CN112179896B - 一种金属矿中铷的化学物相分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种金属矿中铷的化学物相分析方法,云母铷含量的测定:将样品用盐酸在沸水浴上浸取,过滤后得到滤液和残渣;铁铝氧化物铷含量的测定:将残渣用盐酸‑SnCl2溶液在沸水浴上浸取,过滤后得到滤液和残渣;硅酸盐及其他矿物铷含量的测定:将残渣灰化,加入盐酸、硝酸、氢氟酸和高氯酸加热分解完全,蒸干后加入硝酸;萤石铷含量的测定:将金属矿样品加入硼酸、盐酸、硫酸混合溶液,煮沸反应,过滤;总铷含量的测定:将金属矿样品加入盐酸、硝酸、氢氟酸和高氯酸加热分解完全,蒸干后加入硝酸。最后都用ICP‑OES测定铷含量。本发明方法简单快速、检出限较低、灵敏度高、精密度好、重现性好,线性范围较宽,能够满足生产需要。
Description
技术领域
本发明涉及矿物的物相分析方法,尤其涉及一种金属矿中铷的化学物相分析方法。
背景技术
铷是一种在地壳中含量稀少的稀有金属资源,其化合物有着极其优异的光电性能和特殊性能,被广泛用于催化剂、光电管、特种玻璃陶瓷、生物工程及通讯技术等军工、科研、民用领域。我国铷资源丰富,但存在贫矿多,共生情况复杂的特点。铷至今未发现有独立矿物,常与其它碱金属伴生,主要赋存于花岗伟晶岩、卤水和钾盐矿床中,与萤石矿关系密切。极其复杂的赋存状态,导致其难于开发和提取。铷因为其稀少和难提取而变得极其稀贵。
某矿区白钨矿、萤石矿和石榴石矿共生,是一个特大型多金属矿床。鉴于矿区成矿***极其复杂,矿石中矿物共生关系密切,有用矿物种类繁多、共生密切、粒度不均匀,而且含钙矿物多,给分选和化学物相分析均带来很大困难。为了改进和提高铷的提取技术,必须先弄清铷的赋存状态,但至今未见任何铷的化学物相方法相关报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是,克服以上背景技术中提到的不足和缺陷,提供一种金属矿中铷的化学物相分析方法,能够分析复杂的共生矿物,且流程简单、精密度高。
为解决上述技术问题,本发明提出的技术方案为:
一种金属矿中铷的化学物相分析方法,包括:
所述金属矿中云母铷含量的测定:将金属矿样品用48~52%的盐酸在沸水浴上浸取0.8~1.2小时,过滤后得到滤液和第一残渣,将滤液用ICP-OES测定铷含量;
所述金属矿中铁铝氧化物铷含量的测定:将第一残渣用48~52%的盐酸-SnCl2溶液在沸水浴上浸取30~40分钟,过滤后得到滤液和第二残渣,将滤液用ICP-OES测定铷含量;
所述金属矿中硅酸盐及其他矿物铷含量的测定:将第二残渣灰化,加入盐酸、硝酸、氢氟酸和高氯酸加热到270~280℃分解完全,蒸干后加入硝酸,稀释后用ICP-OES测定铷含量;
所述金属矿中萤石铷含量的测定:将金属矿样品加入硼酸:盐酸:硫酸体积比为(12~13):(220~280):25的混合溶液,煮沸反应0.8~1.2小时,过滤后将滤液用ICP-OES测定铷含量;
所述金属矿中总铷含量的测定:将金属矿样品加入盐酸、硝酸、氢氟酸和高氯酸加热到270~280℃分解完全,蒸干后加入硝酸,稀释后用ICP-OES测定铷含量。
进一步的,所述金属矿中铁铝氧化物铷含量的测定:SnCl2浓度为0.008~0.012g/mL。
进一步的,所述金属矿中硅酸盐及其他矿物铷含量的测定:盐酸、硝酸、氢氟酸和高氯酸的体积比为10:3~5:4~6:4~6。
进一步的,所述金属矿中硅酸盐及其他矿物铷含量的测定:加热反应0.5~1h。
进一步的,所述金属矿中硅酸盐及其他矿物铷含量的测定:硝酸加入体积与最终定容体积比为4~6:100。
进一步的,所述金属矿中总铷含量的测定:盐酸、硝酸、氢氟酸和高氯酸的体积比为10:3~5:4~6:4~6。
进一步的,所述金属矿中总铷含量的测定:加热反应0.5~1h。
进一步的,所述金属矿中总铷含量的测定:硝酸加入体积与最终定容体积比为4~6:100。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
本发明针对含铷矿物进行酸溶处理,背景干扰小。通过控制不同的酸度浸出不同矿(云母、铁铝氧化物、硅酸盐和萤石)中的铷,再用ICP-OES进行铷含量的测得。本发明方法能够分析复杂的共生关系密切的含铷矿物。结果表明该方法简单快速、检出限较低、灵敏度高、精密度好、重现性好,线性范围较宽,能够满足生产需要。为矿区的地质勘探、矿床评价、工艺矿物学研究及制定合理的选冶工艺方案提供技术支撑。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下文将结合较佳的实施例对本发明做更全面、细致地描述,但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。
除非另有定义,下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的,并不是旨在限制本发明的保护范围。
除非另有特别说明,本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
