CN112129744B - 一种矿石中锂的化学物相分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种矿石中锂的化学物相分析方法，包括以下步骤：步骤一，以盐酸为浸取剂将矿石样品中铁锂云母中的锂进行浸出，以电感耦合等离子发射光谱法测定其锂含量；步骤二，以10％HCl‑5％HF为浸取剂，对步骤一的滤渣浸出，以电感耦合等离子发射光谱法测定其锂含量；步骤三，将步骤二的滤渣煅烧，加入浓盐酸、浓硝酸、浓氢氟酸、高氯酸，以电感耦合等离子发射光谱法测定容量瓶液体中的锂的含量。该化学物相分析方法能够对矿石样品中的多种物相的锂的含量进行准确分析，设备成本低。
Description
技术领域
本发明涉及矿石的化学物相分析技术领域，具体而言，涉及一种矿石中锂的化学物相分析方法。
背景技术
锂是最具潜力的“21世纪能源金属”，新能源汽车的快速增长带动了锂电池产业链全面爆发，其上游锂矿更是量价齐升，锂矿资源的开发利用是大势所趋，它广泛应用在能源、航天航空和国防工业等国家建设重要领域，是重要的新能源和新材料。
锂资源的需求激增，带动了锂矿石资源的选冶综合利用，查明矿石中锂的赋存状态，为锂矿石资源的选冶工艺提供技术参考和依据，矿石中锂的物相分析显得尤为重要。
我国锂资源丰富，典型的锂矿物主要有锂辉石、锂云母、铁锂云母，还有锂磷铝石，锂霞石，闪石等，不过，这三类矿物资源较少。目前，未见锂的化学物相分析相关报道，现有的锂矿石的分析大多是通过X-射线衍射仪、飞行时间-二次离子质谱仪对锂的赋存状态进行分析，X-射线衍射仪定量准确度不够，飞行时间-二次离子质谱仪价格昂贵，而由于锂的原子量小，常规的矿物参数自动定量分析系统(MLA)无法对锂矿石进行定量分析。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种矿石中锂的化学物相分析方法，该化学物相分析方法能够准确地测定矿石中各物相的锂的含量、设备成本低。
为了实现上述目的，本发明提供了一种矿石中锂的化学物相分析方法，包括以下步骤：
步骤一：取矿石样品于玻璃烧杯中，加入体积分数10％～50％的盐酸溶液，混匀后盖上表面皿，沸水浴上加热10～60min，间隔5～20min摇动，取下冷却至室温，用定性慢速滤纸过滤，收集滤液，沉淀用稀盐酸溶液洗涤6～7次，用水再洗涤沉淀4～5次，滤液于低温炉上加热浓缩至近干，取下冷却，加入浓硝酸，继续加热浓缩至近干，取下冷却，于低温炉上加热溶解盐类，取下冷却后，转入容量瓶，以水定容，混匀，静置10～30min，以电感耦合等离子发射光谱法测定容量瓶液体中的锂的含量，即为铁锂云母中锂含量；
步骤二：将步骤一中过滤后的滤渣连同滤纸放入聚四氟乙烯烧杯中，加入体积分数5％～30％HCl与体积分数2％～20％HF混合溶液，搅拌，使滤纸上的滤渣尽可能与溶液接触，盖上表面皿，将聚四氟乙烯烧杯置于沸水浴上加热30～120min，间隔5～20min搅拌，取下冷却至室温，用定性慢速滤纸过滤，滤液收集于聚四氟乙烯烧杯中，沉淀用稀盐酸溶液洗涤6～7次，用水再洗涤沉淀4～5次，滤液于低温炉上加热浓缩至近干，取下冷却，加入浓硝酸，继续加热浓缩至近干，取下冷却，于低温炉上加热溶解盐类，取下冷却后，转入容量瓶，以水定容，混匀，静置10～30min，以电感耦合等离子发射光谱法测定容量瓶液体中的锂的含量，即为锂云母中锂含量；
步骤三：将步骤二中过滤后的滤渣连同滤纸放入瓷坩埚中，将瓷坩埚置于马弗炉中炭化，将瓷坩埚取出冷却至室温，将瓷坩埚中的残渣完全转移至聚四氟乙烯烧杯中，加入浓盐酸、浓硝酸和浓氢氟酸，将聚四氟乙烯烧杯置于低温电炉上加热10～30min，取下冷却，补加浓氢氟酸，继续加热10～30min，取下稍冷后加入高氯酸，继续加热至冒浓白烟，取下冷却至室温，于低温炉上加热溶解盐类，取下冷却后，转入容量瓶，以水定容，混匀，静置10～30min，以电感耦合等离子发射光谱法测定容量瓶液体中的锂的含量，即为锂辉石中锂含量。
