Study on Analytical Method for Paragentic Non-metallic Minerals of Fluorite, Barite and Calcite
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摘要: 萤石、方解石、重晶石是自然界中普遍共生的非金属矿，具有十分重要的经济价值。目前对于该类共生矿物中不同矿物含量的分离测定，尚未建立较系统、准确的方法。本文通过条件试验，选用10%冰醋酸作为溶剂溶解分离方解石和萤石，硝酸-高氯酸溶解分离萤石和重晶石，制定了一套适用于方解石、萤石、重晶石共生矿物的分离分析方法流程。应用该实验流程对三类矿石组合样品及实际样品进行分析，内外检的测定结果准确可靠；对GBW 07250～GBW 07254五个萤石国家一级标准物质和一个重晶石管理样品进行分析，方法精密度(RSD) < 0.4%，证明该方法流程也适用于萤石或重晶石含量较高的样品分析。与国家标准方法GB/T 5195.1—2006(萤石氟化钙含量测定)比较，本流程更加连续简便，可指导方解石、萤石、重晶石共生矿物资源评价、选矿及回收试验，有利于提高该类非金属矿物的综合利用价值。Abstract: Fluorite, calcite and barite are common paragentic non-metallic minerals in nature, which have very important economic value. At present, there is no systematic and accurate method established for different mineral content analysis for these associated minerals. After the optimal conditional experiment, 10% glacial acetic acid was selected as the solvent to separate calcite and fluorite, and nitric acid-perchloric acid were selected to separate fluorite and barite. A chemical procedure has been developed to separate and determine the contents of calcite, fluorite and barite in associated minerals. Based on the application of the experimental process for three types of ore combination samples and the practical samples, the determination results were accurate and reliable. Method precisions (RSD) were less than 0.4% for five national level of standard materials of fluorite from GBW 07250-GBW 07254 and a barite management sample. This method is suitable to determine high contents in fluorite and barite samples. Compared with the national standard method of GB/T 5195.1—2006 for calcium and fluoride content analysis, the report process was simple and easy to operate. This method can be used to evaluate mineral resources, separation and recovery tests of calcite, fluorite and barite, which improves the comprehensive non-metallic mineral utilization value
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Keywords:
- fluorite /
- calcite /
- barite /
- separation and determination
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2013年7月22日至8月3日，《岩矿测试》副主编、加拿大McMaster大学Lesley. M. Egden博士应邀来华为我刊作者进行“英文科技论文写作系列培训”。其间，我们在北京、青岛、成都三地举办了两期学习班和一次全国性学术报告会。
一位以英语为母语的外籍副主编，为一个中文期刊修改英文摘要，这听来也许并不难。但她作为一位在职的研究人员，已经坚持为我刊修改英文摘要三年了。三年来，她不仅对每一篇摘要作了英文行文中的修改，还给出了学术上更专业的表达建议，她不但没有因为我们耽误了她宝贵的时间而推辞，而且每次都能按时按点、按质按量地提交修改稿。这种节奏和压力，绝非一个没有亲历过期刊出版倒计时轮回的人能轻易体验到，这样繁杂细琐却需要绝对耐性和责任感的工作，也非每一个人可以数年如一日的坚持下来。
