巖石、沙子、礦石或其他礦物的成分分析有助于確定它們的價值或最佳應(yīng)用。它還可以識別可能影響最終產(chǎn)品加工或市場性的組分。

礦物可以是多種成分的復雜混合物，如白云石、菱鎂礦、滑石等，熱重分析法允許通過加熱過程中的質(zhì)量變化來表征礦物的成分，當發(fā)生脫水、脫羥化或熱解離等不同反應(yīng)時。

實驗條件

使用 Setline TGA 對礦物粉末進行了成分分析。將少量(20mg)礦物粉末插入鉑坩堝中，并對樣品施加以下溫度程序：

•                      從 30℃升溫至 1100℃，升溫速率為5℃/分鐘

•                      在 30ml/min 的氮氣流速下

 結(jié)果

對于所研究的礦物樣品，得到以下結(jié)果:

1.從30℃到360℃，揮發(fā)性化合物的排放:0.59%

2.從360℃到585℃，磁鐵礦解離導致的質(zhì)量損失:MgCO3→MgO + CO2

3.從585℃到693℃，由于白云石的兩步分解而導致質(zhì)量損失。這兩個步驟在幾乎相同的溫度下發(fā)生時，看起來就像是一次質(zhì)量損失:CaMg(CO3)2→CaCO3 + MgO + CO2 ，然后 CaCO3→ CaO + CO2

4.從693℃到1100℃，由于滑石分解導致質(zhì)量損失:Mg3Si4O10(OH)2→ 3MgSiO3 + SiO2 + H2O

每個反應(yīng)根據(jù)以下公式確定一個化學計量因子：

其中Mm=礦物的摩爾質(zhì)量，Mp =反應(yīng)期間排放的揮發(fā)性化合物的摩爾質(zhì)量；

然后根據(jù)質(zhì)量損失和化學計量因子計算出各組分的含量，公式如下:

其中C =組分含量(%)，f=化學計量因子，M=反應(yīng)過程中的質(zhì)量損失(%)

結(jié)果表明，Setline TGA非常適合于礦物材料的研究，特別是它們的成分分析。