1405
.pdf
|
|
|
|
|
Продолжение табл. 1 |
1 |
2 |
|
3 |
|
4 |
|
|
(–) 425-600 |
Диссоциация MnCO3 (38,4 % |
||
|
|
|
|
CO2) |
|
|
|
(+) 730-800 |
Окисление MnO |
||
|
|
(–) 950 |
Восстановление до Mn3O4 |
||
|
|
(–) |
1175 |
Инверсионное превращение |
|
|
|
|
|
Mn3O4 |
из тетрагональной |
|
|
|
|
формы в кубическую |
|
Смитсонит |
ZnCO3 |
(–) 425-550 |
Диссоциация ZnCO3 |
||
Брусит |
Mg(OH)2 |
(–) 405-450 |
Дегидратация (31 % H2O) |
||
Гидроокись |
Ca(OH)2 |
(–) 530-580 |
Дегидратация |
||
кальция (порт- |
|
|
|
|
|
лантид) |
|
|
|
|
|
Железный маг- |
(Mg, Fe)CO2 |
(–) 500-590 |
Диссоциация |
||
незит |
|
(+) 755 |
Окисление FeO до Fe2O3 |
||
Гидромагнезит |
3MgCO3· |
(–) 275-375 |
Дегидратация Mg(OH)2 |
||
|
·Mg(OH)2·3H2O |
(–) 510 |
Превращение аморфной MgO |
||
|
|
|
|
в кристаллический периклаз |
|
|
|
(–) 485-610 |
Диссоциация MgCO3 |
||
Диаспор |
β-AlO(OH) |
(–) 505-580 |
Дегидратация |
||
Бёмит |
α-AlO(OH) |
(–) 460-580 |
Дегидратация |
||
Гиббсит |
α-Al(OH)3 |
(–) |
250-300 |
Образование белита |
|
|
|
(–) 320-330 |
Превращение α→æAl2O3 |
||
|
|
(+) 950 |
Полиморфное превращение |
||
Байерит |
β-Al2O3·3H2O |
(–) 250-300 |
Дегидратация |
||
Гидроаргиллит |
|
(–) |
310-315 |
Дегидратация |
|
|
|
(–) |
500-550 |
Разложение бемита |
|
|
|
(+) 800 |
Переход γ-Al2O3 → θ-Al2O3 |
||
Гётит |
FeO(OH) |
(–) 300-380 |
Дегидратация (10 % H2O) |
||
Лимонит |
β-Fe2O3·H2O |
(–) 120-140 |
Потеря |
гигроскопической |
|
|
или β-FeO(OH) |
|
|
воды |
|
|
|
(–) |
250 |
Дегидратация |
|
|
|
(–) |
300 |
|
|
|
|
(+) 450 |
Переход γ-Fe2O3 → |
||
|
|
|
|
α-Fe2O3 |
|
Лепидокрокит |
γ-Fe2O3·H2O |
(–) 304-380 |
Дегидратация |
||
|
или γ-FeO(OH) |
(+) 450-500 |
Переходγ-Fe2O3 → |
||
|
|
|
|
α-Fe2O3 |
|
Гелеобразные |
Fe2O3·nH2O |
(–) 250-300 |
Дегидратация |
||
окислы железа |
|
(+) 350-400 |
Окисление |
||
Вюстит |
FeO |
(+) 295-300 |
Окисление FeO до Fe2O3 |
||
|
|
|
30 |
|
|
|
|
|
|
Продолжение табл. 1 |
|
1 |
2 |
|
3 |
4 |
|
Гематит |
α-Fe2O3 |
Не имеет эффектов |
|
||
Маггемит |
γ-Fe2O3 |
(+) 450-500 |
Переход γ-Fe2O3 → |
||
|
|
|
|
α-Fe2O3 |
|
Магнетит |
Fe3O4 |
(+) 275-400 |
Переход Fe3O4 → γ-Fe2O3 |
||
|
|
(+) 590-1000 |
Переход γ-Fe2O3 → |
||
|
|
|
|
α-Fe2O3 |
|
Гидрогематит |
Fe2O3-aq |
(–) |
120-140 |
Дегидратация |
|
|
|
(–) |
340 |
|
|
Гидроталькит |
MgCO3· |
(–) 200-285 |
Потеря 4H2O |
|
|
|
·5Mg(OH)2· |
(–) 350-400 |
Дегидратация Al(OH)3 |
||
|
·2Al(OH)3· |
(–) 450-540 |
Дегидратация Mg(OH)2 |
||
|
·4H2O |
|
|
и диссоциация MgCO3 |
|
Пироаурит |
MgCO3· |
(–) 215-270 |
Потеря 4H2O |
|
|
|
·5Mg(OH)2· |
(–) 350-400 |
Дегидратация Fe(OH)3 |
||
|
·2Fe(OH)3· |
