地质分析课件:第四章 岩石矿物分析中的污染与损失2014(第一章).ppt
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- 地质分析课件:第四章 岩石矿物分析中的污染与损失2014第一章 地质 分析 课件 第四 岩石 矿物 中的 污染 损失 2014 第一章
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1、 China University of Geosciences土壤的侵蚀土壤的侵蚀农 药 的农 药 的使用使用矿石开采、矿石开采、冶炼冶炼材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistry第四章岩石矿物分析中的污染与损失第四章岩石矿物分析中的污染与损失 地质试样除了进行常量元素的分析外,还要进行大地质试样除了进行常量元素的分析外,还要进行大量的痕量元素的分析。在分析过程中,尤其是痕量量的痕量元素的分析。在分析过程中,尤其是痕量元素的分析过程中试样的污染和损失是应十分重视元素的分析过程中试样的污染和损失是应十分重视的问题
2、,因为它直接关系着测定结果的准确性。的问题,因为它直接关系着测定结果的准确性。 China University of Geosciences土壤的侵蚀土壤的侵蚀农 药 的农 药 的使用使用矿石开采、矿石开采、冶炼冶炼本章主要内容本章主要内容 1、岩石矿物分析中的污染岩石矿物分析中的污染2、岩石矿物分析中的损失、岩石矿物分析中的损失 材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistry China University of Geosciences土壤的侵蚀土壤的侵蚀农 药 的农 药 的使用使用矿石开采、矿石开采、冶炼冶炼
3、第一节岩石矿物分析中的污染第一节岩石矿物分析中的污染在试样的分析过程中,容易引入一些其他物质,这些物在试样的分析过程中,容易引入一些其他物质,这些物质可能影响被测组分的测定而形成污染。污染源很多,质可能影响被测组分的测定而形成污染。污染源很多,大体可分四类,如图大体可分四类,如图4.14.1所示。所示。一、污染源一、污染源1 1、环境污染、环境污染来自大气的污染来自大气的污染 来自容器材料的污染来自容器材料的污染 材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistry China University of Geoscien
4、ces土壤的侵蚀土壤的侵蚀农 药 的农 药 的使用使用矿石开采、矿石开采、冶炼冶炼第一节岩石矿物分析中的污染第一节岩石矿物分析中的污染1、环境污染、环境污染(1)来自大气的污染)来自大气的污染 自然起源产生的污染物自然起源产生的污染物火山喷放的气体、火山尘;石油天然气自然火山喷放的气体、火山尘;石油天然气自然排放出的烃类;汞矿床的汞蒸气;硫化物矿床所释放出的排放出的烃类;汞矿床的汞蒸气;硫化物矿床所释放出的SOSO2 2;从海面吹;从海面吹来的氯化物;煤矿火灾所释放出的来的氯化物;煤矿火灾所释放出的COCO2 2、COCO、SOSO2 2、烃类、烃类; ; 由森林和草原由森林和草原火灾所引起植
5、物分泌的芳香物和其他挥发性物质。火灾所引起植物分泌的芳香物和其他挥发性物质。人为起源产生的污染物人为起源产生的污染物燃烧固体和液体燃料时所释放出的燃烧固体和液体燃料时所释放出的COCO2 2、SOSO2 2、烃类、汞蒸气;黑色、有色以及稀有金属矿石的冶炼过程中所释放、烃类、汞蒸气;黑色、有色以及稀有金属矿石的冶炼过程中所释放出的出的SOSO2 2、汞蒸气和各种金属粉尘;化学工业和原子能工业排放出的各种、汞蒸气和各种金属粉尘;化学工业和原子能工业排放出的各种有害气体和放射性物质。有害气体和放射性物质。材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science
6、 and Chemistry China University of Geosciences土壤的侵蚀土壤的侵蚀农 药 的农 药 的使用使用矿石开采、矿石开采、冶炼冶炼第一节岩石矿物分析中的污染第一节岩石矿物分析中的污染1、环境污染、环境污染提高洁净度的措施:空气洁净系统提高洁净度的措施:空气洁净系统冷 冻水洗大气调温 调湿预过滤A区过滤器B区活性炭等吸附C区材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistry China University of Geosciences土壤的侵蚀土壤的侵蚀农 药 的农 药 的使用使用矿
