范麗燕

（甘肅省地礦局第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院實驗室，甘肅 酒泉 735000）

1 地質(zhì)工作中二氧化硅成分分析的意義

我國國土面積廣大，礦產(chǎn)資源豐富。二氧化硅存在與多數(shù)的巖石當中，所以確定二氧化硅的含量對巖礦的分類和利用都有重要的參考意義，也影響對巖石中的礦物質(zhì)的勘查。

2 硅酸鹽中的動物膠凝聚重量法測定二氧化硅的含量

（1）簡述。硅酸鹽是指由硅氧及其他化學元素結(jié)合成的化學物的總稱。經(jīng)研究顯示，地殼巖石總質(zhì)量百分之八十都為硅酸鹽，并且硅酸鹽具有種類多、化學性質(zhì)穩(wěn)定、熔點高的特點也是重要的化學原料，廣泛的應(yīng)用于科學研究領(lǐng)域和工藝生產(chǎn)活動[1]。

（2）常見的測量方法。測量硅酸鹽中的二氧化硅成分除了有動物膠凝聚重量法，還有聚環(huán)氧乙烷凝聚重量法、鹽酸兩次脫水重量法、四氟化硅直接揮發(fā)重量法、硅鉬藍光度法、氟硅酸鉀容量法等。a：鹽酸兩次脫水重量法測試因為操作過程復雜，以前是最經(jīng)常用的方法，但是現(xiàn)階段除了送樣者對實驗方法有特殊要求的情況下，已經(jīng)不經(jīng)常被使用了。b：氟硅酸鉀容量法，分析速度快、分析方法漸變，特別適合測試氟含量高的試樣，但對于含鋁和鈦量大的巖石存在一定的干擾，所以對于這種巖石不適用氟硅酸鉀容量法。c：硅鉬藍光度法主要在用重量法測定溶液殘留的二氧化硅的回收方面，以及針對試樣來源比較稀缺的情況進行研究。硅鉬藍光度法操作條件必須嚴格控制，實驗結(jié)果分析必須十分精細。所以在二氧化硅的測量方面這種測量方法也是不常用的。d：聚環(huán)氧乙烷凝聚重量法和動物膠凝聚重量法因為準確度高，所以被列為國家標準方法。綜上可見，硅酸鹽中測定二氧化硅含量方法通常使用動物凝聚重量法。

3 鐵礦中的動物膠凝聚重量法測定二氧化硅的含量

（1）簡述。鐵是僅次于氧、硅、鋁三個元素中在地殼中排名第四的元素，廣泛的存在與自然界中。生產(chǎn)鋼鐵的主要原料就是含鐵的礦物。鐵元素可以與自然界中的任何元素伴生，所以鐵礦石復雜多樣，鐵礦石中的不同元素都影響著冶煉鋼鐵的質(zhì)量，有些元素甚至起著破壞冶煉過程的作用，所以我們應(yīng)該采取不同的工藝進行冶煉。

（2）常見的測量方法。針對礦石獨特的性質(zhì)、針對不同項目的分析要求、針對不同的干擾元素，通常使用酸溶分解法和堿熔分解法。二氧化硅在鐵礦石系統(tǒng)分析中常酸堿溶解法結(jié)合的方式。例如：0.5克試樣經(jīng)過氯化氫溶樣過濾，產(chǎn)生250ml濾液通過動物凝膠重量法提取二氧化硅，如果產(chǎn)生殘渣，則應(yīng)該再經(jīng)過灰化、灼燒、用Na2CO3經(jīng)500攝氏度高溫提取，HCL酸化，產(chǎn)生濾液，再用動物凝膠重量法提取二氧化硅。

4 有色金屬礦石中的動物膠凝聚重量法測定二氧化硅的含量

（1）簡述。地質(zhì)實驗測試中最常見的分析之一就是對有色金屬礦石的分析，有色金屬礦石成分比較復雜，主要硫化物和氧化物的形式存在與礦石中。

（2）常見的測量方法。通常對有色金屬礦石試樣的分解采用酸溶分解和堿熔分解。酸溶分解主要是用強酸溶液混合溶解，堿熔分解主要用過氧化氫，氫氧化鈉，氫氧化鉀為溶劑，通過500℃到650℃的高溫溶解，為了防止試樣中大量的有色金屬高溫熔融后與鉑金坩堝反應(yīng)要選擇銀坩堝。

（3）方法重點。試樣經(jīng)過光譜半定量分析對不同的成分和含量選擇不同的分析步驟測定二氧化硅。a.為了使從含鉍鉬鉛含量高的試樣中得到的硅酸更加純凈，所以要先用酸分解，除去鉍鉬鉛后再加入動物膠凝聚。b.對含砷、汞、銻等對二氧化硫含量測定有干擾的元素，應(yīng)該先加熱蒸發(fā)使其揮發(fā)。c.硫化物有機物高的試樣需要在六百五十到七百攝氏度高溫灼燒后，再用堿熔。d.含錫量高時，應(yīng)該高溫蒸發(fā)成濕鹽狀的時候加入氫溴酸蒸若干次蒸干除去錫。