(–) 450-540 |
Дегидратация Mg(OH)2 |
||
|
·4H2O |
|
|
и диссоциация MgCO3 |
|
Двуокись крем- |
SiO2 |
(+) 115-117 |
Превращение |
тридимита |
|
ния |
|
|
|
α1→β1 |
|
|
|
(+) 166-163 |
α2→β2 |
|
|
|
|
(+) 220-280 |
Превращение |
кристобалита |
|
|
|
|
|
α→β |
|
|
|
(–) 573 |
Превращение кварца α→β |
||
Двуводный гипс |
CaSO4·2H2O |
(–) 100-120 |
Потеря адсорбционной во- |
||
|
|
|
|
ды |
|
|
|
(–) 220 |
Потеря 0,5H2O |
|
|
|
|
(–) 240 |
Потеря 0,5H2O |
|
|
|
|
(–) 380-420 |
Инверсия CaSO4 |
||
|
|
(–)1180-1200 |
Полиморфное превращение |
||
Ангидрит |
CaSO4 |
(–) 1190 |
Полиморфное превращение |
||
Полуводный |
α- |
(–) |
160 |
Дегидратация примеси (по- |
|
гипс |
CaSO4·0,5H2O |
|
|
теря 0,5H2O) |
|
|
|
(+) 380 |
Инверсия ангидрита |
||
|
|
(–) 1180-1200 |
Полиморфное превращение |
||
Полуводный |
β- |
(–) |
120 |
Дегидратация примеси |
|
гипс |
CaSO4·0,5H2O |
(–) 180 |
То же |
|
|
|
|
(–) 240 |
Потеря 0,5H2O |
|
|
|
|
(+) 410 |
Инверсия ангидрита |
||
|
|
(–) 1180-1200 |
Полиморфное превращение |
||
Эстрихгипс |
CaSO4·nCaO |
Не |
имеет |
|
|
|
|
эффектов |
|
|
|
|
|
|
31 |
|
|
|
|
|
|
Продолжение табл. 1 |
||
1 |
2 |
|
3 |
4 |
|
|
Эпсомит |
MgSO4·7H2O |
(–) 52-58 |
Инконгруэнтное плавление |
|||
|
|
(–) |
85-96 |
То же |
|
|
|
|
(–) |
105-110 |
Выкипание раствора |
||
|
|
(–) |
125-150 |
Дегидратация |
|
|
|
|
(–) |
185-195 |
Дегидратация |
до |
одновод- |
|
|
|
|
ной соли |
|
|
|
|
(–) |
320-370 |
Полная дегидратация |
||
Барит |
BaSO4 |
(–) 1150 |
Полиморфное превращение |
|||
Целестин |
SrSO4 |
(–) 1145 |
Полиморфное превращение |
|||
Тенардит |
NaSO4 |
(–) 240 |
Полиморфное превращение |
|||
|
|
(–) |
884 |
Плавление |
|
|
Арканит |
K2SO4 |
(–) 583 |
Полиморфное превращение |
|||
Глазерит |
Na2SO4·3K2SO4 |
(–) 437 |
Полиморфное превращение |
|||
Алунит |
K2SO4· |
(–) 940 |
Плавление |
|
|
|
|
·Al2(SO4)3· |
(–) |
490-550 |
Дегидратация |
|
|
|
· |
(–) |
740-760 |
Полиморфное превращение |
||
|
4Al(OH)3 |
|
|
|
|
|
|
|
(–) |
770-810 |
Разложение сульфатов |
||
Анкерит |
(Mg,Fe)CO3· |
(–) 730 |
Диссоциация MgCO3 |
|||
|
·CaCO3 |
(–) 810 |
Диссоциация FeCO3 |
|||
|
|
(–) 900 |
Диссциация CaCO3 |
|||
Аллофан |
mAl2O3·nSiO2· |
(–) 110-150 |
Дегидратация |
|
|
|
|
·pH2O |
(+) 920-1000 |
Перекристаллизация |
|||
|
|
|
|
аморфного вещества |
||
Каолинит |
Al2O3·2SiO2· |
(–) 550-610 |
Дегидратация |
|
|
|
|
·4H2O |
(+) 925-1000 |
Кристаллизация |
аморфных |
||
|
|
|
|
продуктов |
|
|
|
|
(+) 1200 |
Образование |
кристобалита |
||
|
|
|
|
α-Al2O3 |
|
|
Галлуазит |
Al2O3·2SiO2· |
(–) 100-120 |
Адсорбционная вода |
|||
|
·4H2O |
(–) 450-500 |
