褲肥與復(fù)肥2012年1月Phosphate Compound Fertilizer第27卷第1期◆分析與測試◆熱重分析法測定膠磷礦中白云石和方解石的含量李若蘭,彭樺,馮曉軍,龐建濤(云南磷化集團(tuán)磷資源開發(fā)利用工程技術(shù)研究分公司,云南昆明650113)[摘要]采用熱重分析方法,在升溫速率10℃min、N流量40mL/min、等速升溫條件下,測定某膠磷礦中白云石和方解石的含量。結(jié)果表明:570~800℃溫度區(qū)間白云石分解,白云石質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1785%;600~810℃溫度區(qū)間方解石分解,方解石質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14%。該法操作簡單,數(shù)據(jù)處理快,結(jié)果與氣量法吻合。關(guān)鍵詞]膠磷礦;熱重分析法;白云石;方解石[中圖分類號]TD97;TQ041∵7[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A[文章編號]1007-6220(2012)01-0066-02Determination of dolomite and calcite content in collophaniteby thermogravimetric analysisLI Ruo-lan, PENG Hua, FENG Xiao-jun, PANG Jian-taoPhosphate Resources Development and Utilization Engineering Technology Research Company, Yunnan Phosphate ChemicalGroup Co., Lud, Kunming, Yunnan 650113, China)Abstract The dolomite and calcite content in collophanite is determined by thermal gravimetric analysisin the heating rate in 10 C/min, N2 40 mL/min, constant rising temperature speed conditions. The resultsshow that: dolomite decomposes in 570-800C, the mass fraction of dolomite is 17.85albiten600-810℃nass fraction of calcite is 1. 4%. The method is simple and with thefast data processing, the results are identical with gas methodKey words: collophanite; thermogravimetric analysis; dolomite; calcite方解石(CaMg(CO3)2)和白云石(CaCO3)是膠12實驗原理磷礦中主要的脈石礦物,其含量曾有文獻(xiàn)介紹用氣樣品在爐子中經(jīng)等速升溫(升溫速率10℃/min,量法、重量法、染色法、X射線分析、密度測量、起始溫度0℃,終止溫度1000℃),達(dá)到分解溫度溶蝕等方法測定,地質(zhì)學(xué)上則多采用偏光顯微鏡法?時開始分解,釋放出CO2,反應(yīng)方程式為測定。筆者利用白云石和方解石分解特性的差異CaMg(CO)2+CaCO3=2CaO+MgO+3CO2↑。采用熱重分析法測定白云石和方解石的含量。熱重已知MgO質(zhì)量分?jǐn)?shù),通過CO2的量可以計算白分析法對于鑒定那些在光學(xué)顯微鏡下難于鑒定的礦云石和方解石的含量。物,如黏土礦物、碳酸鹽礦物和含有揮發(fā)性組分的WRT-3P微量熱天平工作原理見圖1。礦物比較有效2。并探討了升溫速率、氣氛、試樣用量、粒度和裝填情況等對測定結(jié)果的影響。氣氛控制系統(tǒng)1實驗部分微分系統(tǒng)1.1儀器和礦樣系統(tǒng)電爐儀器:WRT-3P微量熱天平,最高靈敏度1Hg,控溫范圍0~1350℃,A2O3材質(zhì)坩堝,上海精科溫度控制數(shù)據(jù)處理天平廠生產(chǎn)。礦樣:白云石和方解石純礦物,按照純礦物試中國煤化工工作原理樣制備3,用瑪瑙研缽磨至粒徑<0.074mm的物料CNMHG占100%,用蒸餾水(一級)和酒精清洗,烘干備用[作者簡介]李若蘭(1986-),女,云南宜良人,助理工程師,主要氮?dú)?q(N2)99.99%。從事膠磷礦浮選工藝與技術(shù)研究。