英文写作表达的对与错，常常差之毫厘，谬以千里，但这还不算最难的，最难的在于一种语言表达的习惯，几个均可的说法，只有一个最佳表达，你能说为什么做这样的选择，但很难解释清楚为什么。遇到这些情况，Lesley从未表现出一丝不屑和不耐烦，她总是以绝对真诚、耐心和友善的方式尝试从各种不同角度解答并确保每个学员都能理解。举手投足，一颦一笑，无不透出她发自心底的率真、善良、乐观和真诚，让人深深羡慕之余也不禁思忖，究竟是生活在怎样透明无邪的环境中，才能让她一直如此纯粹和真实？！
善良和真诚是一种品质。这样善良、真诚而真实的朋友，遇上一个是人生幸事，多有两个便是贪恋了。Lesley就是这样一位朋友。
Lesley是我见过的最痴迷于 Chinese Tea的老外，没有之一。学术交流之余，品茶和论茶，便成了我们谈论最多的话题。一日，她为了找到一种自己喜欢的地方特色茶，顶着烈日拉着我这个茶友兼“砍价工具”寻觅了一整个下午，踏遍了半个城市，走得口干舌燥，忽然在一僻静深巷，觅得一茶店，泡得一杯清茶，杯中嫩尖轻竖，鹅黄浅绿，香远益清，顿觉沁人心脾，意兴盎然。在这个炎夏看一壶嫩绿慢吐春日旧事，竟也别有一番美意。她每每喝到心仪的茶，总是一副目似暝，意暇甚的样子，飙出一句 I like it!这颇具穿越色彩的形象，直到现在还让人不禁掩卷长乐。
Lesley十分爱茶，从苦荞，胎菊，到普洱，龙井，她都能视若珍宝。这倒让我们这些惯以价格衡量茶品的人俗耐了不少，真是打天上掉下来一位不染凡尘的仙女，和我国传统仙女不同的是会爽朗大笑加满口洋文。快要离开中国的时候，她颇为得意的指着行李箱说，好庆幸这次来中国是夏天，因为这样可以少带一点衣服，多背一点茶叶回去，否则她即使整个坐在行李箱上也不能把行李箱盖上啊，哈哈哈……。这一席话说完，在场的人笑倒了一地。请问这位可爱的副主编大人，您每次都是这样将您视若珍宝的茶叶带回去的么？
这便是我们的副主编，在这个炎夏带给我们迭起的笑声和清新小插曲的Lesley。
这份夏日里她带给我们每个人的快乐，愿与您分享！
主编：罗立强
2013年8月10日
于北京
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图 1 萤石、重晶石、方解石分离实验流程
Figure 1. Experiment flow chart for fluorite,barite,calcite sample separation
表 1 不同浓度盐酸溶解结果
Table 1 Dissolution effect for different concentration of hydrochloric acid
盐酸浓度
/%矿物溶解率/% 基准
CaCO3萤石
单矿物1 71.05 5.21 2 85.12 5.88 3 89.03 6.11 4 92.54 7.22 5 100 9.35 10 100 36.02 20 100 65.21 30 100 81.31 40 100 99.02 50 100 100 
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表 2 不同浓度冰醋酸溶解基准CaCO3和萤石单矿物的结果
Table 2 Dissolution effect for different concentration of acetic acid
冰醋酸
浓度/%矿物溶解率/% 基准
CaCO3萤石
单矿物1 60.13 0.00 3 84.28 0.00 5 95.14 0.05 7 97.35 0.10 9 99.58 0.20 10 100 0.22 20 100 0.28 30 100 0.31 40 100 0.35 50 100 0.45
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表 3 10%冰醋酸溶解萤石条件试验
Table 3 Condition test of 10% of acetic acid to dissolve fluorite
10%冰醋酸
用量/mL萤石溶解率/% 微沸溶解
20 min微沸溶解
30 min微沸溶解
40 min微沸溶解
s60 min5 0.020 0.071 0.121 0.155 8 0.082 0.088 0.212 0.253 10 0.097 0.221 0.274 0.311 15 0.103 0.263 0.308 0.363 20 0.111 0.301 0.325 0.401
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表 4 10%冰醋酸溶解GBW 07254分析结果
Table 4 Analytical results of CaCO3 in GBW 07254 dissolved with 10% of acetic acid
标准物质
编号w(CaCO3)/% 标准值 分次测量值 平均值 GBW 07254 0.27 0.283 0.288 0.289
0.291 0.285 0.2900.288
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表 5 含量分析结果
Table 5 Analytical results of CaF2
标准物质
编号w(CaF2)/% RSD/% 标准值 分次测定值 平均值 GBW 07254 98.59 98.55 98.54 98.33 98.51 0.13 98.28 98.65 98.70 98.47 98.50 98.45 98.53 98.66