Дегидратация |
|
|
|
|
|
(+) 925-1000 |
Кристаллизация |
аморфных |
||
|
|
|
|
продуктов |
|
|
Монтморилло- |
Al2O3·4SiO2· |
(–) 150-175 |
Адсорбционная вода |
|||
нит |
·nH2O |
(–) 500-700 |
Дегидратация |
|
|
|
|
|
(–) |
800-900 |
То же |
|
|
|
|
(–) |
915-1000 |
Кристаллизация |
аморфных |
|
|
|
|
|
продуктов |
|
|
Мусковит |
K2O·3Al2O3· |
(–) 125 |
Адсорбционная вода |
|||
|
·6SiO2·2H2O |
(–) 450-650 |
Дегидратация |
|
|
|
|
|
(–) |
850-900 |
Разрушение решетки |
||
|
|
32 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Продолжение табл. 1 |
|
1 |
|
2 |
|
3 |
4 |
|
Биотит |
K2O·6(Mg,Fe)O |
(–) |
1100- |
Разрушение решетки |
||
|
·3Al2O3·6SiO2· |
1200 |
|
|
||
|
·2H2O |
|
|
|
|
|
Гидробиотит |
K2O·6(Mg,Fe)O |
(–) 160-180 |
Дегидратация |
|
||
|
·3Al2O3·6SiO2· |
(–) 220-250 |
То же |
|
||
|
·nH2O |
гидро- |
(–) 800-1000 |
Разрушение решетки |
||
|
Группа |
|
|
|
|
|
|
слюд |
|
|
|
|
|
Вермикулит |
Группа |
гидро- |
(–) |
120-170 |
Дегидратация |
|
|
слюд |
|
(–) |
270-300 |
То же |
|
|
|
|
(–) |
860 |
Разрушение решетки |
|
Глауконит |
Группа |
гидро- |
(–) |
130-170 |
Дегидратация |
|
|
слюд |
|
(–) |
550-600 |
То же |
|
Иллит |
Группа |
гидро- |
(–) 120-150 |
Адсорбционная вода |
||
|
слюд |
|
(–) |
500-600 |
Дегидратация |
|
|
|
|
(–) |
900 |
Разрушение решетки |
|
|
|
|
(+) 935 |
Кристаллизация |
шпинели, |
|
|
|
|
|
|
периклаза |
|
Боксит |
Группа |
мине- |
(–) |
285-310 |
Дегидратация |
гидроаргил- |
|
ралов |
|
|
|
лита |
|
Змеевик (сер- |
3MgO·2SiO2· |
(–) 130-170 |
Дегидратация |
|
||
пентин) |
·2H2O |
|
(–) 650-730 |
То же |
|
|
|
|
|
(+) 800-830 |
Разрушение решетки |
||
Хризотил-асбест |
Mg6[Si4O11]· |
(–) |
до 100 |
Потеря адсорбционнойводы |
||
|
·(OH)6·H2O |
(–) 660-765 |
Удаление конституционной |
|||
|
|
|
|
|
воды |
|
|
|
|
(+) 800-830 |
Кристаллизация новой фазы |
||
Тальк |
· |
|
(–) |
850-950 |
Дегидратация |
|
|
3MgO 4SiO2· |
|
|
|
|
|
|
·H2O |
|
|
|
|
|
Трехкальциевый |
· |
|
(–) |
920-925 |
Полиморфное превращение |
|
силикат |
3CaO 2SiO2 |
|
|
|
|
|
|
|
(–) |
970-980 |
То же |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(–) |
990-100 |
То же |
|
|
|
|
|
|||
Двухкальцие- |
γ-2CaO·SiO2 |
(–) 780-830 |
Переход γ-C2S→γ’C2S |
|||
вый силикат |
|
|
(–) 1447 |
Переход γ’-C2S→γC2S |
||
Алит |
54CaO·16SiO2· |
(–) 835 |
Полиморфное превращение |
|||
|
·Al2O3·MgO |
(–) 1427 |
То же |
|
||
Ксонотлит |
5CaO·5SiO2· |
(–) 800-880 |
Дегидратация доволастонита |
|||
|
·2H2O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
33 |
|
|
|
|
|
|
Продолжение табл. 1 |
|
1 |
2 |
|
3 |
4 |
|
Гиролит |
2CaO·3SiO2· |
(–) 70-150 |
