐指的是硅、氧与其它化学元素（主要是铝、铁、钙、镁、钾、钠等）结合 而成的化合物的总称。它在地壳中分布极广，是构成多数岩石（如花岗岩）和土壤的主要 成分。 从结构上看，硅酸盐岩石和矿物实际上并不是简单的由 SiO2和金属氧化物组成的。它 们的基本结构单元是 SiO4硅氧四面体。这些硅氧四面体以单个或通过公用氧原子连接存在 于小的基团、小的环状、无限的链或层中。 分析项目 一、 二氧化硅的测定 1. 方法提要 试样经 NaOH 熔融分解，硅的化合物转化为易于分解的的硅酸钠，而金属氧化物

5、则转 化为氢氧化物。熔融物以适量热水及浓盐酸浸取，金属氢氧化物即转化为热氯化物，硅酸 钠转化为硅酸，部分仍以水溶胶状留在溶液中。然后，在浓盐酸溶液中加入动物胶，促使 硅酸凝聚、沉淀：此后过滤、灼烧，即得二氧化硅。 按照胶体相互聚沉的原理，当用动物胶凝聚可溶性二氧化硅时，试液的酸度、凝聚时 的温度、动物胶的浓度都会影响动物胶对硅酸的凝聚作用。因此，凝聚二氧化硅溶胶必须 注意以下几点： 试液中浓盐酸的量应维持在 30以上（体积百分比） 。 加动物胶时试液温度控制在 60-70oC， 温度高于 80 时， 动物胶的凝聚作用会大降低。 动物胶加入的数量过多或不足，不仅对二氧化硅水溶胶会失去凝聚作用，甚

6、至反而 会保护水溶胶。 2. 所需试剂 氢氧化钠 A.R（固体粒状） 盐酸 A.R（比重 1.19g） 1动物胶水溶液：取 1 克动物胶溶于 100 毫升热水中（随配随用） 5：95 的盐酸洗液 3.分析手续 精确称取研细并在 105-110 oC 下干燥过的试样 0.5-1.0 克于银钳埚中，慢慢加入 5 克 NaoH,在低温炉或酒精灯上以小火加热，使 NaOH 溶化，然后逐渐升温至 600-650 oC 进行熔 融，保持 10-15 分钟（附注） 。取出冷却后，以热水洗出熔块于 500 毫升烧杯中，粘附 在坩埚壁上面的熔融物可用带有橡皮头的玻璃棒擦洗下来。 于所得溶液中，加入 15 毫升浓盐酸，将烧杯置于水浴上蒸发至呈潮湿盐状，加入 10 毫升浓盐酸放置过夜（如工作急需，在加入盐酸后可加热近沸，稍冷，按下述手续进行） 。 烧杯置于 70 oC 水浴中，当杯中液体到达水浴的温度时，加入新鲜配制的 1动物胶溶 液 10 毫升，同时用玻璃棒剧烈搅拌 4-5 分钟。再在水浴上保温 10 分钟。然后，将烧杯取 出，待