Методические указания к лабораторным работам по направление 130100 геология и разведка полезных ископаемых для подготовки магистров в области урановой геологии (стр. 4 из 10)
Обнаружение четырехвалентного урана в присутствии TR, V, Al, Fe, Be и других элементов. Прибавляя НС1 или CH3COONa, создают в анализируемом растворе кислотность 0,02–0,05 н., которую оценивают по окраске метилвиолетовой бумажки (приготовляют, пропитывая фильтровальную бумагу разбавленным раствором обычных химических фиолетовых чернил, смачивая для сравнения бумажку 0,02 и 0,05 н. (0,07–0,18 %) HCI. К 1 мл приготовленного таким образом раствора прибавляют каплю 0,02–0,05 % раствора арсеназо. Появление фиолетовой окраски, немедленно переходящей в розовую после прибавления капли Н2О2, указывает на присутствие U4+. Чувствительность метода 1–2 мкг U4+ в 1 мл раствора.
3. Определение урана при помощи 8-оксихинолина (оксина). Метод основан на образовании в нейтральной или щелочной среде красно-бурого соединения урана с 8-оксихинолином. Навеску тонкоизмельченного минерала в 1 г (а при малых содержаниях урана в 5 г) растворяют в фарфоровом тигле в 10 мл с концентрированной соляной кислотой при нагревании. После охлаждения прибавляют 20 мл раствора карбоната аммония [к 20 г (NН4)2CO3 прибавляют 100 мл крепкого аммиака и 100 мл воды]. Нерастворимый осадок вместе с образовавшимся от карбоната аммония осадком отфильтровывают. Каплю 5 % спиртового раствора оксина помещают на фильтровальную бумагу и прибавляют каплю полученного испытуемого раствора. Появление красно-бурого пятна указывает на присутствие урана. Чувствительность, метода 10 мкг урана в одной капле.
4. Определение урана (U6+) при помощи флуоресцеина. Две капли испытуемого, почти, нейтрального раствора, содержащего шестивалентный уран, прибавляют к 2 мл 0,04 % раствора флуоресцеина и смешивают с 3 мл хлороформа. Через непродолжительное время на границе раздела появляется светло-красная окраска. Предел чувствительности 2,4 мкг (UO2)2+ в 1 мл раствора.
По другому варианту каплю испытуемого раствора смешивают на стеклянной пластинке с каплей 0,12 % раствора флуоресцеина и тремя каплями 5 % раствора хлористого аммония. В течение 30 мин развивается отчетливая красная окраска.
5. Определение урана (U6+) действием салицилата натрия С6H4OHCOONa. Сильно разбавленные нейтральные растворы солей уранила при действии салицилата натрия принимают красно-оранжевую окраску. К испытуемому раствору прибавляют 10 % раствор ацетата натрия и насыщенный раствор салицилата натрия. Реакции мешают свободные минеральные кислоты, а также ионы Fe3+, Ti4+, F–, PO34–. Окраска, вызываемая ионами салицилата, зависит от концентрации водородных ионов. Прибавлением различных количеств ацетата и салицилата натрия указанных концентраций, устанавливают (по индикаторной бумажке) значение рН » 7,5. Эта концентрация водородных ионов соответствует максимальному развитию окраски с солями уранила.
6. Реакция с ализарином S. Полоску фильтровальной бумаги пропитывают 0,5 % раствором ализарина S, высушивают, а затем помещают на нее при помощи пипетки каплю нейтрального или слабо кислого испытуемого раствора. Получившееся на бумаге влажное пятно держат в продолжении 1 мин над горлышком склянки с концентрированным аммиаком, а затем кладут на стеклянную пластинку, на которой помещена капля 80 % уксусной кислоты. Через несколько минут происходит нейтрализация аммиака парами уксусной кислоты и фиолетовое окрашивание ализарина исчезает, в то время как фиолетовое пятно соединения уранилализарина сохраняется.
Микрохимическое определение тория в минералах и горных породах.
1. Определение тория при помощи реактива торон. Торон растворяется в воде и разбавленных кислотах, окрашивая раствор в оранжевый цвет. Разбавленные растворы имеют почти желтый цвет. В присутствии тория образуется малиново-красный осадок или, в разбавленных растворах, розовое окрашивание. В соляно- или азотнокислых растворах эту цветную реакцию дает только один торий.