Дегидратация |
|
|
|
·2H2O |
(–) 700-780 |
Дегидратация и образование |
||
|
|
|
|
воластонита |
|
|
|
(+) 800 |
Кристаллизация |
|
|
Тоберморит |
4CaO·5SiO2· |
(–) 250-280 |
Дегидратация |
|
|
|
·5H2O |
(–) 780-800 |
То же |
|
|
Гидросиликат |
CaO·SiO2·H2O |
(+) 800-830 |
Кристаллизация CS |
||
кальция |
(CSH-B) |
|
|
|
|
То же |
CaO·SiO2·H2O |
Нет |
отчетли- |
|
|
|
(CSH-A) |
вых эффектов |
|
|
|
- // - |
CaO·SiO2·H2O |
(–) 400-410 |
Дегидратация |
|
|
|
(CSH-A) |
(–) 450-540 |
То же |
|
|
- // - (гиллебран- |
CaO·SiO2·H2O |
(-400-410) |
Дегидратация |
|
|
дит |
(CSH-B) |
|
|
|
|
То же |
CSH-C |
(–) 720-800 |
Дегидратация |
|
|
- // - |
C2SH2 |
(–) |
110-120 |
- // - |
|
|
|
(–) |
480-520 |
- // - |
|
- // - |
C3SH2 |
(–) 500-600 |
Потеря 1 молкулы H2O |
||
|
|
(–) |
700-800 |
Полная дегидратация |
|
Гидроалюминат |
CaO·Al2O3· |
(–) 155 |
Ступенчатая дегидратация |
||
кальция |
·10H2O |
(–) 285 |
|
|
|
Гидроалюминат |
CaO·Al2O3· |
(+) 545 |
Кристаллизация |
безводных |
|
кальция |
·10H2O |
(+) 930 |
фаз |
|
|
То же |
2CaO·Al2O3· |
(–) 70-100 |
Потеря гигроскопической |
||
|
·8H2O |
|
|
воды |
|
|
|
(–) |
150-200 |
Ступенчатая дегидратация |
|
|
|
(–) |
250-300 |
|
|
То же |
3CaO·Al2O3· |
(–) 340 |
Потеря 4,5H2O |
|
|
|
·6H2O |
(–) 500-550 |
Потеря 1,5H2O и дегидрата- |
||
|
|
|
|
ция Ca(OH)2 |
|
То же |
4CaO·Al2O3· |
(–) 140-170 |
Ступенчатая дегидратация |
||
|
·14H2O |
(–) 180-220 |
|
|
|
|
|
(–) |
300 |
|
|
Гидросульфоа- |
3CaO·Al2O3· |
(–) 100-170 |
Частична дегидратация |
||
люминат каль- |
·CaSO4·12H2O |
(–) 200-250 |
Потеря большей части воды |
||
ция (низкосуль- |
|
(–) |
300-320 |
Дегидратация |
|
фатная форма) |
|
|
|
|
|
|
(–) |
500 |
- // - |
|
|
|
|
(+) 800 |
Кристаллизация |
аморфной |
|
|
|
|
|
безводной фазы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
34 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Окончание табл.1 |
|
1 |
|
|
2 |
|
3 |
4 |
|
|
Гидросульфоа- |
|
3CaO·3Al2O3· |
(–) 100-170 |
Потеря большей части воды |
|
|||
люминат каль- |
·CaSO4·31H2O |
(–) 250-300 |
Полная дегидратация |
|
||||
ция |
(высоко- |
|
|
|
|
|
||
сульфатная |
|
|
|
|
|
|
||
форма) |
|
|
|
|
|
|
|
|
Гидрохлоралю- |
|
3CaO·Al2O3· |
(–) 100 |
Ступенчатая дегидратация |
|
|||
минат кальция |
|
·CaCl2·12H2O |
(–) 180-200 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
(–) |
450 |
|
|
|
|
|
|
|
(–) |
530-550 |
|
|
Карбоалюминат |
|
3CaO·Al2O3· |
(–) 180 |
То же |
|
|||
кальция |
|
|
|
·CaCl2·12H2O |
(–) 230 |
|
|
|
|
|
|
|
|
(–) |
450-520 |
То же |
|
Гидроалюминат |
|
3CaO·3Al2O3· |
(–) 700-800 |
Полная дегидратация |
|
|||
кальция |
|
