CN103983752B

CN103983752B - 同矿源不同批次凹凸棒石粘土含量的快速检验方法

Info

Publication number: CN103983752B
Application number: CN201410190063.8A
Authority: CN
Inventors: 朱来东; 王永斌; 陈馨; 李文东; 王光宁; 吉鸿安; 赵海军
Original assignee: Northwest Research Institute of Mining and Metallurgy
Current assignee: Northwest Research Institute of Mining and Metallurgy
Priority date: 2014-05-07
Filing date: 2014-05-07
Publication date: 2016-01-13
Anticipated expiration: 2034-05-07
Also published as: CN103983752A

Abstract

本发明公开一种同矿源不同批次凹凸棒石粘土含量的快速检验方法，将试样破碎、磨细制备得到原矿试样，另将同样磨细的原矿样用稀六偏磷酸钠溶液充分分散提纯得到提纯试样，然后以滤纸作外指示剂，分别用次甲基蓝标准溶液滴定，测得原凹凸棒石试样和提纯后凹凸棒石试样的吸蓝体积，根据公式和合格矿样数据换算，计算得到原试样中凹凸棒石含量。本发明方便检验是否掺假、以次充好等情况，无需购置专门昂贵的检验仪器，节省大量的费用。

Description

同矿源不同批次凹凸棒石粘土含量的快速检验方法

技术领域

本发明涉及硅酸盐类粘土矿含量分析方法，特别涉及一种同矿源不同批次凹凸棒石粘土含量的快速检验方法。

背景技术

凹凸棒石粘土是指以凹凸棒石为主要组成部分的一种粘土矿，主要产在江苏盱眙、六合和安徽嘉山，近年来先后在四川、山东、甘肃、山西、贵州、内蒙、湖北、河北等地发现了一批矿床(点)。凹凸棒石又名坡缕石或坡缕缟石，是一种层链状结构的含水富镁铝硅酸盐粘土矿物，其理想分子式为：(Mg，Al，Fe)₅Si₈O₂₀(HO)₂(OH₂)₄·4H₂O，理论化学成分为：SiO₂56.96%；(Mg，Al，Fe)O23.83%；H₂O19.21%。由于凹凸棒石内部多孔道，比表面大，大部份的阳离子、水分子和一定大小的有机分子均可直接被吸附进孔道中，电化学性能稳定，不易被电解质所絮凝，在高温和盐水中稳定性良好，因而广泛应用于各行业领域，有“千土之王”、“万用之土”等美誉。

国内凹凸棒石含量的分析目前尚未制定国家标准，行业内一般参照江苏省地方标准DB32/T1220-2008《凹凸棒石粘土测试方法》提出的X射线衍射法和红外吸收光谱法执行。凹凸棒石X衍射分析方法是，称取一定量试样，与一定量标准内标物质（蛇纹石）混合后制片，在X射线衍射仪上测定试样的X射线衍射图，根据凹凸棒石d₁₁₀=10.5??衍射峰强度与混入试样的内标物质蛇纹石d₀₀₁=7.3??衍射峰相比较，再由凹凸棒石纯矿物配制的系列标准曲线，计算得到试样中凹凸棒石的矿物含量。凹凸棒石红外吸收分析是称取一定量试样，与一定量溴化钾混合后压片，在红外分光光度计上测定试样的红外吸收光谱图，再根据3546cm^-1（3550cm^-1）吸收谱带的出现及强度，由凹凸棒石纯矿物配制的系列标准曲线，利用峰高法计算试样中凹凸棒石的矿物含量。

凹凸棒石粘土的主要矿物成分为凹凸棒石、蒙脱石、白云石、水云母、蛋白石、石英等，X射线衍射法和红外吸收光谱法虽然能够根据凹凸棒石与其他矿物区别的特征标志进行凹凸棒石矿物的定性和定量分析，但每次检测都采用此类方法就需要借助价值较贵的专业精密仪器，加工使用企业难以购置、使用和维护；另外X射线衍射法和红外吸收光谱法过程比较繁琐，需专业分析人员才能进行，不利于凹凸棒石矿加工企业或使用企业将凹凸棒石作为常量进行常规批次检验分析，也不利于在某些需要快速判断分析凹凸棒石及其含量的场合使用。

