含碘凹凸棒石分解实验研究

含碘凹凸棒石分解实验研究 第24卷第2期 2001年3月 非金属矿 N0n—Me~llicMines .24No2 Mar.2001 含碘凹凸棒石分解实验研究 刘新文吕金顺杨安仁吴培水 (天水师范学院化学系.天水741001)(甘肃建材地质总队) 摘要采用艰浸,碱溶(熔),酶溶等多种百涪对台磷凹凸棒石共生固体矿(乱.A)进行 甩碡量法和磷禹于选择性电辊电 了争解试验, 位法测定噼,比较了浸出噼的效栗.其中封闭式盐鞋燕浸法为最佳.其它较好时方 法还有碱熔法,封闭式锌粉还原法等 关键词碘凹凸棒石争解磷量法碡电辊电位浊 碘是人体必需元素,寻找和开发新的碘资源是 地质工作者的一项重要任务.而地质调查样品在合 理布点,正确采样的基础上,室内有效分解等前处理 工作,已成为获取可靠数据的关键步骤之一.在文 献中,针对含碘凹凸棒石共生固体矿(GL—A)中 碱 碘含量的浸提研究尚未见报道,笔者采用水浸法,溶(熔)法,酸溶法,封闭式锌粉还原法等分解GL-A 凹凸棒石,以碘量法和碘电极电位法测碘,对七种方 法作了研究和比较,确定其中四种分解方法较好,并 封闭式盐酸溶解法为最佳. 1资源概况 含碘凹凸棒石矿赋存于甘肃i商泽粘土石膏复合 矿床中.该矿产于第三系中新统自构河组(N;b)内 陆湖相膏盐沉积层中.矿体由杂色凹凸棒石粘土岩 和石膏层呈互层状组成,空间上受向斜构造控制,整 体形态呈"簸箕"状,矿床底板岩性为灰黑色砂岩,含 砂泥质石膏岩和泥岩(N).碘主要赋存于上层 (N,Nlb),下层(N,Nlb)凹凸棒石粘土 岩及底板Ni沉积岩层中.该矿种也可称为凹凸棒 石粘土共生固体碘矿. 2实验部分 2,1实验仪器与试剂pHS一3C离子酸度计,PI一1 型碘离子电极,马弗炉,半微量滴定管,217型甘汞 电极,试样分解装置等. 碘标液从北京计量局购得,其它试剂均为分析 纯,溶液用石英亚沸二次蒸馏去离子水配制.含碘 凹凸棒石共生矿体试样(GL—A)由甘肃建材地质总 队提供. 2,2样品的分解称取0.5000g过120目筛的试 样,分别按 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1所列方法进行分解试验.表1所列 分解条件(温度,时间,溶剂浓度及用量等),是结合 现有资料和新方法通过初步试验确定的.除 O,NaOH溶剂的为对比条件外,其余均为保证浸 出碘量达最大时,对应的最佳分解条件.如甩盐酸 热船GL—A时.由图1可知,加入30倍的1:1盐酸 溶剂时,在70?下,25rain内即可完成分船. 图1分解条件试验(1:1HC1) 选取浸出效果较好的方法,再改用封闭式装置 (回流吸收装置,或高温套管式定S装置)进行溶 (熔)解试验. 2,3刹定方法 2,3.1碘量法;取样品浸出液50ml,加250g/L KF10ml,100g/LEDTA5ml,200g/L酒石酸钾钠 10ml,以甲基红作指示剂,用H2SO4或NaOH调节 酸度到恰呈红色,加饱和溴水6ml,微沸2rain后,加 500g/L蚁酸钠10ml,煮沸2,3rain,玲却.用H2SO, 调酸度至pH为2,O一3,0,加2Og/L淀粉溶液2rrd, 50玑KI3ml,暗处密闭放置2min后,立即用 NaS203滴定至蓝色恰好消失】. NazS2O3试剂的标定:移取碘标液5,00ml,加 水至50ml,以下操作同上. 2.3,2碘离子电极电位法:取浸出液,先用SO 或NaOH小心中和至pH为5,0,6,0.加入100g/L Na3AsO35ml(若浸出液含有cl一,稀释后应使[c1]? 0,3mol/L)",加入lmi碘标液(i0,30mg/L),浸 入碘离子电极和甘汞电极,电磁搅拌4rain后,读取 电位值.第二次添加lml碘标液,搅拌2rain读数, 以后每次添加碘标液2ml,搅拌测定4,5次结束 以二次蒸馏去离子水作溶(熔)样试验,得试剂 空白值借格氏作图_Ii_法求得试样中的I含量. 