|
|
·12H2O |
|
|
|
|
Гидрогранат |
|
3CaO·3Al2O3· |
(–) 450-520 |
То же |
|
|||
|
|
|
|
хSiO2·у12H2O |
|
|
|
|
|
|
|
|
(у+х=6) |
|
|
|
|
Гидросиликат |
|
|
(–) |
63 |
Инконгруэнтное плавление |
|
||
кальция (жид- |
|
|
(–) |
95 |
Ступенчатая дегидратация |
|
||
кое стекло) |
|
|
(–) |
170 |
|
|
||
|
|
|
|
|
(–) |
1083 |
Плавление безводной соли |
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2 |
|
|
|
|
|
Определитель минералов (по Бергу) |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Температура |
|
|
|
|
Минералы |
|
||
эффекта, С |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||
1 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
100-115 |
|
Гипс, алюминит |
|
|
|
|
||
120-140 |
|
Алюминит, вермикулит, галлуазит, гидрогематит, змеевик, ли- |
|
|||||
|
|
|
монит, метагаллуазит, сепиолит |
|
|
|||
150-200 |
|
Аллофан (вермикулит), гидробиотит,гидромусковит, гипс, глау- |
|
|||||
|
|
|
конит, змеевик, монтмориллонит, алюминит |
|
||||
220-300 |
|
Боксит, вермикулит, гидробиотит, гидраргиллит, манганит, кон- |
|
|||||
|
|
|
тронит, сингенит |
|
|
|
|
|
310-400 |
|
Бейделит, вермикулит, гетит, гидромагнезит, |
|
|||||
|
|
|
гипс (экз.), манганит (экз.), полигалит, сапонит, сидерит |
|
||||
400-450 |
|
Анальцим, арагонит, брусит, гидромагнезит, натролит, сидерит |
|
|||||
460-500 |
|
Алунит, мусковит, родохрозит |
|
|
||||
505-550 |
|
(Алунит), боксит, гидромагнезит (экз.), глабуретит, диаспор, |
|
|||||
|
|
|
манганит (мусковит), нонтронит |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
35 |
|
|
|
Окончание табл. 2 |
1 |
2 |
555-600 |
Боксит, бейделит, галлуазит, гидромагнезит, глауконит, каоли- |
|
нит, кварц, магнезит, метагаллуазит, пиролюзит, родохровит, са- |
|
понит |
600-650 |
Аноксит (галлуазит), гидромусковит (мусковит), накрит (пиро- |
|
люзит) |
650-700 |
Дикит, змеевик, монтмориллонит (накрит) |
700-750 |
Алунит, анкерит, доломит (змеевик), пирофиллит, родохрозит |
|
(экз.) |
750-800 |
Алунит, нонтронит (экз.), пирофиллит |
800-850 |
Анкерит, алюминит, змеевик (экз.), сепиолит |
850-900 |
Кальцит, анкерит, доломит, алюминит, арагонит, монтморилло- |
|
нит, мусковит, серицит, тальк, ксенотлит |
900-950 |
Браунит, нонтронит (экз.), парагонит, лепидолит (тальк) |
950-1000 |
Аноксит (экз.), боксит (экз.). галлуаэит (экз.), дикит (экз.), као- |
|
линит (экз.), манганит, метагаллуазит (экз.), монтмориллонит |
|
(экз.), накрит (экз.), пиролюзит, аллофан (экз.) |
1000-1200 |
Биотит, гаусманит, гидромусковит, манганит, парагонит, флого- |
|
пит, пиролюзит, серицит, стронцианит |
*экз. – экзотермический эффект.
