内蒙古某铁矿中铌的物相分析
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发布时间：2024-04-08 19:25
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时间：2024-04-17 21:20
方法提要
本方法可测定易解石（（Ce，Th）（Nb，Ti）2O6）、黄绿石（CaNaNb2O6F）、铌钙矿（CaNb2O6）、铌铁矿（Fe，Mn）（Nb，Ta）2O6）、钛铁金红石和分散相（主要为磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿、白云石、萤石、钛铁矿、氟碳酸盐、稀土矿物等）中铌。试样于500℃灼烧后，用40g/L NH4F溶液浸取易解石。用120g/L NH4F溶液浸取易解石和黄绿石，差减得黄绿石。用HCl⁃NH4F浸取铌钙矿。残渣用稀HCl⁃HF浸取铌铁矿。最终残渣为钛铁金红石。分相后用氯代磺酚C或5⁃Br⁃PADAP吸光光度法测定Nb的含量。分析流程见图1.33。
流程A
试样1.0g，在瓷坩埚中800℃灼烧45min，冷却，转入烧杯，加40mL HCl、0.5g SnCl2，室温浸取1h，过滤，洗涤，滤液测定Nb2O5，得分散相Nb。
流程B
试样1.0g，在瓷坩埚中500℃灼烧20min，冷却，转入烧杯，加40mL HCl、0.5g SnCl2，室温浸取1h，过滤，残渣放回瓷埚，500℃灰化，转回烧杯，加2g NH4F、50mL H2O，微沸2h，过滤，滤液测定Nb2O5，得易解石中Nb。
流程C
图1.33 内蒙古某铁矿中铌的物相分析流程
试剂配制
Nb标准溶液含10μg/mL Nb2O5的60g/L酒石酸溶液。
EDTA⁃Ca 溶液 称取5.6g CaO 用少量 HCl（1+1）溶解，另取37.2g EDTA 二钠盐溶于800mL水中（可稍加热）。将二者一并移入1000mL容量瓶中，混合后用NH4OH或HCl将溶液调整为pH=4～5，以水定容。
5⁃Br⁃PADAP 溶液 0.5g/L 乙醇溶液。
分析步骤
（1）分散相铌的测定。称取1.0g试样于瓷坩埚中，在800℃灼烧45min后，取出冷却，转入200mL烧杯中，加40mL HCl、0.5～1.0g SnCl·2H2O，室温浸取60min，加水至70mL，过滤。滤液接入250mL 容量瓶中，用HCl（1+9）洗涤，以水定容。分取25mL溶液于100mL烧杯中，加2mL H2SO4（1+1）、5mL HBr，加热至H2SO4烟冒尽，加入5mL 60g/L酒石酸溶液，加热至盐类溶解。以下操作按（7）氯代磺酚C法测定Nb的工作曲线进行。
（2）易解石相铌的测定。称取1.0g试样于瓷坩埚中，放入500℃的马弗炉中，灼烧20min，取出，待冷至室温，将试样转入250mL烧杯中，加40mL HCl、0.5～1.0g SnCl·2H2O，室温浸取60min，用水稀释至约70mL，过滤，用HCl（1+9）溶液洗涤烧杯及残渣。分离分散相后的残渣，在500℃灰化后冷却至室温，加入2.0g NH4F、50mL水，在电炉上微沸2 h（随时补充水以保持体积），过滤，滤液接入250mL容量瓶中，用水洗残渣和滤纸，以水定容。分取部分溶液按氯代磺酚C或5⁃Br⁃PADAP吸光光度法测定Nb，即为易解石中Nb。
（3）黄绿石相铌的测定。称取1.0g试样于200mL烧杯中，加入0.5g SnCl2·2H2O、40mL HCl，室温浸取60min。以下同分散相铌的测定。将所得残渣连同滤纸转入有盖的塑料瓶（杯）中，加入6.0g NH4F、50mL水，在沸水浴上经常摇动下浸取3h。将浸取液过滤入100mL容量瓶中，用水洗净瓶（杯）和残渣，以水定容。（残渣放在瓷坩埚中留作测定铌钙矿等用），分取部分溶液按氯代磺酚C或5⁃Br⁃PADAP吸光光度法测定Nb。此Nb减去易解石相的Nb即得黄绿石相Nb。