2. Определение тория с ализарином S (ализаринсульфонатом натрия). Желтый раствор ализарина S образует с нейтральным или слабоуксуснокислым раствором тория красно-фиолетовое окрашивание или такого же цвета осадок. Так как с ализарином комплексные соединения образуют уран, цирконий, титан, железо, то они должны быть отделены путем осаждения тория и редких земель щавелевой кислотой. После восстановления перекисью водорода марганца до двухвалентного состояния жидкость в тигле упаривают досуха, обрабатывают пятью каплями воды и снова упаривают для удаления всей соляной кислоты. Остаток растворяют в 1–2 каплях щавелевой кислоты, смесь немного нагревают, добавляют 5 капель воды, перемешивают, вводят 1–2 капли 1 % водного раствора ализарина S и вновь перемешивают. При наличии тория появляется красно-фиолетовое окрашивание. Реакцию рекомендуется проводить на фарфоровой пластинке. В навеске минерала около 20 мг можно обнаружить до1 % тория.
Содержание и оформление отчета:
Отчёт по лабораторной работе выполняется на листах белой бумаги формата A4 в печатном виде (приложение 1). Объем текста 3–5 страниц. Работа должна иметь следующие разделы:
1.Титульный лист (приложение 2)
2. Цель работы
3. Методические основы выполнения лабораторной работы.
4. Порядок выполнения работы.
5. Выводы по результатам выполнения работы.
6. Список используемой литературы.
Рекомендуемая литература
1. Алимарин И.П., Фрид Б.И. Количественный микрохимический анализ минералов и руд. Практическое руководство. – М.: Госх имиздат, 1961. – 399 с.
2. Галюк В.А. Руководство к лабораторным занятиям по курсу «Минералогия и геохимия радиоактивных элементов». – М.: Высшая школа, 1964. – 138 с.
3. Соболева М.В., Пудовкина И. А. Минералы урана. Госгеолтехиздат, 1957. 408 c.
Лабораторная работа № 5
Анализ шлихов комплексом методов исследования
Целью настоящей лабораторной работы является закрепление теоретических знаний, полученных в курсе «Методы исследования радиоактивных руд и минералов». Для выполнения лабораторной работы студенты получают шлих с конкретного природного объекта и определяют состав шлиха, используя известные им методы исследования. Итогом выполненной работы является полная характеристика шлихообразующих составляющих с определением химического состава.
Схема исследования шлиха..
Предлагается исследовать шлих согласно общей схеме анализа шлиха (рис. 1). В зависимости от характера материала (шлих или рудные концентраты) и целей анализа эта схема может несколько изменяться, добавляются другие этапы: отмучивание, отмывка на легкую и тяжелую фракции.
Диагностика минералов.
Диагностика минералов шлихов возможна оптическим методом. Аппаратура для диагностики минералов по внешним признакам - бинокулярные стериоскопические микроскопы марки МБС. Используя диагностические признаки минералов (габитус кристаллов, окраску, цвет черты, блеск, твёрдость, спайность, характер излома, прозрачность), характеризуя форму и размеры зёрен, характер поверхности, степень окатанности, пленку вторичных образований определяют минеральный состав. При изучении минералов необходимо делать зарисовки или фотографии отобранных монофракций минеральных агрегатов и отдельных минералов.
Характеристика шлихообразующих минералов.
Магнитные минералы:
а) сильной магнитности: магнетит, титаномагнетит, пирротин, поликсен;
б) минералы средней магнитности:
амфиболы, везувиан, гранаты, оливины, пироксены, слюды, ставролит, сфен, хлориты, эпидот, шпинель, браннерит, вольфрамит, гельвин, ильменит, касситерит, кнопит, колумбит, ксенотим, монацит, ортит, перовскит, пирохлор, поликраз, плеонаст, самарскит, сфалерит (марматит), танталит, торианит, торит, уранинит, фергюссонит, хлопинит, хромиты, эвксенит, эшинит. Вторичные минералы - гематит, лимонит, пиролюзит, псиломелан;
в) минералы слабой магнитности:
амфиболы, андалузит, волластонит, диаспор, кианит, кордиерит, корунд, оливины (фаилит), пироксены (диопсид), силлиманит, ставролит, хиастолит, хлориты (пеннин), эпидоты, аксинит, анатаз, апатит, брукит, рутил, сфен, циркон, шпинель, алмаз, вольфрамит (гюбнерит), золото, касситерит, ксенотим, монацит, ортит, платина, петцит, приорит, серебро, сперрилит, сульфиды (антимонит,арсенопирит, висмутин, галенит, киноварь, кобальтин, марказит, молибденит, пирит, сфалерит, халькозин, халькопирит), шеелит, электрум, барит, сидерит, сподумен, топаз, турмалин (ахроит, дравит, рубеллит), фенакит, флюорит, хризоберилл. Вторичные минералы - азурит, англезит, бадделеит, ванадинит, вульфенит, лейкоксен, малахит, ковеллин, скородит, смитсонит, церрусит.