Таблица 3
Определитель искусственных минералов по температуре термического эффекта
Температура |
Минералы |
|
эффекта, оС |
||
|
||
1 |
2 |
|
60-100 |
Адсорбционная вода, силикат натрия, 3CaO•Al2O2•CaCl2•12H2O, |
|
|
C2AH8, Al(OH)3, CSH(B) |
|
100-120 |
C2SH2, C2S3H2, гипс, -СaSO4• 0,5H2O, -СaSO4• 0,5H2O |
|
120-170 |
Силикат натрия, 3CaO•Al2O3•CaCl2•12H2O, эттрингит, низкоос- |
|
|
новный гидросульфоалюминат кальция, гидролит, CAH10, |
|
|
C4AH14, -СaSO4•0,5H2O |
|
170-220 |
Карбоалюминат кальция, гидрохлоралюминат кальция, |
|
|
(C3ACaCl2•H12), C2AH8, C4AH14, -СaSO4• 0,5H2O, СaSO4• 2H2O |
|
220-250 |
Карбоалюминат кальция, гидросульфоалюминат кальция, |
|
|
C3ACaSO4•H12, |
|
|
-СaSO4• 0,5H2O, -СaSO4• 0,5H2O, СaSO4• 2H2O |
|
250-300 |
Тоберморит, CAH10, C2AH8, C4AH14, эттрингит |
|
300-350 |
C3AH6, гидросульфоалюминат кальция, C3A•CaSO4•H12 |
|
350-450 |
C2SH(A), гидрохлоралюминат кальция, C3A•CaCl2•H12, - |
|
|
СaSO4•0,5H2O (экз.), -СaSO4•0,5H2O (экз.), СaSO4•2H2O (экз.) |
|
|
36 |
|
Окончание табл. 3 |
|
|
1 |
2 |
450-600 |
C2SH(A), C2SH(B), C2SH2, CAH10 (экз.), C3AH6, гидросульфоа- |
|
люминат кальция, C3A•CaSO4•H12, гидрохлоралюминат кальция, |
|
C3A•CaCl2•H12, гидрогранат |
700-800 |
Гиролит, тоберморит, C2SH(C), C2SH2, гидросульфоалюминат |
|
кальция, C3A•CaSO4•H12 (экз.),C4A3H3 |
800-900 |
Ксонотлит, гиролит (экз.), CSH(B) (экз.), алит, двухкальциевый |
|
силикат |
900-1000 |
CAH10 (экз.), трехкальциевый силикат |
1000-1050 |
CaSO4, силикат натрия, алит, белит |
1.3. Количественный фазовый анализ
Количественный фазовый анализ основан на том, что площади термического эффекта на дифференциальный термограмме находятся в определенной зависимости от количества данного минерала в породе или смеси. Применяют разные методы количественного анализа. Наиболее простой – пропорциональный метод. Сущность его заключается в следующем. Снимается термограмма чистого искомого соединения и вычисляется площадь (мм2) характерного термоэффекта. Если чистого соединения нет, то за стандартный образец берется проба материала, в которой точно известна масса данного соединения. Снимают термограмму пробы и вычисляют площадь термоэффекта искомого соединения. Далее пересчитывают площадь термоэффекта на 100 % содержания минерала в навеске. Вычисление количественного содержания данного минерала в исследуемой породе или смеси по термограмме производят по формуле
m m |
a |
Si |
, |
(1) |
|
||||
i |
Sa |
|||
|
|
|
|
где mi – масса соединения в изучаемой породе или смеси, г; mа – масса чистого соединения, г; Si – площадь термического эффекта данного соединения на термограмме породы или смеси, мм2; Sа – площадь термического эффекта на термограмме чистого соединения, мм2.