E- mail: qingxindenghou@126com2012年第27卷第1期李若蘭等熱重分析法測定膠磷礦中白云石和方解石的含量67儀器由天平測量系統(tǒng)、微分系統(tǒng)和溫度控制系2.2白云石、方解石純礦物分解溫度的測定統(tǒng)組成,輔之以氣氛單元和冷卻風(fēng)扇,測量結(jié)果由將制備好的礦樣放入爐子,按分析步驟的方法計算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)處理。進(jìn)行測定,生成TG曲線,見圖2、圖31.3分析步驟首先確認(rèn)天平各線路連接正確,儀器校準(zhǔn)后按電爐、氣氛單元、天平單元、數(shù)據(jù)接口單元、計算機(jī)的順序開啟設(shè)備,同時通N2,預(yù)熱20~30min首先調(diào)零;打開電爐,放入礦樣,稱量(一般為2~5mg);稱量后,執(zhí)行計算機(jī)采樣軟件設(shè)置溫001000020006080100度,起始溫度必須設(shè)為0℃,結(jié)束溫度根據(jù)測試設(shè)圖2白云石純礦物TG曲線圖3方解石純礦物TG曲線置,升溫速率設(shè)為10℃/min;進(jìn)行“參數(shù)設(shè)置由圖2可看出,0~570℃曲線平直,白云石沒設(shè)置樣品名稱和質(zhì)量;再設(shè)置一個采樣始溫,進(jìn)行有發(fā)生熱分解;570~800℃,TG曲線出現(xiàn)臺階測試;升溫結(jié)束后,點擊熱分析控制屏上的“停失重現(xiàn)象明顯,白云石分解,釋放CO。止”按鈕,最后點“返回”鍵,執(zhí)行計算機(jī)“數(shù)據(jù)由圖3可看出,0~600℃時,TG曲線平直,處理”軟件,對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。測試完畢,退出程方解石無分解;600~810℃失重現(xiàn)象明顯,TG曲序線出現(xiàn)臺階,方解石分解,釋放CO2。2實驗結(jié)果和討論2、3某膠磷礦礦樣測定21測試條件的選擇測定步驟同22節(jié),TG曲線見圖4。211升溫速率的確定升溫速率是對TG曲線測定影響最大的因素升溫速率越大,溫度滯后越嚴(yán)重;開始分解溫度及終止分解溫度越高,溫度區(qū)間也越寬。一般進(jìn)行熱重法測定不要采用太高的升溫速率,對傳熱差的高分子物試樣升溫速率一般用5~10℃/min,對傳熱0I000好的無機(jī)物、金屬試樣升溫速率可用10~20℃/圖4云南某膠磷礦TG曲線min,進(jìn)行動力學(xué)分析試樣的升溫速率還要低由圖4可看出,溫度在0~547℃,TG曲線平些。本臺儀器升溫速率范圍是5-20℃min。針對直;547~710℃失重現(xiàn)象明顯,TG曲線出現(xiàn)臺該礦樣,進(jìn)行了升溫速率為5、10、15℃/min的條階,釋放CO2,w(CO2)為9.14%。件實驗。結(jié)果表明:設(shè)置為5℃/min時,TG曲線已知化學(xué)法分析測定,v(Mg0)3.89%,根據(jù)分辨率最高,但耗時較長;設(shè)置為15℃/min時,質(zhì)量守恒定律計算,白云石質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1785%,方解分辨率最低,但用時少。綜合考慮,選擇升溫速率石質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14%。氣量法測得CO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10℃/min進(jìn)行實驗。955%,故與氣量法相比,熱重分析方法相對誤差212氣氛的確定為429%熱天平周圍氣氛的改變對TG曲線的影響也非3結(jié)語常顯著。本次實驗根據(jù)儀器操作要求,設(shè)定N2流量建立了一種測定膠磷礦中白云石和方解石含量為40mL/min。的方法,找到了適合的測定條件,與氣量法相比2.13試樣用量、粒度和裝填情況的確定相對誤差為429%。該法操作簡單,數(shù)據(jù)處理快試樣用量多時,傳質(zhì)阻力大,使試樣溫度偏離精度高,TG曲線分辨率高,可以滿足膠磷礦中白線性程序升溫,要過較長時間內(nèi)部才能達(dá)到分解溫云石和方解石的含量測定要求,值得推廣。度,TG曲線會發(fā)生變化,一般選用2~5mg。試樣粒度越小越好,這樣反應(yīng)面積越大,反應(yīng)更易進(jìn)(1]巖石中國煤化工行,反應(yīng)也越快,使TG曲線的t(分解溫度)和t京:地CNMHG二分冊)M.4版北終止分解溫度)都低,反應(yīng)區(qū)間也窄。試樣裝填(31樂礦若北數(shù)業(yè):9情況要求顆粒均勻,盡可能平鋪。150-l5l