5 實驗體系環(huán)境對二氧化硅含量測定的影響

在地質(zhì)實驗測試分析中，礦物中二氧化硅的含量通常需要采用動物膠聚重量法來進行檢測，因此在檢測過程中需要嚴格對實驗因素和實驗條件進行把關(guān)。

溫度、酸度、動物膠的用量都和動物膠凝膠硅酸反應(yīng)結(jié)果有關(guān)系，以下將對這三種因素對實驗的影響做研究。①溫度的影響。研究結(jié)果顯示，在相同實驗條件下，運用動物膠凝硅酸重量法，動物凝膠溫度在六十到七十五攝氏度的時候效果最好。低于六十攝氏度的時候硅膠凝聚會出現(xiàn)不完全的情況，實驗結(jié)果偏低，高于七十五設(shè)施度的時候，動物膠成分被破壞，凝聚效果降低，實驗結(jié)果偏低。②酸度的影響。研究結(jié)果顯示，在相同實驗條件下，運用動物膠凝硅酸重量法，鹽酸加入量小于二十毫升的時候，溶液酸度不夠，出現(xiàn)硅酸復溶的情況，造成實驗結(jié)果偏低。鹽酸加入量大于二十五毫升的時候酸度多大，溶液產(chǎn)生酸效應(yīng)，沉淀溶解度升高結(jié)果偏低。在用動物膠凝聚硅酸的時候，溶液蒸發(fā)至濕鹽狀后加入二室到二十五毫升的鹽酸量為最佳條件。③動物膠加入量的影響。研究結(jié)果顯示，動物膠的加入量小于二點五毫升大于十毫升的時候，礦物樣品的沉淀速度放緩，實驗結(jié)果表明動物膠的加入對其影響較小，加入動物膠的數(shù)量在規(guī)定范圍內(nèi)。

6 動物膠凝聚重量法操作注意事項

①在鋁含量，鈦含量較低的時候蒸發(fā)程度應(yīng)該蒸發(fā)至干，這樣才有利于硅酸完全沉淀；在鋁含量，鈦含量較低的時候蒸發(fā)程度應(yīng)該蒸發(fā)至濕鹽狀，這樣可以防止硅酸沉淀物中夾雜鋁、鈦，如果蒸發(fā)的過干可以采用鹽酸潤濕的方法再繼續(xù)進行蒸發(fā)，蒸發(fā)至濕鹽狀。②為了更好的使硅酸析出并完全析出，最好在蒸發(fā)成濕鹽狀以后加入鹽酸并放置十個小時。③不應(yīng)加入超過八十毫升的稀鹽酸溶解鹽，否則會出現(xiàn)溶解鹽類體積過大，和溶解鹽類放置時間太久才出現(xiàn)過濾的現(xiàn)象，還會造成凝聚好的硅酸又復溶結(jié)果偏低的現(xiàn)象。④進行灰化的過程時，溫度應(yīng)該不斷的升高才能使濾紙徹底燃燒干凈，如果一直保持在高溫，就容易形成很難燒盡的黑色物質(zhì)，就算此時再提高溫度延長燃燒時間也沒辦法燒盡?；一諝獠粔虻臅r候極易形成碳化硅。而且灰化過程時還不能將溫度過快的出現(xiàn)，防止濾紙著火及濺跳的現(xiàn)象。

7 結(jié)論

①利用動物凝膠重量法測試硅酸鹽巖、鐵礦石、有色金屬中的二氧化硅過程發(fā)現(xiàn)結(jié)論：水的溫度、溶液酸度、動物膠加入量都與動物膠凝聚硅酸的條件有關(guān)。水溫在六十到七十五攝氏度最好，鹽酸加入二十到二十五毫升時最合適，百分之一的動物膠溶液加入量為二點五到十毫升最佳。②根據(jù)水的溫度、溶液酸度、動物膠加入量三者與硅膠凝聚的關(guān)系，研究了兩種改進方法，并用這兩種方法檢驗試驗的精密度和準確度。試驗表明，標準物質(zhì)樣品檢驗法符合試驗質(zhì)量檢測法，試驗結(jié)果也更加準確。

8 總結(jié)

國內(nèi)的經(jīng)濟發(fā)展離不開對資源的合理開發(fā)有效利用，資源的發(fā)展可以推動著經(jīng)濟的發(fā)展。對巖石礦物的分析被稱為地質(zhì)的眼睛。對地質(zhì)巖石礦物樣品中二氧化硅成分分析方法一定要不斷改進，提高實驗結(jié)果的準確性。