7、石开采、矿石开采、冶炼冶炼第一节岩石矿物分析中的污染第一节岩石矿物分析中的污染1、环境污染、环境污染提高洁净度的措施:手套箱提高洁净度的措施:手套箱空气净化系统能有效地净化空空气净化系统能有效地净化空气,但成本高,一般实验室很气,但成本高,一般实验室很难具备这种条件。另一种局部难具备这种条件。另一种局部防尘设备防尘设备手套箱则较多地手套箱则较多地被实验室采用。被实验室采用。 材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistry China University of Geosciences土壤的侵蚀土壤的侵蚀农 药 的农
8、药 的使用使用矿石开采、矿石开采、冶炼冶炼第一节岩石矿物分析中的污染第一节岩石矿物分析中的污染材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistry洁净度级别洁净度级别 尘粒最大允许数尘粒最大允许数/立方米立方米0.5m尘粒数尘粒数5m尘粒数尘粒数 100级级 3,500 0 10,000级级 350,000 2,000 100,000级级 3,500,000 20,000 300,000级级 10,500,000 60,000 空气洁净度标准空气洁净度标准GB12218-89分级分级 China University of
9、 Geosciences土壤的侵蚀土壤的侵蚀农 药 的农 药 的使用使用矿石开采、矿石开采、冶炼冶炼第一节岩石矿物分析中的污染第一节岩石矿物分析中的污染1、环境污染、环境污染提高洁净度的措施:手套箱提高洁净度的措施:手套箱空气净化系统能有效地净化空空气净化系统能有效地净化空气,但成本高,一般实验室很气,但成本高,一般实验室很难具备这种条件。另一种局部难具备这种条件。另一种局部防尘设备防尘设备手套箱则较多地手套箱则较多地被实验室采用。被实验室采用。 材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistry China Unive
10、rsity of Geosciences土壤的侵蚀土壤的侵蚀农 药 的农 药 的使用使用矿石开采、矿石开采、冶炼冶炼第一节岩石矿物分析中的污染第一节岩石矿物分析中的污染2、来自容器材料的污染来自容器材料的污染 分析全过程中,任何步骤都离不开容器。在痕量分析中待测元素的含量极分析全过程中,任何步骤都离不开容器。在痕量分析中待测元素的含量极低低( (一般为一般为gg g g-1-1、ngng g g-1-1,甚至更低的数量级,甚至更低的数量级) ),因此容器材料引起的外来污,因此容器材料引起的外来污染便成为一个十分突出的问题。染便成为一个十分突出的问题。 容器材料的成分及性能容器材料的成分及性能
11、( (i i) ) 硬质玻璃:分析实验室常用的玻璃器皿由硬质玻璃制成,硬质玻璃分为硬质玻璃:分析实验室常用的玻璃器皿由硬质玻璃制成,硬质玻璃分为硼硅玻璃和铝硅玻璃。硼硅玻璃和铝硅玻璃。 玻璃器皿不适用于痕量分析。一方面,玻璃中的化学组分易被浸出,成为玻璃器皿不适用于痕量分析。一方面,玻璃中的化学组分易被浸出,成为严重的污染,另一方面,因玻璃容器表面吸附造成的损失也不可低估。严重的污染,另一方面,因玻璃容器表面吸附造成的损失也不可低估。材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistry China University o
12、f Geosciences土壤的侵蚀土壤的侵蚀农 药 的农 药 的使用使用矿石开采、矿石开采、冶炼冶炼第一节岩石矿物分析中的污染第一节岩石矿物分析中的污染2、来自容器材料的污染来自容器材料的污染 ( (ii ii) ) 石英玻璃:石英玻璃一般由天然的或人工合成的石英砂在高温下熔制而石英玻璃:石英玻璃一般由天然的或人工合成的石英砂在高温下熔制而成。成。 石英有比玻璃更优越的性能,是痕量分析的优良容器材料。这些性能主要石英有比玻璃更优越的性能,是痕量分析的优良容器材料。这些性能主要是:对无机酸是:对无机酸( (氢氟酸和热浓磷酸除外氢氟酸和热浓磷酸除外) )有相当好的化学稳定性;热稳定性良有相当好的