表1试样分解方法比较 法溶(蜱)荆及用量王霎仪器蓑王分解采件 水浸注H2o,3Oral锥彤瓶(带搅拌)70,80?下磁力搅拌,遗握30min 3Oral不同最度的HCI,SO4,分刺用最,1:1,1:5各种琏直混和琏在70,80'(2下搅 酸溶法同上 HAc,HPq或混和酸掉热溶30mln 碱溶法NaOH(t0%),30rrJI同上同上 ?Na2Cg)3+NaOH(15'I),5g 用部分混台碱与试样拌匀,将剩舟碱均匀复盖其上, 碱蝽法?Na2CO]+NaOH+KOH(23N】坩埚.马弗炉 40~12'下熔再量15n~in,冷却,叠水浸溶 【7:t),5g 半熔法Nc.】+ZnO(32),5gAll坩埚,马弗炉混样方法同上,70012下,半熔30rain.冷却, 温水浸溶 升闭式?三走吸收平底蒸馏烧髓装置(吸收?控 制溶液擞沸,电磁搅拌,反应30rain 盐琏HCI(1l20mI液依次为水,5%NaOH)@聚四氟?控 制反应温度100"C 溶解法乙恃密封溶样装王 封闸式NaCO3+NaOH+KOH(2.3高温套管式定s装置(尾接5%同碱熔怯.冷却后. 用5%NaOH溶液洗涤套管等连挂 碱熔法171).5gNa0H吸故渡袁鸵 封闭式样品用3gZn粉拌匀,控制温度6o0?,还原30rain.自 辑*Zn柠,3g同上 多次用5%NaoH溶液洗涤管干 还原法然冷却后. 3结果与讨论 适用分解法的测定结果及回收率数据,见表2, 3所列. 3.1分解效果比较 1.各种溶浸方法中,热浸效果优于冷浸,封闭 式浸取优于敞开式. 2,水及碱溶法浸出液,经测试几乎无碘,完全 印证了凹凸棒石的特殊稳定结构ll和其中碘以难 溶性碘酸盐或碘化物方式存在的预先试验结论. 3.用H2S04,H3P04,HAc或其混合酸溶浸试 验时,虽然操作简便,但测试结果偏低,重现性差,采 用 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 加入法浸测时,回收率很低,而且浸出液中干 扰离子较多,对测定碘产生影响,不宜采用. 4.封闭式盐酸热溶法操作简便,时间短,分解 较完全,虽然仍有干扰,但可通过加入掩蔽剂消除. 测定结果,重现性及回收率最高,见表2,是首选的 浸出方法. 5,两种碱融法均具有样品分解转化完全等特 点,其效果以Na2CO]一NaOH—KOH法略好于 NazCC5一NaOH法.虽然封闭式操作较为繁琐,但与 敞开式比较,测定结果平均高出2.1%.说明在 400?下熔融矿样时,仍有极少量的含碘化合物挥发 损失.从测定结果看,封闭式碱熔法效果较好,故可 采用. 6.半熔法具有熔化后水处理快的优点,但测定 结果及回收率较低,这与该法在高达7??下操作, 含碘化合物挥发损失较大,熔荆的融透性差等因素 有关. 表2碘量法测定矿样中碘的数据及与回收率比较 /g{每次取样均为0,5000g) 分解可蝙号1得值加入r驯得值可法回收率/% 熔 ,r 闭258.850.olO7.19807.7 式357.9lO6.8978J 敞l5791117.29861 开258450.o1tl6.596274 盂3595lO8.4974J 抖1598108.19781 闸258450o107898.6细83 式36(14107598.6J 153.298290.0 鲁诖254.15(1.098.789.6>887 351.695.0868』 7.封闭式锌粉热还原法,操作较繁,但干扰较 少,测定结果及回收率均不低,是一种可供尝试的分 解方法.J 3.2干扰离子试验在碘量法测定中,氧化性离子 严重干扰测定.经试验,该矿中的主要氧化性离子 为Fe3'(40,6g?kg),Ci12(0,0042g?kg, (0,54g?kg一),Hg(0,023g-kg),(下转第31页) 7 4 ,?? ! 舛舛 403 叮叫 0 鲫 i " ; 敞开式 碱 》 鸲鸲 ?叭叭 鲫 拍" 一 物料过程中,传热传质时间短,热损失少,投料时不 需对物料进行稀释,降低了干燥能耗,而且干燥粉碎 一 体化,是活性白土滤饼理想的干燥设备. 