㈠ 矿物鉴定和研究的化学方法
矿物鉴定和研究的化学方法包括简易化学分析和化学全分析:
(一)简易化学分析法
简易化学分析法,就是以少数几种药品,通过简便的试验操作,能迅速定性地检验出样品(待定矿物)所含的主要化学成分,达到鉴定矿物的目的。常用的有斑点法、显微化学分析法及珠球反应等。
(1)斑点法:这一方法是将少量待定矿物的粉末溶于溶剂(水或酸)中,使矿物中的元素呈离子状态,然后加微量试剂于溶液中,根据反应的颜色来确定元素的种类。这一试验可在白瓷板、玻璃板或滤纸上进行。此法对金属硫化物及氧化物的效果较好。现以试黄铁矿中是否含Ni为例,说明斑点法的具体做法。
将少许矿粉置玻璃板上,加一滴HNO3并加热蒸干,如此反复几次,以便溶解进行完全,稍冷后加一滴氨水使溶液呈碱性,并用滤纸吸取,再在滤纸上加一滴2%的二甲基乙二醛肟酒精溶液(镍试剂),若出现粉红色斑点(二甲基乙二醛镍),表明矿物中确有Ni的存在。因此该矿物应为含镍黄铁矿。
(2)显微化学分析法:该法也是先将矿物制成溶液,从中吸取一滴置载玻片上,然后加适当的试剂,在显微镜下观察反应沉淀物的晶形和颜色等特征,即可鉴定出矿物所含的元素。
这方法用来区别相似矿物是很有效的,例如呈致密块状的白钨矿(Ca[WO4])与重晶石(Ba[SO4])相似,此时只要在前者的溶液中滴一滴1∶3H2SO4,如果出现石膏结晶(无色透明,常有燕尾双晶),表明要鉴定的矿物为白钨矿而不是重晶石。
(3)珠球反应:这是测定变价金属元素的—种灵敏而简易的方法。测定时将固定在玻璃棒上的铂丝之前端弯成一直径约为1mm的小圆圈,然后放入氧化焰中加热。清污后趁热粘上硼砂(或磷盐),再放入氧化焰中煅烧,如此反复几次,直到硼砂熔成无色透明的小球为止。此时即可将灼热的珠球粘上疑为含某种变价元素的矿物粉末(注意!一定要少),然后将珠球先后分别送入氧化焰及还原焰中煅烧,使所含元素发生氧化、还原反应,借反应后得到的高价态和低价态离子的颜色来判定为何种元素。例如在氧化焰中珠球为红紫色,放入还原焰中煅烧一段时间后变为无色时,表明所试样品应为含锰矿物,具体矿物的名称可根据其他特征确定之。
(二)化学全分析
化学全分析包括定性和定量的系统化学分析。进行这一分析时需要较为繁多的设备和标准试剂,需要较纯(98%以上)和较多的样品,需要较高的技术和较长的时间。因此,这一方法是很不经济的,除非在研究矿物新种和亚种的详细成分、组成可变矿物的成分变化规律以及矿床的工业评价时才采用。通常在使用这一方法之前,必须进行光谱分析,得出分析结果以备参考。