13、化学稳定性;热稳定性良好,允许长时间于好,允许长时间于1000110010001100o oC C温度下工作,但若受热温度超过温度下工作,但若受热温度超过12001200,则,则开始晶化,冷却时产生裂缝;热膨胀系数很小,可承受骤热或骤冷,便于开始晶化,冷却时产生裂缝;热膨胀系数很小,可承受骤热或骤冷,便于加工和使用。加工和使用。材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistry China University of Geosciences土壤的侵蚀土壤的侵蚀农 药 的农 药 的使用使用矿石开采、矿石开采、冶炼冶炼第一节
14、岩石矿物分析中的污染第一节岩石矿物分析中的污染2、来自容器材料的污染来自容器材料的污染 ( (iii iii) ) 刚玉:在金属氧化物制品中,刚玉刚玉:在金属氧化物制品中,刚玉( (氧化铝氧化铝) )坩埚在高温灼烧坩埚在高温灼烧试样中有一定实用价值。在灼烧温度不太高的情况下,其耐碱试样中有一定实用价值。在灼烧温度不太高的情况下,其耐碱熔的能力较强,但易被酸式硫酸盐腐蚀。刚玉的纯度不高,性熔的能力较强,但易被酸式硫酸盐腐蚀。刚玉的纯度不高,性脆,很少用于痕量分析。脆,很少用于痕量分析。材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science and Che
15、mistry China University of Geosciences土壤的侵蚀土壤的侵蚀农 药 的农 药 的使用使用矿石开采、矿石开采、冶炼冶炼第一节岩石矿物分析中的污染第一节岩石矿物分析中的污染2、来自容器材料的污染来自容器材料的污染 ( (iv iv) ) 铂:用于分析的金属器皿中,铂无疑是最重要的了。金属铂的最大特点铂:用于分析的金属器皿中,铂无疑是最重要的了。金属铂的最大特点是耐化学腐蚀,不与任何单一无机酸是耐化学腐蚀,不与任何单一无机酸( (包括氢氟酸包括氢氟酸) )作用。将铂坩埚与浓作用。将铂坩埚与浓HClHCl、浓浓H H2 2SOSO4 4、HF (40 %)HF (4
16、0 %)和浓和浓H H3 3POPO4 4,(85 %)(85 %)分别加热至冒烟,铂的损失量分别分别加热至冒烟,铂的损失量分别为为30-80g30-80g,8-11g8-11g、7-10g7-10g和和8-9g8-9g。用碱金属的碳酸盐、硼酸盐、氟化物和。用碱金属的碳酸盐、硼酸盐、氟化物和酸式硫酸盐高温在铂坩埚中熔融,铂也表现出十分良好的化学稳定性,仅酸式硫酸盐高温在铂坩埚中熔融,铂也表现出十分良好的化学稳定性,仅有十分之几至几毫克的铂损失。有十分之几至几毫克的铂损失。材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistry
17、 China University of Geosciences土壤的侵蚀土壤的侵蚀农 药 的农 药 的使用使用矿石开采、矿石开采、冶炼冶炼第一节岩石矿物分析中的污染第一节岩石矿物分析中的污染2、来自容器材料的污染来自容器材料的污染 ( (V V) ) 聚乙烯:塑料器皿中以聚乙烯和聚四氟乙烯器皿最为重要。高压聚乙烯聚乙烯:塑料器皿中以聚乙烯和聚四氟乙烯器皿最为重要。高压聚乙烯材料实际上仅含极微量金属杂质,广泛用作痕量分析中溶液的贮存器。材料实际上仅含极微量金属杂质,广泛用作痕量分析中溶液的贮存器。聚乙烯对酸、碱、盐的水溶液均很稳定,但氧化性介质聚乙烯对酸、碱、盐的水溶液均很稳定,但氧化性介质(
18、 (如高氯酸、硝酸、如高氯酸、硝酸、王水王水) )对它有破坏作用。在氧化剂和光长时间作用下,聚乙烯会变硬、变脆,对它有破坏作用。在氧化剂和光长时间作用下,聚乙烯会变硬、变脆,并在表面出现裂缝。并在表面出现裂缝。聚乙烯材料的一个重大缺陷是耐热温度过低,超过聚乙烯材料的一个重大缺陷是耐热温度过低,超过6060o oC C时开始软化,故一时开始软化,故一般应在般应在60(60(有的报导为有的报导为80)80)的温度下工作。聚乙烯在的温度下工作。聚乙烯在120-200120-200温度下温度下容易变形,可利用这一性质进行加工成型。当使用聚乙烯瓶贮存某些有机容易变形,可利用这一性质进行加工成型。当使用聚
19、乙烯瓶贮存某些有机溶剂溶剂( (如乙醚、丙酮如乙醚、丙酮) ),将发生膨胀,并溶于该溶剂中。,将发生膨胀,并溶于该溶剂中。用聚乙烯制作的试剂瓶因孔隙度大,用聚乙烯制作的试剂瓶因孔隙度大,NHNH3 3、H H2 2S S、H H2 2O O等蒸气质点可以从等蒸气质点可以从容器壁逸出,长期贮存时将产生明显的损失。容器壁逸出,长期贮存时将产生明显的损失。材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistry China University of Geosciences土壤的侵蚀土壤的侵蚀农 药 的农 药 的使用使用矿石开采、矿