发明内容

本发明的目的是克服现有分析技术中的不足，提供一种同矿源不同批次凹凸棒石粘土含量的快速检验方法。

本发明采用的技术方案是：同矿源不同批次凹凸棒石粘土含量的快速检验方法，包括如下步骤：以常规方法配制亚甲基蓝标准溶液。对合格样品进行检测，将合格的检验样品提纯得到提纯的凹凸棒石粘土，再采用X射线衍射法或红外吸收光谱法测定提纯的凹凸棒石粘土含量的平均值K_B，再取提纯后凹凸棒石粘土Yg用下述方法测出吸蓝体积平均值V_B；提纯具体操作为：取直径不大于0.075mm的合格样品100g，放入实验容器，加蒸馏水800ml，加10％六偏磷酸钠溶液100m1，充分搅拌6～24h使试样完全分散成均匀糊体，然后静置3～10h，用虹吸法抽出上层浑浊液过滤，滤纸上得到约1～5g样品，将所得样品在105℃±3℃条件下干燥至恒重，烘干后的样品置于干燥器中冷却至室温，作为测定吸蓝量的提纯的凹凸棒石粘土。测定其中一个批次的凹凸棒石粘土含量，制备送检批次试验样，取代表性的凹凸棒石粘土样品不少于5kg，经风干、破碎、研磨、过筛，(优选的，制备送检批次试验样时送检样经风干、破碎后先过1mm孔径试验筛，再研磨后过0.075mm孔径试验筛),制成直径不大于0.075mm的颗粒，四分法缩分取出两份100g样品，一份供试验用，一份做副样存留，试验用试样在105℃±3℃条件下干燥至恒重，再在干燥器中冷却至室温，作为测定吸蓝量的送检批次试验样；测定送检批次试验样吸蓝体积：称取Yg的送检批次试验样，置于容器内加水润湿，搅拌分散（磁力搅拌器上分散5分钟）,再加入焦磷酸钠溶液(浓度为1%，加入量20ml)，继续搅拌2～3min，然后加热至微沸(采用电炉加热，微沸时间2min)，取下冷却至25±5℃，然后边搅拌边用滴定管滴加亚甲基蓝标准溶液，滴加亚甲基蓝溶液时开始可预滴以往批次测定所需用量的三分之二，搅拌使其充分反应，以后每次滴加1～2ml，搅拌后取一滴滴定后的试液在中速定量滤纸上，观察蓝色斑点周围是否出现淡蓝色晕环，若未出现，则继续滴加亚甲基蓝溶液，当开始出现蓝色晕环后，继续搅拌2min，再取一滴滴定后的试液在中速定量滤纸上，观察是否还出现淡蓝色晕环，若仍出现淡蓝色晕环，表明已到终点，记录滴定体积V_A，若不再出现淡蓝色晕环，继续滴加亚甲基蓝溶液，重复以上操作，直到淡蓝色晕环连续两次出现，表明已到终点，记录滴定体积V_A。

计算该批次凹凸棒石粘土的含量：

计算式：M_A=K_B·V_A/V_B（%）式中：

M_A—送检样凹凸棒石粘土含量，%；

V_A—送检样吸蓝体积，mL；

K_B—合格样品提纯后凹凸棒石粘土含量的平均值，%；

V_B—合格样品提纯后吸蓝体积，mL。

K_B、V_B经过一次测定后可不再测，作为保留数据备份，新批次检测时只需测V_A即可，用K_B、V_B的保留数据就容易算出M_A；若矿物来源变化，就需重新测定K_B、V_B，这样只需对每个矿源的合格样品进行一次精确的X射线衍射法或红外吸收光谱法，然后保留数据。

本发明的有益效果是：很方便的检验纯度、是否掺假、以次充好等情况，仅需用本方法测出吸蓝量，可计算送检样凹凸棒石粘土含量，也可与以往测定的吸蓝量加以比较，就可大致确定该批次货物是否合格，甚至按照矿企提供的合格样品的数据就能加以计算或比较无需精密仪器检测，不必每次检测都到检测机构检测，无需购置专门昂贵的检验仪器，节省大量的费用，普通化验员一学就会，无需专门培训，检验快速、误差小。可作为凹凸棒石矿加工企业或使用企业进行常规批次检验分析，也可在某些需要快速判断分析凹凸棒石及其含量的场合使用。