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表 6 CaF2含量分析结果
Table 6 Analytical results of CaF2
标准物质
编号w(CaF2)/% RSD/% 标准值 测定值 平均值 GBW 07254 98.59 98.66 98.54 98.49 98.59 0.071 98.59 98.65 98.66 98.60 98.50 98.61 98.53 98.70
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表 7 组合样品分析结果
Table 7 Analysis results of composite sample
组合比 w(CaCO3)/% w(CaF2)/% w(BaSO4)/% 理论值 本法
测定值理论值 本法
测定值理论值 本法
测定值ZH1 (4+4+2) 40.00 39.88 40.00 39.91 20.00 20.01 ZH2 (4+2+4) 40.00 40.05 20.00 19.87 40.00 39.88 ZH3 (2+4+4) 20.00 19.88 40.00 39.77 40.00 40.06 ZH4 (1+1+1) 33.33 33.28 33.33 33.40 33.33 33.21 ZH5 (6+2+2) 30.00 60.21 20.00 20.15 20.00 19.94 ZH6 (2+6+2) 20.00 20.13 60.00 60.20 20.00 20.14 ZH7 (2+2+6) 20.00 20.15 20.00 20.08 60.00 59.87 ZH8 (8+1+1) 80.00 80.23 10.00 9.87 10.00 10.13 ZH9 (1+1+8) 10.00 10.20 10.00 9.85 80.00 80.13 ZH10 (1+8+1) 10.00 10.09 80.00 79.92 10.00 9.89 ZH11 (5+3+2) 50.00 49.87 30.00 29.87 20.00 20.16 ZH12 (5+2+3) 50.00 50.12 20.00 19.87 30.00 30.12 ZH13 (3+2+5) 30.00 29.85 20.22 20.11 50.00 49.78 ZH14 (3+5+2) 30.00 30.12 50.00 49.86 20.00 19.97 ZH15 (2+5+3) 20.00 20.19 50.00 49.81 30.00 30.13 ZH16 (2+3+5) 20.00 19.93 30.00 30.15 50.00 49.88
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表 8 实际样品分析结果
Table 8 Analysis results of actual sample
样品编号 比重
(g/cm3)wB/% CaCO3 CaF2 BaSO4 Y2012-1 4.21 1.32 1.30 93.08 Y2012-2 3.18 36.61 30.57 25.58 Y2012-3 3.81 29.32 10.20 48.04 Y2012-4 3.77 13.58 29.43 47.90 Y2012-5 4.03 9.91 12.54 70.68 Y2012-6 4.13 3.27 5.69 84.76 Y2012-7 3.09 1.94 37.23 31.12 Y2012-8 4.21 7.18 3.96 85.56 Y2012-9 4.15 2.11 7.16 77.84 Y2012-10 4.02 2.03 13.63 75.14 Y2012-11 3.91 10.02 23.23 59.34 Y2012-12 4.08 8.33 11.15 70.58 Y2012-13 3.58 1.39 53.79 39.80 Y2012-14 4.01 9.01 12.83 72.24 Y2012-15 3.66 10.18 40.30 44.11 Y2012-16 4.08 4.27 11.94 78.56 Y2012-17 3.56 1.96 50.17 37.18 Y2012-18 4.01 13.07 2.85 75.08 Y2012-19 3.64 1.85 43.93 41.00 Y2012-20 3.76 15.33 31.98 47.24 Y2012-21 3.84 11.28 34.27 42.34 Y2012-22 3.68 17.33 23.44 53.36 Y2012-23 3.58 9.12 38.00 48.38 Y2012-24 3.80 8.82 36.99 50.74 Y2012-25 3.93 1.56 22.72 63.20 Y2012-26 4.14 5.33 13.09 74.22 Y2012-27 3.54 28.11 9.45 55.46 Y2012-28 3.90 13.88 0.99 74.36 Y2012-29 4.04 2.03 2.91 77.88 Y2012-30 3.93 2.98 28.96 54.12 Y2012-31 3.85 4.13 28.81 47.92 Y2012-32 2.84 31.33 1.32 0.18 Y2012-33 3.26 25.05 14.28 