本发明的矿石中锂的化学物相分析方法，首先采用盐酸作为浸取剂，对矿石样品进行浸取，盐酸溶液在加热的情况下，能选择性地溶解铁锂云母，使铁锂云母中的锂释放到溶液中，而其他物相的锂则留在滤渣中，测得的滤液中的锂即为铁锂云母中的锂含量；然后采用盐酸和氢氟酸溶液混合溶液作为浸取剂，盐酸和氢氟酸溶液能选择性溶解锂云母，使锂云母中的锂释放到溶液中，而其他物相的锂则留在滤渣中，测得的滤液中的锂即为锂云母中的锂含量；对于矿石样品中的锂辉石，其为难溶硅铝酸盐，需要用王水和氢氟酸才能溶解，因此本发明采用王水和氢氟酸溶解锂辉石，使锂辉石中的锂释放出来，从而测定锂辉石中锂的含量。本发明的化学物相分析方法能够准确地测定出矿石中各物相的锂的含量，并且操作简单、设备成本低。
进一步地，还包括以下步骤：
步骤四：取与步骤一等量的矿石试样于聚四氟乙烯烧杯中，加入浓盐酸、浓硝酸和氢氟酸，将聚四氟乙烯烧杯置于低温电炉上加热10～30min，取下冷却，补加氢氟酸，继续加热10～30min，取下稍冷后，加入高氯酸，继续加热至冒浓白烟，取下冷却至室温后，于低温炉上加热溶解盐类，取下冷却后，转入容量瓶，以水定容，混匀，静置10～30min，以电感耦合等离子发射光谱法测定容量瓶液体中的锂的含量，即为矿石中锂总量。
通过上述方法对等量的矿石试样中的总锂含量进行测定，将上述总锂含量与步骤一至步骤三中的分步测得的各相态的锂分量之和进行对比，即可判断本发明化学物相分析方法分相是否准确。
进一步地，以电感耦合等离子发射光谱法测定容量瓶液体中的锂的含量，具体是指：
通过电感耦合等离子发射光谱仪测量多组已知浓度锂溶液的强度值，以锂浓度和强度值分别作为二维坐标系的两个坐标轴，将多组已知浓度锂溶液的锂浓度和对应的强度值放入二维坐标系中得到多个坐标点，绘制出锂浓度与强度值的标准曲线；
通过电感耦合等离子发射光谱仪测量波长610.362nm和670.784nm处容量瓶液体的强度值，将该强度值代入到合适的锂浓度与强度值的标准曲线中，求得该容量瓶液体中的锂浓度；
根据容量瓶液体中的锂浓度、容量瓶中液体的定容体积、容量瓶中液体的稀释倍数和试样的质量，求得试样中的锂的含量。
进一步地，锂浓度与强度值的标准曲线包括以下两种：
第一种为：准确移取0.00mL、0.50mL、1.00mL、1.50mL、2.00mL、2.5mL、3.00mL锂标准溶液分别放入容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀，以水调零，测量锂的强度值，以锂浓度为横坐标，以波长670.784nm处的强度值为纵坐标，绘制锂的标准曲线；
第二种为：准确移取3.00mL、5.00mL、7.00mL、10.00mL、15.00mL、20.00mL锂标准溶液分别放入容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀，以水调零，测量锂的强度值，以锂浓度为横坐标，以波长610.362nm处的强度值为纵坐标，绘制锂的标准曲线。
电感耦合等离子发射光谱法测定锂时，可以选择多条谱线，610.362nm和670.784nm处线性和抗干扰能力较好，670.784nm处的灵敏度高，但是当标准溶液超过3mg/L时，容易饱和，因此该谱线下适合测量低浓度锂；610.362nm处谱线的线性范围在3～100mg/L，适合测高浓度锂，而不用稀释。本发明选择两条标准曲线，进行分段做标准曲线，在样品测定时，同时测定610.362nm和670.784nm处的强度值，选择合适的标准曲线进行计算，可使测定操作更加方便、测定结果更加准确。
进一步地，以电感耦合等离子发射光谱法测定容量瓶液体中的锂的含量时，同时测定610.362nm和670.784nm处锂的强度值，当锂的浓度小于3.00mg/L时，使用第一种标准曲线计算，当锂的浓度大于或等于3.00mg/L时，使用第二种标准曲线计算。
进一步地，根据容量瓶液体中的锂浓度、容量瓶中液体的定容体积、容量瓶中液体的稀释倍数和试样的质量，求得该容量瓶液体试样中的锂的含量，具体是指：
按照以下公式计算试样中的锂的含量：
其中，ω为锂的质量分数，％；c为从标准曲线上查得的容量瓶液体中的锂浓度，单位为μg/mL；V为容量瓶中液体的定容体积，单位为mL；f为容量瓶中液体的稀释倍数；m为试样的质量，单位为g。
