石墨礦成分檢測 石墨固定碳含量檢測 

1.石墨礦簡介

石墨礦是一種由碳元素構成的礦物，具有六方晶系的片狀晶體，結晶格架呈六方層狀，平行于（0001）解理極完全。石墨礦的顏色為鉛灰色，不透明，具有金屬光澤，硬度具異向性，垂直解理面方向為3—5，平行解理面方向為1—2，比重為2.2—2.37，容重1.5—1.8。

石墨礦的形成主要有以下幾種方式：

（1）由沉積巖（如泥巖、頁巖、灰?guī)r等）在高溫高壓下經過變質作用而形成的變質巖型石墨。

（2）由火山噴發(fā)或巖漿侵入時攜帶的碳質物質在地殼中冷卻凝固而形成的巖漿巖型石墨。

（3）由地下深處的高溫高壓流體將碳質物質遷移至裂隙或脈體中而形成的流體型石墨。

（4）由生物活動產生的有機物質在地表或近地表經過長期氧化還原作用而形成的表生型石墨。

2.石墨礦的檢測介紹2.1 石墨礦的化學分析方法

石墨礦的化學分析方法主要有以下幾種：

（1）碳酸鈉熔融-電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法，用于測定硅、鋁、鈣、鎂、鐵、鈦、錳和磷含量。該方法的原理是將樣品與碳酸鈉混合，在高溫下熔融，使樣品中的元素與碳酸鈉反應生成相應的碳酸鹽或氧化物，用水溶解，用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀測定溶液中的元素含量。該方法的優(yōu)點是操作簡便，靈敏度高，精密度好，適用于各種類型的石墨礦樣品。該方法的缺點是受到干擾元素和基體效應的影響，需要進行適當的校正和標準化。該方法的標準是JC/T 非金屬礦物和巖石化學分析方法 第5部分 石墨礦化學分析方法。

（2）偏硼酸鋰熔融-電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法，用于測定鉀、鈉、硅、鋁、鈣、鎂、鐵、鈦、錳和磷含量。該方法的原理是將樣品與偏硼酸鋰混合，在高溫下熔融，使樣品中的元素與偏硼酸鋰反應生成相應的硼酸鹽或氧化物，用水溶解，用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀測定溶液中的元素含量。該方法的優(yōu)點是操作簡便，靈敏度高，精密度好，適用于各種類型的石墨礦樣品。該方法的缺點是受到干擾元素和基體效應的影響，需要進行適當的校正和標準化。該方法也是JC/T 非金屬礦物和巖石化學分析方法 第5部分 石墨礦化學分析方法1中規(guī)定的一種方法。

（3）微波消解-電感耦合等離子體質譜法，用于測定銅、鉛、鋅、鈷、鎳和鉻含量。該方法的原理是將樣品與強氧化劑（如硝酸或高氯酸）混合，在微波消解儀中加熱，使樣品中的元素被氧化并溶解于酸液中，用電感耦合等離子體質譜儀測定溶液中的元素含量。該方法的優(yōu)點是操作快速，靈敏度高，精密度好，適用于各種類型的石墨礦樣品。該方法的缺點是受到干擾元素和基體效應的影響，需要進行適當的校正和標準化。該方法的標準是JC/T 非金屬礦物和巖石化學分析方法 第5部分 石墨礦化學分析方法中規(guī)定的一種方法。

（4）直接測定差減法，用于測定固定碳含量。該方法的原理是將樣品在氧氣流中燃燒，使樣品中各種形態(tài)的碳全部以二氧化碳的形式逸出并被堿石棉吸收稱重，得到總碳含量，再用鹽酸分解法使樣品中含有的有機碳和碳酸鹽碳被溶解并逸出，得到非固定碳含量，兩者相減得固定碳含量。該方法的優(yōu)點是操作簡單，精密度好，適用于各種類型的石墨礦樣品。該方法的缺點是受到樣品中其他元素的影響，需要進行適當的校正和標準化。該方法的標準是GB/T 石墨。

2.2 石墨礦的物理性能檢測

石墨礦的物理性能檢測主要有以下幾種：

（1）硬度檢測，用于測定石墨礦的摩氏硬度。該方法的原理是用不同硬度的標準物質在石墨礦表面劃出劃痕，比較劃痕的深淺，確定石墨礦的硬度等級。該方法的優(yōu)點是操作簡單，結果直觀，適用于各種類型的石墨礦樣品。該方法的缺點是受到樣品表面狀態(tài)和劃痕判斷標準的影響，精密度較低。該方法沒有統(tǒng)一的標準，一般參考GB/T 巖土工程試驗方法 第1部分：巖石試驗。

（2）灰分檢測，用于測定石墨礦在高溫下完全氧化后所剩余的無機物質含量。該方法的原理是將樣品在高溫（一般為800℃）下灼燒一定時間（一般為2小時），使樣品中除碳以外的所有元素被氧化成氧化物或其他無機物質，并稱重計算灰分含量。該方法的優(yōu)點是操作簡單，精密度好，適用于各種類型的石墨礦樣品。該方法的缺點是受到灼燒溫度和時間等條件的影響，需要進行適當的校正和標準化。該方法沒有統(tǒng)一的標準，一般參考GB/T 石墨。

（3）粘度檢測，用于測定石墨在高溫下流動性能。該方法的原理是將樣品在高溫（一般為3000℃）下加壓（一般為10MPa）一定時間（一般為30分鐘），使樣品變成柱形，并測量其長度和直徑，計算其粘度系數。該方法的優(yōu)點是能夠反映出石墨在高溫下流動性能和結晶程度等特征，適用于特定行業(yè)或部門內的各類產品和服務。

（4）密度檢測，用于測定石墨礦的真密度和表觀密度。該方法的原理是用水飽和氦氣或氮氣作為流體介質，通過比重瓶或氣比重儀測量樣品在流體中的體積和質量，計算其密度。該方法的優(yōu)點是操作簡單，精密度好，適用于各種類型的石墨礦樣品。該方法的缺點是受到樣品中其他氣體和水分的影響，需要進行適當的干燥和處理。該方法沒有統(tǒng)一的標準，。

（5）結晶度檢測，用于測定石墨礦的結晶程度和結晶結構。該方法的原理是用X射線衍射儀或拉曼光譜儀對樣品進行掃描，分析其衍射峰或拉曼峰的位置、強度和形狀，計算其結晶參數，如層間距、層厚、層片數、晶粒大小等。該方法的優(yōu)點是操作快速，靈敏度高，適用于各種類型的石墨礦樣品。該方法的缺點是受到儀器分辨率和校準等因素的影響，需要進行適當的校正和標準化。

（6）熱膨脹系數檢測，用于測定石墨礦在不同溫度下的線性膨脹率和體積膨脹率。該方法的原理是用熱膨脹儀對樣品進行加熱或冷卻，并記錄其長度或體積隨溫度變化的曲線，計算其熱膨脹系數。該方法的優(yōu)點是操作簡單，精密度好，適用于各種類型的石墨礦樣品。該方法的缺點是受到樣品形態(tài)和尺寸等因素的影響，需要進行適當的選擇和處理。