30.22 Y2012-34 2.85 55.04 0.00 1.66 Y2012-35 3.68 9.49 14.24 46.94 Y2012-36 2.85 51.28 2.30 0.38 Y2012-37 3.03 38.46 0.00 20.64 Y2012-38 2.77 84.40 2.72 0.12 Y2012-39 2.76 77.11 2.60 0.30 Y2012-40 3.13 30.05 25.68 37.08 Y2012-41 3.21 33.96 24.00 24.82 Y2012-42 2.93 52.44 16.97 3.64 Y2012-43 2.93 24.97 5.24 14.10 Y2012-79 3.92 4.27 22.03 66.10 Y2012-80 4.03 2.90 15.96 75.04 Y2012-81 3.48 3.61 10.27 55.94 Y2012-82 3.90 3.84 12.29 75.55 Y2012-83 4.15 1.60 6.22 82.54 Y2012-84 3.90 4.15 31.10 53.43 Y2012-85 3.95 3.95 6.50 71.30 Y2012-86 4.08 3.01 15.05 69.43 Y2012-87 4.01 5.99 6.96 78.50 Y2012-88 3.84 13.96 10.59 66.90 Y2012-89 3.82 3.82 13.02 68.02
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表 9 实际样品组合样分析结果
Table 9 Analysis results of composite actual sample
样品编号 w(BaSO4)/% w(CaF2)/% 理论计算值 测定值 理论计算值 测定值 组合样1 65.21 65.60 16.82 16.30 组合样2 73.25 73.40 10.53 10.20
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表 10 实际组合样品多元素分析结果
Table 10 Analysis results of elements for composite actual samples
样品编号 wB/% wB/ (μg·g-1) SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO As Mn Cu Cd Pb 组合样1 3.59 0.70 0.22 2.94 0.47 32.96 29.03 38.16 15.71 16.38 组合样2 1.58 0.51 0.47 6.02 0.58 27.16 116.56 33.25 10.03 20.77
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表 11 样品内外检结果对照
Table 11 Comparison of analytical results for internal and external inspection
样品编号 w(BaSO4)/% w(CaF2)/% 原结果值 内检值 外检值 原结果值 内检值 外检值 Y2012-80 75.04 74.56 74.90 15.96 16.12 16.10 Y2012-82 75.55 75.12 75.68 12.29 12.12 12.04 Y2012-84 53.43 53.19 53.58 31.10 30.89 31.23 Y2012-85 71.30 71.08 71.51 6.50 6.39 6.45 Y2012-86 69.43 69.71 69.34 15.05 14.87 14.79 Y2012-89 68.02 67.78 68.12 13.02 12.85 13.20
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表 12 萤石标准样品分析结果
Table 12 Analysis results of fluorite standard samples
标准物质
编号分析项目 wB/% RSD/%
(n=11)标准值 测定值 GBW 07250 CaCO3 0.20 0.19 0.02 CaF2 94.91 94.93 0.13 GBW 07251 CaCO3 0.020 0.020 0.00 CaF2 90.87 90.91 0.24 GBW 07252 CaCO3 0.020 0.019 0.00 CaF2 92.57 92.52 0.40 GBW 07253 CaCO3 0.020 0.019 0.00 CaF2 85.21 85.25 0.29 GBW 07254 CaCO3 0.27 0.279 0.02 CaF2 98.59 98.61 0.22
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表 13 重晶石样品分析结果
Table 13 Analytical results of barite samples
内部管理
样品编号w(BaSO4)/% RSD/% 参考值 分次测定值 平均值 F-55 98.51 98.55 98.54 98.33
98.28 98.65 98.5098.50 0.13
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