进一步地，所用浓盐酸的密度为1.19g/mL，所用浓硝酸的密度为1.42g/mL，所用浓氢氟酸的密度为1.15g/mL，所用浓高氯酸的密度为1.67g/mL。
进一步地，矿石样品为锂辉石或云母类锂矿石。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明的矿石中锂的物相分析方法，使用盐酸溶液、盐酸-氢氟酸溶液以及盐酸、硝酸、氢氟酸、高氯酸混合酸分别对锂矿石中的铁锂云母、锂云母和锂辉石中的锂进行浸取，能够对矿石样品中的多种物相的锂的含量进行准确分析，解决了矿物参数自动定量分析系统(MLA)无法对锂矿石进行定量分析，X-射线衍射法定量不准确，飞行时间-二次离子质谱法价格昂贵等仪器法的缺点。该化学物相分析方法特别适合于锂辉石或云母类锂矿石中锂的物相分析，分相准确。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。
除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
由于市场上没有锂物相的标样，本发明使用的纯矿物采用天然矿物晶选矿富集、镜下挑选和化学处理等纯化而制得。云母在镜下比较容易挑选，因此铁锂云母、锂云母纯矿物采用镜下挑选所得，锂辉石采用锂辉石矿物经过三次选矿浮选精矿所得。采用本发明的步骤四，矿石中锂总量的测定方法测定纯矿物铁锂云母中的锂含量为0.69％，锂云母中锂含量为2.22％，锂辉石中锂的含量3.66％。
以下实施例中，以电感耦合等离子发射光谱法测定容量瓶液体中的锂的含量，其具体步骤为：
首先，通过电感耦合等离子发射光谱仪测量多组已知浓度锂溶液的强度值，以锂浓度和强度值分别作为二维坐标系的两个坐标轴，将多组已知浓度锂溶液的锂浓度和对应的强度值放入二维坐标系中得到多个坐标点，绘制出锂浓度与强度值的标准曲线；
然后，通过电感耦合等离子发射光谱仪测量容量瓶液体的强度值，将该强度值代入到锂浓度与强度值的标准曲线中，求得该容量瓶液体中的锂浓度；
最后，根据容量瓶液体中的锂浓度、容量瓶中液体的定容体积、容量瓶中液体的稀释倍数和溶液的质量，求得该容量瓶液体中的锂的含量。
锂浓度与强度值的标准曲线包括以下两种：
第一种为：准确移取0.00mL、0.50mL、1.00mL、1.50mL、2.00mL、2.5mL、3.00mL锂标准溶液分别放入容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀，以水调零，测量锂的强度值，以锂浓度为横坐标，以波长670.784nm处的强度值为纵坐标，绘制锂的标准曲线；
第二种为：准确移取3.00mL、5.00mL、7.00mL、10.00mL、15.00mL、20.00mL锂标准溶液分别放入容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀，以水调零，测量锂的强度值，以锂浓度为横坐标，以波长610.362nm处的强度值为纵坐标，绘制锂的标准曲线。
锂标准溶液的配制方法如下：
锂标准储备液：市售有证标准溶液，浓度为1000mg/L；
锂标准溶液：移取10mL上述锂标准储备液于100mL容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀，此溶液1mL含100μg锂。
以电感耦合等离子发射光谱法测定容量瓶液体中的锂的含量时，同时测定610.362nm和670.784nm处锂的强度值，当锂的浓度小于3.00mg/L时，使用上述的第一种标准曲线计算，当锂的浓度大于或等于3.00mg/L时，使用上述的第二种标准曲线计算。
进一步地，按照以下公式计算试样中的锂的含量：
按照以下公式计算试样中的锂的含量：
其中，ω为锂的质量分数，％；c为从标准曲线上查得的容量瓶液体中的锂浓度，单位为μg/mL；V为容量瓶中液体的定容体积，单位为mL；f为容量瓶中液体的稀释倍数；m为试样的质量，单位为g。