20、石开采、冶炼冶炼第一节岩石矿物分析中的污染第一节岩石矿物分析中的污染2、来自容器材料的污染来自容器材料的污染 ( (V V) ) 聚乙烯:塑料器皿中以聚乙烯和聚四氟乙烯器皿最为重要。高压聚乙烯聚乙烯:塑料器皿中以聚乙烯和聚四氟乙烯器皿最为重要。高压聚乙烯材料实际上仅含极微量金属杂质,广泛用作痕量分析中溶液的贮存器。材料实际上仅含极微量金属杂质,广泛用作痕量分析中溶液的贮存器。聚乙烯对酸、碱、盐的水溶液均很稳定,但氧化性介质聚乙烯对酸、碱、盐的水溶液均很稳定,但氧化性介质( (如高氯酸、硝酸、如高氯酸、硝酸、王水王水) )对它有破坏作用。在氧化剂和光长时间作用下,聚乙烯会变硬、变脆,对它有破坏作
21、用。在氧化剂和光长时间作用下,聚乙烯会变硬、变脆,并在表面出现裂缝。并在表面出现裂缝。聚乙烯材料的一个重大缺陷是耐热温度过低,超过聚乙烯材料的一个重大缺陷是耐热温度过低,超过6060o oC C时开始软化,故一时开始软化,故一般应在般应在60(60(有的报导为有的报导为80)80)的温度下工作。聚乙烯在的温度下工作。聚乙烯在120-200120-200温度下温度下容易变形,可利用这一性质进行加工成型。当使用聚乙烯瓶贮存某些有机容易变形,可利用这一性质进行加工成型。当使用聚乙烯瓶贮存某些有机溶剂溶剂( (如乙醚、丙酮如乙醚、丙酮) ),将发生膨胀,并溶于该溶剂中。,将发生膨胀,并溶于该溶剂中。用
22、聚乙烯制作的试剂瓶因孔隙度大,用聚乙烯制作的试剂瓶因孔隙度大,NHNH3 3、H H2 2S S、H H2 2O O等蒸气质点可以从等蒸气质点可以从容器壁逸出,长期贮存时将产生明显的损失。容器壁逸出,长期贮存时将产生明显的损失。材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistry China University of Geosciences土壤的侵蚀土壤的侵蚀农 药 的农 药 的使用使用矿石开采、矿石开采、冶炼冶炼第一节岩石矿物分析中的污染第一节岩石矿物分析中的污染2、来自容器材料的污染来自容器材料的污染 ( (vi v
23、i) ) 聚丙烯:聚丙烯材料的耐热温度高于聚乙烯材料,可以在低于聚丙烯:聚丙烯材料的耐热温度高于聚乙烯材料,可以在低于110110温温度下使用。但聚丙烯在合成过程中需用三乙基铅、三氯化铁等物质作催化度下使用。但聚丙烯在合成过程中需用三乙基铅、三氯化铁等物质作催化剂,难免引入无机杂质,故聚丙烯较少用作痕量分析中的容器材料。但它剂,难免引入无机杂质,故聚丙烯较少用作痕量分析中的容器材料。但它普遍用作实验室水槽、水管和台面铺垫材料。普遍用作实验室水槽、水管和台面铺垫材料。材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistry Ch
24、ina University of Geosciences土壤的侵蚀土壤的侵蚀农 药 的农 药 的使用使用矿石开采、矿石开采、冶炼冶炼第一节岩石矿物分析中的污染第一节岩石矿物分析中的污染2、来自容器材料的污染来自容器材料的污染 ( (viivii) ) 聚四氟乙烯:聚四氟乙烯又称特氟隆或氟塑料聚四氟乙烯:聚四氟乙烯又称特氟隆或氟塑料-4(-4(简称简称PTFE)PTFE),有塑料王,有塑料王之称。当今所有容器材料中,聚四氟乙烯的抗化学腐蚀能力最强,它既不之称。当今所有容器材料中,聚四氟乙烯的抗化学腐蚀能力最强,它既不与任何无机酸或碱作用,也不与任何单一的有机溶剂起化学反应。聚四氟与任何无机酸或
25、碱作用,也不与任何单一的有机溶剂起化学反应。聚四氟乙烯的热稳定性也优越于其他塑料,可以在低于乙烯的热稳定性也优越于其他塑料,可以在低于250250温度下使用。但加热温度下使用。但加热温度不得超过温度不得超过330(330(软化温度软化温度) ),否则,否则,因分解会产生剧毒气体因分解会产生剧毒气体。 聚四氟乙烯材料的主要缺点是热导性差,使试样分解的周期明显加长。此聚四氟乙烯材料的主要缺点是热导性差,使试样分解的周期明显加长。此外,高的热膨胀系数使其在反复使用中易产生裂缝,密封性能也比较差。外,高的热膨胀系数使其在反复使用中易产生裂缝,密封性能也比较差。材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院F
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