（4）铌钙矿相铌的测定。上述残渣在600℃以下灰化，冷却后，置于烧杯中，加入0.2g NH4F、40mL HCl（1+1），于沸水浴上在经常搅拌下微沸1h。将溶液过滤入250mL容量瓶中，用水洗烧杯及残渣，以水定容。分取部分溶液，按前述吸光光度法测定铌钙矿相Nb。残渣留作测定铌铁矿相Nb。
（5）铌铁矿相铌的测定。残渣及滤纸转入瓷坩埚中，在低于700℃下灰化30min，转入塑料瓶（杯）中，加入15mL HCl（2+1）、15mL HF，加盖或蒙上一层塑料布，以保持原体积，在沸水浴上加热2h。取下，待溶液稍冷后，用水稀释后滤入聚四氟乙烯烧杯中，残渣留作下一相测定Nb。滤液用H2SO4赶HF，并冒尽H2SO4烟，以60g/L的酒石酸溶液稍加热溶解盐类，转入100mL容量瓶中，定容。分取部分溶液，按前述吸光光度法测定Nb，为铌铁矿相的Nb。
（6）钛铁金红石相铌的测定。上述残渣在瓷坩埚中灰化，灼烧，用K2S2O7熔融后用吸光光度法测定Nb，即为钛铁金红石相Nb。
（7）氯代磺酚C法测定铌的工作曲线。分取含0、5、10……50μg Nb2O5的标准溶液于50mL容量瓶中，对不足5mL者，用60g/L酒石酸溶液补足至5mL。加入4滴硫代乙醇酸（1+1）、2mL 50g/L EDTA溶液、15mL HCl（1+1），用水稀释至40mL，加入4.0mL 0.25g/L氯代磺酚C溶液，用水定容。在55～60℃水浴中加热15min，取出，放置冷却至室温，在波长640nm，用3cm吸收皿测量吸光度。
（8）5⁃B⁃PADAP法测定铌的工作曲线。分取含0、5、10……50μg Nb2O5的标准溶液于25mL容量瓶中，加入4mL 150g/L的酒石酸溶液，用水稀释至10mL，加2mL 41.2g/L EDTACa溶液，摇匀后加入2mL0.5g/L 5⁃Br⁃PADAP乙醇溶液，再加入4mL 150g/L酒石酸溶液，以水定容。轻轻加盖，在沸水浴中加热5min，取出。
注意事项
（1）若试样中铌钙矿高，铌铁矿低时，可采用40mL HCl+0.4g NH4F，沸水浴加热60min，铌钙矿浸取率为94%～100%，铌铁矿浸取率为11.9%～17.6%，而钛铁金红石几乎不溶解。因此，铌铁矿状态的Nb应予以校正。
（2）各分相测定时的前处理，视Nb的含量分取部分溶液于100mL烧杯中，加入0.3～2mL H2SO4（1+1）（对分散相还应加入5mL HBr），加热至冒尽H2SO4烟，取下，冷后加入8或4mL 150g/L酒石酸溶液，稍加热浸取，转入50mL或25mL容量瓶中，以下按工作曲线进行Nb的测定。
（3）吸光光度法测定前要使残留的F-尽可能放置过夜。在波长600nm用1cm吸收四测量吸光度，在该波长处，摩尔吸光系数为63000，Nb的质量浓度在1～32μg/25mL范围内遵从比尔定律。
（4）分散相Nb测定中，要在800℃灼烧，目的是使变生态易解石、黄绿石转化为结晶态，使两者的溶解率大为下降，同时也使白云石等碳酸盐矿物分解，易溶于HCl中。
（5）白云矿区产出的易解石、黄绿石，在多种溶剂中的浸取率均颇为相似，为使两相分开，采取在500℃灼烧，这时，变生态易解石的结晶状态基本未变，而黄绿石在此条件下已重结晶。降低了化学稳定性，使得在处理条件下，易解石溶解，而黄绿石基本不溶。
（6）经灼烧后的黄绿石化学稳定性大为提高，因此，用溶剂溶解困难，在与以后几相分离中难以选得合适的浸取条件，因此黄绿石相Nb采用差减法测得少，否则会使结果偏低。
