㈠ 礦物鑒定和研究的化學方法
礦物鑒定和研究的化學方法包括簡易化學分析和化學全分析:
(一)簡易化學分析法
簡易化學分析法,就是以少數幾種葯品,通過簡便的試驗操作,能迅速定性地檢驗出樣品(待定礦物)所含的主要化學成分,達到鑒定礦物的目的。常用的有斑點法、顯微化學分析法及珠球反應等。
(1)斑點法:這一方法是將少量待定礦物的粉末溶於溶劑(水或酸)中,使礦物中的元素呈離子狀態,然後加微量試劑於溶液中,根據反應的顏色來確定元素的種類。這一試驗可在白瓷板、玻璃板或濾紙上進行。此法對金屬硫化物及氧化物的效果較好。現以試黃鐵礦中是否含Ni為例,說明斑點法的具體做法。
將少許礦粉置玻璃板上,加一滴HNO3並加熱蒸干,如此反復幾次,以便溶解進行完全,稍冷後加一滴氨水使溶液呈鹼性,並用濾紙吸取,再在濾紙上加一滴2%的二甲基乙二醛肟酒精溶液(鎳試劑),若出現粉紅色斑點(二甲基乙二醛鎳),表明礦物中確有Ni的存在。因此該礦物應為含鎳黃鐵礦。
(2)顯微化學分析法:該法也是先將礦物製成溶液,從中吸取一滴置載玻片上,然後加適當的試劑,在顯微鏡下觀察反應沉澱物的晶形和顏色等特徵,即可鑒定出礦物所含的元素。
這方法用來區別相似礦物是很有效的,例如呈緻密塊狀的白鎢礦(Ca[WO4])與重晶石(Ba[SO4])相似,此時只要在前者的溶液中滴一滴1∶3H2SO4,如果出現石膏結晶(無色透明,常有燕尾雙晶),表明要鑒定的礦物為白鎢礦而不是重晶石。
(3)珠球反應:這是測定變價金屬元素的—種靈敏而簡易的方法。測定時將固定在玻璃棒上的鉑絲之前端彎成一直徑約為1mm的小圓圈,然後放入氧化焰中加熱。清污後趁熱粘上硼砂(或磷鹽),再放入氧化焰中煅燒,如此反復幾次,直到硼砂熔成無色透明的小球為止。此時即可將灼熱的珠球粘上疑為含某種變價元素的礦物粉末(注意!一定要少),然後將珠球先後分別送入氧化焰及還原焰中煅燒,使所含元素發生氧化、還原反應,借反應後得到的高價態和低價態離子的顏色來判定為何種元素。例如在氧化焰中珠球為紅紫色,放入還原焰中煅燒一段時間後變為無色時,表明所試樣品應為含錳礦物,具體礦物的名稱可根據其他特徵確定之。
(二)化學全分析
化學全分析包括定性和定量的系統化學分析。進行這一分析時需要較為繁多的設備和標准試劑,需要較純(98%以上)和較多的樣品,需要較高的技術和較長的時間。因此,這一方法是很不經濟的,除非在研究礦物新種和亞種的詳細成分、組成可變礦物的成分變化規律以及礦床的工業評價時才採用。通常在使用這一方法之前,必須進行光譜分析,得出分析結果以備參考。