以下实施例中，各步骤所用浓盐酸的密度为1.19g/mL，所用浓硝酸的密度为1.42g/mL，所用浓氢氟酸的密度为1.15g/mL，所用浓高氯酸的密度为1.67g/mL；体积分数10％HCl与体积分数5％HF混合溶液为现配现用，其配制方法为：将浓盐酸、浓氢氟酸和水按照体积比2：1：17混合，配制成混合溶液。
实施例1：
步骤一：矿石中铁锂云母中锂的测定
称取0.1000g粒度小于0.075mm的纯矿物铁锂云母样品于250mL玻璃烧杯中，加入50mL浸取剂(即体积分数30％的盐酸溶液)，混匀后盖上表面皿，沸水浴上加热30min，间隔10min摇动，取下冷却至室温，用定性慢速滤纸过滤，滤液收集于一个250mL玻璃烧杯中，沉淀用体积分数3％的盐酸溶液洗涤6～7次，用水再洗涤沉淀4～5次，滤液于低温炉上加热浓缩至近干，取下冷却，用少许水吹洗烧杯壁，加入2mL浓硝酸，继续加热浓缩至近干，取下冷却，用少许水吹洗烧杯壁，于低温炉上加热溶解盐类，取下冷却后，转入100mL容量瓶，以水定容，混匀，静置30min，以电感耦合等离子发射光谱法测定容量瓶液体中的锂的含量，即为铁锂云母中锂含量。
步骤二：矿石中锂云母中锂的测定
将步骤一中过滤后的滤渣连同滤纸放入200mL聚四氟乙烯烧杯中，加入50mL体积分数10％HCl与体积分数5％HF的混合溶液，放入一根塑料棒，搅拌，使滤纸上的滤渣尽可能与溶液接触，盖上表面皿，将聚四氟乙烯烧杯置于沸水浴上加热60min，间隔10min搅拌，取下冷却至室温，用定性慢速滤纸过滤，滤液收集于一个200mL聚四氟乙烯烧杯中，沉淀用3％的盐酸溶液洗涤6～7次，用水再洗涤沉淀4～5次，滤液于低温炉上加热浓缩至近干，取下冷却，用少许水吹洗烧杯壁，加入2mL浓硝酸，继续加热浓缩至近干，取下冷却，用少许水吹洗烧杯壁，于低温炉上加热溶解盐类，取下冷却后，转入50mL容量瓶，以水定容，混匀，静置30min，以电感耦合等离子发射光谱法测定容量瓶液体中的锂的含量，即为锂云母中锂含量。
步骤三：矿石中锂辉石中锂的测定
将步骤二中过滤后的滤渣连同滤纸放入50mL瓷坩埚中，将瓷坩埚置于650℃马弗炉中，将滤纸炭化30min，将瓷坩埚取出冷却至室温，将瓷坩埚中的残渣完全转移至100mL聚四氟乙烯烧杯中，用少量水吹洗杯壁，加入9mL浓盐酸、3mL浓硝酸、10mL浓氢氟酸，将聚四氟乙烯烧杯置于230℃的低温电炉上加热20min，取下冷却，用少量水吹洗杯壁，补加10mL浓氢氟酸，继续加热20min，取下稍冷后，加入5mL高氯酸，继续加热至冒浓白烟，取下冷却至室温后，用少量水吹洗杯壁，于低温炉上加热溶解盐类，取下冷却后，转入50mL容量瓶，以水定容，混匀，静置30min，以电感耦合等离子发射光谱法测定容量瓶液体中的锂的含量，即为锂辉石中锂含量。
步骤四：纯矿物铁锂云母中锂总量的测定
称取0.1000g纯矿物铁锂云母试样于100mL聚四氟乙烯烧杯中，用少量水吹洗杯壁，加入9mL浓盐酸、3mL浓硝酸、10mL氢氟酸，将聚四氟乙烯烧杯置于230℃的低温电炉上加热20min，取下冷却，用少量水吹洗杯壁，补加10mL氢氟酸，继续加热20min，取下稍冷后，加入5mL高氯酸，继续加热至冒浓白烟，取下冷却至室温后，用少量水吹洗杯壁，于低温炉上加热溶解盐类，取下冷却后，转入100mL容量瓶，以水定容，混匀，静置30min，以电感耦合等离子发射光谱法测定容量瓶液体中的锂的含量，即为矿石中锂总量。
表1实施例1的数据及结果
实施例2：
步骤一：矿石中铁锂云母中锂的测定
称取0.1000g粒度小于0.075mm的纯矿物锂云母样品于250mL玻璃烧杯中，加入50mL浸取剂(即体积分数30％的盐酸溶液)，混匀后，盖上表面皿，沸水浴上加热30min，间隔10min摇动，取下冷却至室温，用定性慢速滤纸过滤，滤液收集于一个250mL玻璃烧杯中，沉淀用3％的盐酸溶液洗涤6～7次，用水再洗涤沉淀4～5次，滤液于低温炉上加热浓缩至近干，取下冷却，用少许水吹洗烧杯壁，加入2mL浓硝酸，继续加热浓缩至近干，取下冷却，用少许水吹洗烧杯壁，于低温炉上加热溶解盐类，取下冷却后，转入50mL容量瓶，以水定容，混匀，静置30min，以电感耦合等离子发射光谱法测定容量瓶液体中的锂的含量，即为铁锂云母中锂含量。
步骤二：矿石中锂云母中锂的测定