具体实施方式

以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

以常规方法配制亚甲基蓝标准溶液[c(C₁₆H₁₈N₃SCl)=0.005mol/L]：准确称取2.3380g分析纯亚甲基蓝试剂（三水亚甲基蓝(C₁₆H₁₈N₃SCl·3H₂O)，相对分子质量373.9，试剂在使用前应一直在干燥器中密封避光储存）至于250mL烧杯中，使其充分溶解于蒸馏水，移入1000ml棕色容量瓶中用水稀释至刻度，摇匀。对合格样品进行检测，将合格的检验样品提纯得到提纯的凹凸棒石粘土，再采用X射线衍射法或红外吸收光谱法测定提纯的凹凸棒石粘土含量的平均值或范围值K_B，取0.2g±0.001g提纯后凹凸棒石粘土用吸蓝量法测出的吸蓝体积平均值或范围值V_B；提纯具体操作为：取直径不大于0.075mm的合格样品100g，放入实验容器，加蒸馏水800ml，加10％六偏磷酸钠溶液100m1，充分搅拌6～24h使试样完全分散成均匀糊体，然后静置3～10h，用虹吸法抽出上层浑浊液过滤，滤纸上得到约1～5g样品，将所得样品在105℃±3℃条件下干燥至恒重，烘干后的样品置于干燥器中冷却至室温，作为测定吸蓝量的提纯的凹凸棒石粘土。测定其中一个批次的凹凸棒石粘土含量，制备送检批次试验样，取代表性的凹凸棒石粘土样品不少于5kg，经风干、破碎、研磨、过筛，(优选的，制备送检批次试验样时送检样经风干、破碎后先过1mm孔径试验筛，再研磨后过0.075mm孔径试验筛),制成直径不大于0.075mm的颗粒，四分法缩分取出两份100g样品，一份供试验用，一份做副样存留，试验用试样在105℃±3℃条件下干燥至恒重，再在干燥器中冷却至室温，作为测定吸蓝量的送检批次试验样；测定送检批次试验样吸蓝体积：称取0.2g±0.001g的送检批次试验样，置于容器内加水润湿，搅拌分散（磁力搅拌器上分散5分钟）,再加入焦磷酸钠溶液(浓度为1%，加入量20ml)，继续搅拌2～3min，然后加热至微沸(采用电炉加热，微沸时间2min)，取下冷却至25±5℃，然后边搅拌边用滴定管滴加亚甲基蓝标准溶液，滴加亚甲基蓝溶液时开始可预滴以往批次测定所需用量的三分之二，搅拌使其充分反应，以后每次滴加1～2ml，搅拌后取一滴滴定后的试液在中速定量滤纸上，观察蓝色斑点周围是否出现淡蓝色晕环，若未出现，则继续滴加亚甲基蓝溶液，当开始出现蓝色晕环后，继续搅拌2min，再取一滴滴定后的试液在中速定量滤纸上，观察是否还出现淡蓝色晕环，若仍出现淡蓝色晕环，表明已到终点，记录滴定体积V_A，若不再出现淡蓝色晕环，继续滴加亚甲基蓝溶液，重复以上操作，直到淡蓝色晕环连续两次出现，表明已到终点，记录滴定体积V_A。

计算该批次凹凸棒石粘土的含量：

计算式：M_A=K_B·V_A/V_B（%）式中：

M_A—送检样凹凸棒石粘土含量，%；

V_A—送检样吸蓝体积，mL；

K_B—合格样品提纯后凹凸棒石粘土含量的平均值，%；

V_B—合格样品提纯后吸蓝体积，mL。

实施例1：

按上述方法测得某凹凸棒石矿床K_B值为95%，V_B=55ml，V_A=30ml，计算M_A=95%×30/55=51.8%，用红外吸收光谱法测得的原矿样凹凸棒石含量为49.2%，采用该方法测得的原矿样凹凸棒石含量其绝对差值小于2.6%。

实施例2：

按上述方法测得某凹凸棒石矿床K_B值为95%，V_B=55ml，V_A=24ml，计算MA=95%×24/55=41.5%，用红外吸收光谱法测得的原矿样凹凸棒石含量为43.8%，采用该方法测得的原矿样凹凸棒石含量其绝对差值为2.3%。

实施例3：

按上述方法测得某凹凸棒石矿床K_B值为93%，V_B为=48ml，V_A=16ml，计算MA=93%×16/48=31.0%，用红外吸收光谱法测得的原矿样凹凸棒石含量为32.2%，可见，采用该方法测得的原矿样凹凸棒石含量其绝对差值为1.2%。

实施例4：

按上述方法测得某凹凸棒石矿床K_B值为93%，V_B=48ml，V_A=12ml，计算M_A=93%×12/48=23.3%，用红外吸收光谱法测得的原矿样凹凸棒石含量为26.0%，可见，采用该方法测得的原矿样凹凸棒石含量其绝对差值为2.7%。