Точность метода не превышает 5 %.
В более общем случае зависимость между площадью термоэффекта и количеством минерала в смеси оказывается не прямолинейной, поскольку на площадь термопика оказывают влияние такие фак-
37
торы, как изменение теплоемкости исследуемого вещества при нагревании, условия эксперимента и др. Эта зависимость выражается уравнением
S=km, |
(2) |
где S – площадь термического эффекта на термограмме, мм2; k – коэффициент пропорциональности; m – масса исследуемого минерала в смеси, г.
Для проведения количественного термического анализа в таких условиях применят метод калибровочной кривой.
Количественный фазовый анализ требует очень точной работы термографической установки и постоянства всех факторов, сопутствующих снятию термограмм. Необходимо также правильно выбирать аналитический термопик для данного вещества, имея в виду главным образом хорошую его воспроизводимость при несколько колеблющихся параметрах проведения опыта. Важное значение имеет и точный замер площади термопика, заключенной между дифференциальной кривой и нулевой линией.
1.4. Термовесовой метод фазового анализа
Термовесовой метод анализа (термогравиметрический ТГ) основан на измерении веса исследуемого вещества при нагревании как показателя химических превращений в исследуемом материале. Этот метод является важным дополнением к дифференциальнотермическому анализу, так как кривые потери веса дают новую информацию и помогают более точно охарактеризовать количественную сторону протекающих процессов.
При нагревании может происходить как уменьшение, так и увеличение веса материала. Уменьшение веса, как правило, обусловливается выделением из вещества газообразных продуктов (СО2, SO2, паров Н2О и т.п.), а увеличение веса - поглощением веществом кислорода в процессе окисления, СО2 в процессе рекарбонизации и т.п. Однако для большинства минералов увеличение веса при нагревании чрезвычайно мало и им пренебрегают. Потери же веса, наоборот, значительны, и именно на их определении основан данный метод анализа.
Изменение веса нагреваемого материала фиксируется на шкале торзионных весов визуально через каждые 10 °С. Точность отсчета - 0,2 деления шкалы (0,2 мг), или 0,1%. Длительность полного цикла нагревания 60-120 мин. Потери веса в мг переводят в весовые процен-
38
ты, а по ним вычерчивают кривую потерь веса (на миллиметровой бумаге) в зависимости от температуры. На кривых потери веса отражаются лишь те термические эффекты, которые связаны с изменением веса материала; полиморфные превращения, например, на них не регистрируются.
Установки для термогравиметрического анализа состоят из двух приборов, работающих в комплексе: термографа для снятия дифференциальных термокривых и автоматической системы с торзионными весами для определения потерь веса.
Рис. 7. Вид термогравиметрической кривой
Обработку термограмм производят обычным способом (рис.7). Вычисляют температуры начала, максимума и конца термических эффектов на дифференциальной кривой. На кривой потери веса отмечают точки перегибов, через которые проводят горизонтальные линии, параллельные оси абсцисс, до пересечения с крайней правой вертикальной линией (осью). Измеряют общее расстояние Х – У в мм и, зная общую потерю веса материала при нагревании (в %), устанавливают цену деления шкалы Х - У. В рассматриваемом случае потеря веса составляет 20 %, расстояние Х - У равно 35 мм и цена деления - 20: 35 = 0,57 % потери веса на 1 мм. Потери веса на отдельных участках термогравиметрической кривой составляют: ХА - 5,72 %; АБ - 8,58 %, БС - 3,99 %; СУ - 1,71 %.
39