将步骤一中过滤后的滤渣连同滤纸放入200mL聚四氟乙烯烧杯中，加入50mL体积分数10％HCl与体积分数5％HF的混合溶液，放入一根塑料棒，搅拌，使滤纸上的滤渣尽可能与溶液接触，盖上表面皿，将聚四氟乙烯烧杯置于沸水浴上加热60min，间隔10min搅拌，取下冷却至室温，用定性慢速滤纸过滤，滤液收集于一个200mL聚四氟乙烯烧杯中，沉淀用3％的盐酸溶液洗涤6～7次，用水再洗涤沉淀4～5次，滤液于低温炉上加热浓缩至近干，取下冷却，用少许水吹洗烧杯壁，加入2mL浓硝酸，继续加热浓缩至近干，取下冷却，用少许水吹洗烧杯壁，于低温炉上加热溶解盐类，取下冷却后，转入100mL容量瓶，以水定容，混匀，分取10mL于50mL容量瓶，以水定容，混匀，以电感耦合等离子发射光谱法测定容量瓶液体中的锂的含量，即为锂云母中锂含量。
步骤三：矿石中锂辉石中锂的测定
将步骤二中过滤后的滤渣连同滤纸放入50mL瓷坩埚中，将瓷坩埚置于650℃马弗炉中，将滤纸炭化30min，将瓷坩埚取出冷却至室温，将瓷坩埚中的残渣完全转移至100mL聚四氟乙烯烧杯中，用少量水吹洗杯壁，加入9mL浓盐酸、3mL浓硝酸、10mL浓氢氟酸，将聚四氟乙烯烧杯置于230℃的低温电炉上加热20min，取下冷却，用少量水吹洗杯壁，补加10mL浓氢氟酸，继续加热20min，取下稍冷后，加入5mL高氯酸，继续加热至冒浓白烟，取下冷却至室温后，用少量水吹洗杯壁，于低温炉上加热溶解盐类，取下冷却后，转入50mL容量瓶，以水定容，混匀，静置30min，以电感耦合等离子发射光谱法测定容量瓶液体中的锂的含量，即为锂辉石中锂含量。
步骤四：矿石中锂总量的测定
称取0.1000g纯矿物锂云母试样于100mL聚四氟乙烯烧杯中，用少量水吹洗杯壁，加入9mL浓盐酸、3mL浓硝酸、10mL氢氟酸，将聚四氟乙烯烧杯置于230℃的低温电炉上加热20min，取下冷却，用少量水吹洗杯壁，补加10mL氢氟酸，继续加热20min，取下稍冷后，加入5mL高氯酸，继续加热至冒浓白烟，取下冷却至室温后，用少量水吹洗杯壁，于低温炉上加热溶解盐类，取下冷却后，转入100mL容量瓶，以水定容，混匀，分取10mL于50mL容量瓶，以水定容，混匀，以电感耦合等离子发射光谱法测定容量瓶液体中的锂的含量，即为矿石中锂总量。
表2实施例2的数据及结果
实施例3：
步骤一：矿石中铁锂云母中锂的测定
称取0.1000g粒度小于0.075mm的纯矿物锂辉石样品于250mL玻璃烧杯中，加入50mL浸取剂(即体积分数30％的盐酸溶液)，混匀后，盖上表面皿，沸水浴上加热30min，间隔10min摇动，取下，冷却至室温，用定性慢速滤纸过滤，滤液收集于一个250mL玻璃烧杯中，沉淀用3％的盐酸溶液洗涤6～7次，用水再洗涤沉淀4～5次，滤液于低温炉上加热浓缩至近干，取下冷却，用少许水吹洗烧杯壁，加入2mL浓硝酸，继续加热浓缩至近干，取下冷却，用少许水吹洗烧杯壁，于低温炉上加热溶解盐类，取下冷却后，转入50mL容量瓶，以水定容，混匀，静置30min，以电感耦合等离子发射光谱法测定容量瓶液体中的锂的含量，即为铁锂云母中锂含量。
步骤二：矿石中锂云母中锂的测定
将步骤一中过滤后的滤渣连同滤纸放入200mL聚四氟乙烯烧杯中，加入50mL体积分数10％HCl与体积分数5％HF混合溶液，放入一根塑料棒，搅拌，使滤纸上的滤渣尽可能与溶液接触，盖上表面皿，将聚四氟乙烯烧杯置于沸水浴上加热60min，间隔10min搅拌，取下冷却至室温，用定性慢速滤纸过滤，滤液收集于一个200mL聚四氟乙烯烧杯中，沉淀用3％的盐酸溶液洗涤6～7次，用水再洗涤沉淀4～5次，滤液于低温炉上加热浓缩至近干，取下冷却，用少许水吹洗烧杯壁，加入2mL浓硝酸，继续加热浓缩至近干，取下冷却，用少许水吹洗烧杯壁，于低温炉上加热溶解盐类，取下冷却后，转入100mL容量瓶，以水定容，混匀，静置30min，以电感耦合等离子发射光谱法测定容量瓶液体中的锂的含量，即为锂云母中锂含量。
步骤三：矿石中锂辉石中锂的测定