实施例5：

按上述方法测得某凹凸棒石矿床K_B值为93%，V_B=48ml，V_A=5ml，计算M_A=93%×5/48=9.7%，用红外吸收光谱法测得的原矿样凹凸棒石含量为7.5%，可见，采用该方法测得的原矿样凹凸棒石含量其绝对差值2.2%。

从以上实施例看，采用该方法测得的原矿样凹凸棒石含量与精确方法测得的值绝对差值小于3%，可基本判断某批次凹凸棒石的含量是否合格。

Claims

1.同矿源不同批次凹凸棒石粘土含量的快速检验方法，其特征是，包括如下步骤：A、测定其中一个批次的凹凸棒石粘土含量，制备送检批次试验样，取代表性的凹凸棒石粘土样品不少于5kg，经风干、破碎、研磨、过筛，制成直径不大于0.075mm的颗粒，四分法缩分取出两份100g样品，一份供试验用，一份做副样存留，试验用试样在105℃±3℃条件下干燥至恒重，再在干燥器中冷却至室温，作为测定吸蓝量的送检批次试验样；测定送检批次试验样吸蓝体积：称取Yg的送检批次试验样，置于容器内加水润湿，搅拌分散，再加入焦磷酸钠溶液，继续搅拌，然后加热至微沸，取下冷却至25±5℃，然后边搅拌边用滴定管滴加亚甲基蓝标准溶液，滴加亚甲基蓝溶液时开始可预滴以往批次测定所需用量的三分之二，搅拌使其充分反应，以后每次滴加1～2ml，搅拌后取一滴滴定后的试液在滤纸上，观察蓝色斑点周围是否出现淡蓝色晕环，若未出现，则继续滴加亚甲基蓝溶液，当开始出现蓝色晕环后，继续搅拌2min，再取一滴滴定后的试液在滤纸上，观察是否还出现淡蓝色晕环，若仍出现淡蓝色晕环，表明已到终点，记录滴定体积V_A，若不再出现淡蓝色晕环，继续滴加亚甲基蓝溶液，重复以上操作，直到淡蓝色晕环连续两次出现，表明已到终点，记录滴定体积V_A；

B、对合格样品进行检测，将合格的检验样品提纯得到提纯的凹凸棒石粘土，再采用X射线衍射法或红外吸收光谱法测定提纯的凹凸棒石粘土含量的平均值K_B，再取提纯后凹凸棒石粘土Yg用A所述方法测出吸蓝体积平均值V_B；

C、计算该批次凹凸棒石粘土的含量：

计算式：M_A=K_B·V_A/V_B（%）式中：

M_A—送检样凹凸棒石粘土含量，%；

V_A—送检样吸蓝体积，mL；

K_B—合格样品提纯后凹凸棒石粘土含量的平均值，%；

V_B—合格样品提纯后吸蓝体积，mL。

2.如权利要求1所述的同矿源不同批次凹凸棒石粘土含量的快速检验方法，其特征是，步骤B提纯具体操作为：取直径不大于0.075mm的合格样品100g，放入实验容器，加蒸馏水800ml，加10％六偏磷酸钠溶液100m1，充分搅拌6～24h使试样完全分散成均匀糊体，然后静置3～10h，用虹吸法抽出上层浑浊液过滤，滤纸上得到约1～5g样品，将所得样品在105℃±3℃条件下干燥至恒重，烘干后的样品置于干燥器中冷却至室温，作为测定吸蓝量的提纯的凹凸棒石粘土。

3.如权利要求1所述的同矿源不同批次凹凸棒石粘土含量的快速检验方法，其特征是，所述步骤A制备送检批次试验样时送检样经风干、破碎后先过1mm孔径试验筛，再研磨后过0.075mm孔径试验筛。

4.如权利要求1所述的同矿源不同批次凹凸棒石粘土含量的快速检验方法，其特征是，所述步骤A加水润湿后，搅拌分散时用磁力搅拌器上分散5分钟。

5.如权利要求1所述的同矿源不同批次凹凸棒石粘土含量的快速检验方法，其特征是，所述步骤A焦磷酸钠溶液浓度为1%，加入量20ml。

6.如权利要求1所述的同矿源不同批次凹凸棒石粘土含量的快速检验方法，其特征是，所述步骤A加入焦磷酸钠溶液后继续搅拌的时间为2～3min。

7.如权利要求1所述的同矿源不同批次凹凸棒石粘土含量的快速检验方法，其特征是，所述步骤A加热至微沸时采用电炉加热，微沸时间2min。

8.如权利要求1所述的同矿源不同批次凹凸棒石粘土含量的快速检验方法，其特征是，所述步骤A滤纸为中速定量滤纸。