图2闪蒸式干燥机I作原理及过程 鼓风机.2热源;3.干燥机;4.旋风分离嚣;5一布袋恃尘器6.引风机 水无帆酸 度带运输机坭浆摹耐酸管 耀矿—+璋崭帆———贮禁池———-活化池——v-件却恺 瞎辅进帆耐睦幂耐酸管 产品??一闪燕式干份啐机?._——一过滤机?I_—一韧洗池 图3活性白土连续生产I艺流水线 2.5变不连续作业为连续流水作业传统的活性 白土湿法生产工艺为不连续作业,各工艺段间没有 很好地形成流水线,劳动强度大,生产效率低,损失 率高,粉尘及废液对环境污染严重,较严重地危害工 人健康.将其部分工艺和设备进行改造,就可形成 连续流水作业,在很大程度上可改变落后现状连 续流水生产工艺及其设备连接方式,见图3. 3结语 川西北膨润土矿资源丰富,质量好,是生产高效 活性白土的好原料.在西部大开发的过程中,西部 的活性白土市场非常巨大.川北膨润土企业应抓 住这一历史良机.重视活性白土传统工艺的改造,优 化其生产,经营规模,特别是针对现有的湿法生产工 艺特点及存在的问题.分类择优,将现代选矿,化工, 环保等领域使用的先进高效设备引入活性白土生产 工艺中,加快旧工艺改造.努力实现降低部分工艺段 设备投资,生产成本和劳动强度,提高产品质量和生 产效率,以及有利于环境保护的技改目的 参考文献 1汪镜亮膦河土的某些加工和应用.矿产蛀台利用.I991(2) 2蒋引珊等油脂脱色用t垒他活性脖润土国内斗发展近况非金 属矿,1992(6) 3张希衡水号染拉工程.北审:冶金工业出扳社,1993 4周丰省工业水处理植束.北市:他荦工业出扳社,1999 收稿日期200012-28 (上接第19页)其它干扰离子有Pb(0.19g- kg),Ca2(33g-kg)等.在该测定方法中,通 过在溶液中,加入KF,EDTA,酒石酸钾钠,井控制 pH为2,0,3,0,可有效地掩蔽干扰. 表3电位法测定碘的数据及回收率(仅对封闭式 碱熔法和盐酸溶浸法进行测定)/g 分解方法蝠号测得值加I刊稃值方法回收卓/% 封闭五】583108.4 s.259.550.01080 碱蝽法356.8106.I 封闭式】594"?899701 盐i皇溶258950O108.298686 浸法360,2109899.2J 在碘电极电位法中,能使电极中毒的强干扰离 子,CN--等在试样中不存在.经试验,若加 入离子强度缓冲溶液(ISAB)控制共存离子浓度 (mol-L)不超过:C10.5,Br一10,P2× lO,Fe]2×105,Cu210,,Pb25×10,,Zn25 ×10,c4×10,,测定误差在4%以下.其 它常见离子无干扰.在pH为5.0,6.0条件下, 加入Na~AsO可使Fe"还原为Fez,使样液中各 种价态的碘素(IO,1等)还原并稳定为I一. 4结语 含碘凹凸棒石矿样具有较强的吸附性,脱色除 臭性,高温灼烧时稍有颜色变化等物化特性.不同 层位矿样,碘含量高低不一,一般在0.001%, O.53%之间,含量较高的矿层可作为碘矿开采. 参考文献 1罔俊明等.分析试验宜.1998.17(6):49 2王毽芳.岩矿测试.1988.7(4):304 3鹿丽翠.岩矿测试.1992.11(3):286 4邓淮萍.黄金.1993,14(9):48 5罔俊明等.地质实验室.1998.14(2);73,75 6文玉芳理化世验(化).1994.30(1):43 7岩石矿枷分析委员鲁.岩石矿枷分析(第3版)北京:地质出 版社.1991:844 8分析他学中分解方法手册(英文)国际魂l试书籍心司.1979 9中科院青海盐湖研究所分析室蝙.卤水和盐的分析方法(第二 版)北京:科学出版社.1988:70 10黄建培等蝙.离干选择性电帆曲原理麓应甩.北京:新时代 出版社.I982 l1吴国朵分析他学.1980.8(4):323 I2丰振海等活性凹凸倬生物活性及其性胄巳研览非金属矿 】998(5':24,26 收描日期:200009—28 31—