将步骤二中过滤后的滤渣连同滤纸放入50mL瓷坩埚中，将瓷坩埚置于650℃马弗炉中，将滤纸炭化30min，将瓷坩埚取出冷却至室温，将瓷坩埚中的残渣完全转移至100mL聚四氟乙烯烧杯中，用少量水吹洗杯壁，加入9mL浓盐酸、3mL浓硝酸、10mL浓氢氟酸，将聚四氟乙烯烧杯置于230℃的低温电炉上加热20min，取下冷却，用少量水吹洗杯壁，补加10mL浓氢氟酸，继续加热20min，取下稍冷后，加入5mL高氯酸，继续加热至冒浓白烟，取下冷却至室温后，用少量水吹洗杯壁，于低温炉上加热溶解盐类，取下冷却后，转入100mL容量瓶，以水定容，混匀，分取10mL于50mL容量瓶，以水定容，混匀，以电感耦合等离子发射光谱法测定容量瓶液体中的锂的含量，即为锂辉石中锂含量。
步骤四：矿石中锂总量的测定
称取0.1000g纯矿物锂辉石试样于100mL聚四氟乙烯烧杯中，用少量水吹洗杯壁，加入9mL浓盐酸、3mL浓硝酸、10mL氢氟酸，将聚四氟乙烯烧杯置于230℃的低温电炉上加热20min，取下冷却，用少量水吹洗杯壁，补加10mL氢氟酸，继续加热20min，取下稍冷后，加入5mL高氯酸，继续加热至冒浓白烟，取下冷却至室温后，用少量水吹洗杯壁，于低温炉上加热溶解盐类，取下冷却后，转入100mL容量瓶，以水定容，混匀，分取10mL于50mL容量瓶，以水定容，混匀，以电感耦合等离子发射光谱法测定容量瓶液体中的锂的含量，即为矿石中锂总量。
表3实施例3的数据及结果
实施例4：
步骤一：矿石中铁锂云母中锂的测定
称取0.1000g合成样品于250mL玻璃烧杯中，加入50mL浸取剂(即体积分数30％的盐酸溶液)，混匀后，盖上表面皿，沸水浴上加热30min，间隔10min摇动，取下冷却至室温，用定性慢速滤纸过滤，滤液收集于一个250mL玻璃烧杯中，沉淀用3％的盐酸溶液洗涤6～7次，用水再洗涤沉淀4～5次，滤液于低温炉上加热浓缩至近干，取下冷却，用少许水吹洗烧杯壁，加入2mL浓硝酸，继续加热浓缩至近干，取下冷却，用少许水吹洗烧杯壁，于低温炉上加热溶解盐类，取下冷却后，转入50mL容量瓶，以水定容，混匀，静置30min，以电感耦合等离子发射光谱法测定容量瓶液体中的锂的含量，即为铁锂云母中锂含量。
步骤二：矿石中锂云母中锂的测定
将步骤一中过滤后的滤渣连同滤纸放入200mL聚四氟乙烯烧杯中，加入50mL体积分数10％HCl与体积分数5％HF溶液，放入一根塑料棒，搅拌，使滤纸上的滤渣尽可能与溶液接触，盖上表面皿，将聚四氟乙烯烧杯置于沸水浴上加热60min，间隔10min搅拌，取下冷却至室温，用定性慢速滤纸过滤，滤液收集于一个200mL聚四氟乙烯烧杯中，沉淀用3％的盐酸溶液洗涤6～7次，用水再洗涤沉淀4～5次，滤液于低温炉上加热浓缩至近干，取下冷却，用少许水吹洗烧杯壁，加入2mL浓硝酸，继续加热浓缩至近干，取下冷却，用少许水吹洗烧杯壁，于低温炉上加热溶解盐类，取下冷却后，转入100mL容量瓶，以水定容，混匀，静置30min，以电感耦合等离子发射光谱法测定容量瓶液体中的锂的含量，即为锂云母中锂含量。
步骤三：矿石中锂辉石中锂的测定
将步骤二中过滤后的滤渣连同滤纸放入50mL瓷坩埚中，将瓷坩埚置于650℃马弗炉中，将滤纸炭化30min，将瓷坩埚取出冷却至室温，将瓷坩埚中的残渣完全转移至100mL聚四氟乙烯烧杯中，用少量水吹洗杯壁，加入9mL浓盐酸、3mL浓硝酸、10mL浓氢氟酸，将聚四氟乙烯烧杯置于230℃的低温电炉上加热20min，取下冷却，用少量水吹洗杯壁，补加10mL浓氢氟酸，继续加热20min，取下稍冷后，加入5mL高氯酸，继续加热至冒浓白烟，取下冷却至室温后，用少量水吹洗杯壁，于低温炉上加热溶解盐类，取下冷却后，转入100mL容量瓶，以水定容，混匀，静置30min，以电感耦合等离子发射光谱法测定容量瓶液体中的锂的含量，即为锂辉石中锂含量。
步骤四：合成样品中锂总量的测定
称取0.1000g合成样品于100mL聚四氟乙烯烧杯中，用少量水吹洗杯壁，加入9mL浓盐酸、3mL浓硝酸、10mL氢氟酸，将聚四氟乙烯烧杯置于230℃的低温电炉上加热20min，取下冷却，用少量水吹洗杯壁，补加10mL氢氟酸，继续加热20min，取下稍冷后，加入5mL高氯酸，继续加热至冒浓白烟，取下冷却至室温后，用少量水吹洗杯壁，于低温炉上加热溶解盐类，取下冷却后，转入100mL容量瓶，以水定容，混匀，分取10mL至50mL容量瓶，以水定容，混匀以电感耦合等离子发射光谱法测定容量瓶液体中的锂的含量，即为矿石中锂总量。
表4实施例4的数据及结果
其中，合成样品中锂的标准值的计算公式如下：
其中：ω为锂的质量分数，％；
ωi为配制合成样品时此纯矿物中锂的含量；
mi为配制合成样品时称取此纯矿物的质量，单位为g；
m总为制作合成样品时的总质量，单位为g。
通过上述实施例可以看出，与标准值相比，采用本发明的化学物相分析方法的差值小，说明本发明中锂的化学物相分析方法可靠。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种矿石中锂的化学物相分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：取矿石样品于玻璃烧杯中，加入体积分数10%~50%的盐酸溶液，混匀后盖上表面皿，沸水浴上加热10~60min，间隔5~20min摇动，取下冷却至室温，用定性慢速滤纸过滤，收集滤液，沉淀用稀盐酸溶液洗涤6~7次，用水再洗涤沉淀4~5次，滤液于低温炉上加热浓缩至近干，取下冷却，加入浓硝酸，继续加热浓缩至近干，取下冷却，于低温炉上加热溶解盐类，取下冷却后，转入容量瓶，以水定容，混匀，静置10~30 min，以电感耦合等离子发射光谱法测定容量瓶液体中的锂的含量，即为铁锂云母中锂含量；
步骤二：将步骤一中过滤后的滤渣连同滤纸放入聚四氟乙烯烧杯中，加入体积分数5%~30%HCl与体积分数2%~20%HF混合溶液，搅拌，使滤纸上的滤渣尽可能与溶液接触，盖上表面皿，将聚四氟乙烯烧杯置于沸水浴上加热30~120 min，间隔5~20min搅拌，取下冷却至室温，用定性慢速滤纸过滤，滤液收集于聚四氟乙烯烧杯中，沉淀用稀盐酸溶液洗涤6~7次，用水再洗涤沉淀4~5次，滤液于低温炉上加热浓缩至近干，取下冷却，加入浓硝酸，继续加热浓缩至近干，取下冷却，于低温炉上加热溶解盐类，取下冷却后，转入容量瓶，以水定容，混匀，静置10~30min，以电感耦合等离子发射光谱法测定容量瓶液体中的锂的含量，即为锂云母中锂含量；
步骤三：将步骤二中过滤后的滤渣连同滤纸放入瓷坩埚中，将瓷坩埚置于马弗炉中炭化，将瓷坩埚取出冷却至室温，将瓷坩埚中的残渣完全转移至聚四氟乙烯烧杯中，加入浓盐酸、浓硝酸和浓氢氟酸，将聚四氟乙烯烧杯置于低温电炉上加热10~30min，取下冷却，补加浓氢氟酸，继续加热10~30min，取下稍冷后加入高氯酸，继续加热至冒浓白烟，取下冷却至室温，于低温炉上加热溶解盐类，取下冷却后，转入容量瓶，以水定容，混匀，静置10~30min，以电感耦合等离子发射光谱法测定容量瓶液体中的锂的含量，即为锂辉石中锂含量。
2.根据权利要求1所述的矿石中锂的化学物相分析方法，其特征在于，还包括以下步骤：
步骤四：取与步骤一等量的矿石试样于聚四氟乙烯烧杯中，加入浓盐酸、浓硝酸和氢氟酸，将聚四氟乙烯烧杯置于低温电炉上加热10~30min，取下冷却，补加氢氟酸，继续加热10~30min，取下稍冷后，加入高氯酸，继续加热至冒浓白烟，取下冷却至室温后，于低温炉上加热溶解盐类，取下冷却后，转入容量瓶，以水定容，混匀，静置10~30min，以电感耦合等离子发射光谱法测定容量瓶液体中的锂的含量，即为矿石中锂总量。
3.根据权利要求1或2所述的矿石中锂的化学物相分析方法，其特征在于，以电感耦合等离子发射光谱法测定容量瓶液体中的锂的含量，具体是指：
通过电感耦合等离子发射光谱仪测量多组已知浓度锂溶液的强度值，以锂浓度和强度值分别作为二维坐标系的两个坐标轴，将多组已知浓度锂溶液的锂浓度和对应的强度值放入二维坐标系中得到多个坐标点，绘制出锂浓度与强度值的标准曲线；
通过电感耦合等离子发射光谱仪测量波长610.362nm和670.784nm处容量瓶液体的强度值，将该强度值代入到锂浓度与强度值的标准曲线中，求得该容量瓶液体中的锂浓度；
根据容量瓶液体中的锂浓度、容量瓶中液体的定容体积、容量瓶中液体的稀释倍数和试样的质量，求得试样中锂的含量。
4.根据权利要求3所述的矿石中锂的化学物相分析方法，其特征在于，锂浓度与强度值的标准曲线包括以下两种：
第一种为：准确移取0.00mL、0.50mL、1.00mL、1.50mL、2.00mL、2.5mL、3.00mL锂标准溶液分别放入容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀，以水调零，测量锂的强度值，以锂浓度为横坐标，以波长670.784nm处的强度值为纵坐标，绘制锂的标准曲线；
第二种为：准确移取3.00mL、5.00mL、7.00mL、10.00mL、15.00mL、20.00mL锂标准溶液分别放入容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀，以水调零，测量锂的强度值，以锂浓度为横坐标，以波长610.362nm处的强度值为纵坐标，绘制锂的标准曲线。
5.根据权利要求4所述的矿石中锂的化学物相分析方法，其特征在于，以电感耦合等离子发射光谱法测定容量瓶液体中的锂的含量时，同时测定610.362nm和670.784nm处锂的强度值，当锂的浓度小于3.00 mg/L时，使用第一种标准曲线计算，当锂的浓度大于或等于3.00 mg/L时，使用第二种标准曲线计算。
6.根据权利要求3所述的矿石中锂的化学物相分析方法，其特征在于，根据容量瓶液体中的锂浓度、容量瓶中液体的定容体积、容量瓶中液体的稀释倍数和试样的质量，求得试样中锂的含量，具体是指：
按照以下公式计算容量瓶液体试样中锂的含量：
其中，
为锂的质量分数，%；c为从标准曲线上查得的容量瓶液体中的锂浓度，单位为μ
g/mL；V为容量瓶中液体的定容体积，单位为mL；f为容量瓶中液体的稀释倍数；m为试样的质
量，单位为g。
7.根据权利要求1或2所述的矿石中锂的化学物相分析方法，其特征在于，所用浓盐酸的密度为1.19g/mL，所用浓硝酸的密度为1.42g/mL，所用浓氢氟酸的密度为1.15g/mL，所用浓高氯酸的密度为1.67g/mL。
8.根据权利要求1或2所述的矿石中锂的化学物相分析方法，其特征在于，所述矿石样品为锂辉石或云母类锂矿石。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Fu Zhaodi Inventor after: Zhang Xiaojuan Inventor after: Xiao Luping Inventor after: Yang Lin Inventor before: Fu Zhaodi Inventor before: Zhang Xiaojuan Inventor before: Xiao Luping Inventor before: Yang Lin |
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| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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Effective date of registration: 20220809 Address after: Room 425, Building 11, No. 966, Lushan South Road, Yuelu Street, Yuelushan University Science and Technology City, Changsha City, Hunan Province, 410000 Patentee after: Changsha Institute of Mining and Metallurgy Testing Technology Co., Ltd. Address before: 410000 966 south foot Road, Yuelu District, Changsha, Hunan Patentee before: CHANGSHA RESEARCH INSTITUTE OF MINING AND METALLURGY Co.,Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right |