本发明前期结合XRD、SEM、电子探针和MLA初步探明铷在各矿物中(云母、萤石、硅铝氧化物及长石和难熔矿物等)的赋存状态及大致含量,然后确定铷的分相,进行了多种化学试剂的浸取及反应条件的研究,最终确定合适的选择性试剂、反应条件等,选用ICP-OES法测量浸取液中铷量。
实施例1铷含量的测定
某矿区选矿富集含铷云母、萤石中铷、硅铝氧化物及长石中铷和难熔矿物,多金属矿物品种多。对于这种共生关系十分紧密、矿石物质组分复杂的矿物,采用本实施例的方法可以分别测定样品中的总铷含量、云母中铷含量、铁铝氧化物中铷含量、硅酸盐及其他矿物中的铷含量、萤石中铷含量。
本实施例总铷含量的测定:称取试样0.1克于塑料王烧杯中,加少量水润湿,加混合酸:10ml盐酸(36%~38%)、3~5ml硝酸(65%~68%)、5ml氢氟酸(≥40%)和5mL高氯酸(70%~72%),加热到270-280℃分解,待试样分解完全后(需要0.5~1h),蒸发至近干。用水吹洗杯壁,煮沸直至盐类完全溶解,从热源上取下,准确加入硝酸(65%~68%)5毫升,冷却,用水洗入100毫升容量瓶中,并稀释至刻度,摇匀,用ICP-OES测定铷。最后加入硝酸的目的是为了在ICP-OES进样时维持5%左右的酸度,保证结果的准确性。
本实施例云母中铷含量的测定:称取试样于锥形瓶中,加50%的盐酸,沸水浴上浸取1小时,随时摇动,过滤,洗涤,于滤液中用ICP-OES测定铷,残渣待用。
本实施例铁铝氧化物中铷含量的测定:在上述残渣中,加50毫升50%HCl-0.5克SnCl2溶液,沸水浴上浸取30-40分钟,随时摇动,过滤,洗涤,于滤液中用ICP-OES测定铷,残渣待用。SnCl2作为还原剂将溶液中的三价铁离子还原成二价铁离子,三价铁离子会将其他物相的铷将会浸取出来,导致串相致使测试结果值偏大。
本实施例硅酸盐及其他铷含量的测定:把上述的残渣灰化,转移至塑料王烧杯中,加混合酸:10ml盐酸(36%~38%)、3~5ml硝酸(65%~68%)、5ml氢氟酸(≥40%)和5mL高氯酸(70%~72%),加热到270-280℃分解,需要0.5~1h分解完全,蒸发至近干。用水吹洗杯壁,煮沸,取下准确加入硝酸(65%~68%)5毫升,冷却,用水洗入100毫升容量瓶中,并稀释至刻度,摇匀,用ICP-OES测定铷的含量。
本实施例萤石中铷含量的测定:称取试样于锥形瓶中,加50毫升硼酸(≥99.5%):盐酸(36%~38%):硫酸(≥98%)(体积比12.5:250:25)的混合溶液,在低温电炉上微沸1小时(随时加水保持体积),取下冷却,过滤,洗涤,于滤液中用ICP-OES测定铷。
以上酸的百分含量(%)为质量分数。
本实施例采用的检测仪器及其工作条件为:Optima 8000型电感耦合等离子发射光谱仪(美国Perkin Elmer公司),高频功率1400W,氩气压力0.75MPa。冷却器流量15L/min,辅助气流0.3L/min,雾化气流量0.65L/min,观测方式:轴向,积分时间1~5s。分析谱线为780.023nm。
标准曲线的制作:在一系列10mL容量瓶中分别加入0.00、1.00、2.00、3.00、5.00、10.00mL铷标准溶液(2.2.6),加入5mL硝酸(2.2.2)用水稀释至刻度,摇匀,此标准系列铷浓度分别为0.00、0.100、0.200、0.300、0.500、1.00μg/mL。
按下式计算铷含量ω(Rb)(质量分数),用百分数表示(%):
式中:
c——从校准曲线查得的铷的浓度,μg/mL;
c0——从校准曲线查得的铷的空白浓度,μg/mL;
V——试液体积,mL;
m——试料量,g。
实施例2精密度及实际样品测试
针对实施例1 ICP-OES法测定铷含量的精密度,使用国家标准物质锂矿石GBW07152、钽矿石GBW07154以及自制标准样品铷粗选精矿、萤石矿四个样品的11次平行测定结果来计算,标准物质的主要成分见表1。
表1标准物质的主要成分
四个试样11次平行测定结果如表2:
表2精密度试验
试验结果表明:本发明方法精密度高,适用范围广泛。
采用实施例1的方法测试某矿区6个样品,结果数据如表3,客户反馈很好:
表3
实施例3云母中铷的浸取条件研究
采用实施例1的方法直接浸取云母中的铷,实验中标号为SZY-1的样品,在同一样品中同时称取6份等质量的样,在不同浓度的试剂和不同浸取时间做了比对实验,结果如表4和表5:
表4盐酸浓度的对比
从表4结果看,经试验样品采用50%的盐酸在沸水浴上浸取铷云母,效果较好,浸取完全,结果稳定。盐酸浓度越低铷云母浸取不完全,从而造成结果偏低,铷云母的选择用50%的盐酸溶剂浸取。
表5浸取时间的对比
从表5结果显示:铷云母矿经过15分钟、30分钟浸取后结果偏低,在1小时浸取后结果稳定,浸取完全。因此矿样中铷云母的浸取最佳时间选用1小时。
实施例4萤石中铷的浸取条件研究
多金属矿为云英矽卡岩多金属矿床,伴生丰富的萤石资源,萤石矿粒度细,与其矿物至密共生,部分的萤石包裹微细粒的磁铁矿、绿泥石、白云母、石英等矿物,在这些萤石矿中有时也含有微量铷,因此选择萤石中铷物相的浸取剂应使以上各矿物均能溶解完全。采用实施例1的方法直接浸取萤石中铷,萤石中铷被完全溶解,本实验选用标号为SZY-2样品,在同一样品中同时称取6份等质量的样品在同等浸取试剂中做了时间对比的条件实验,结果如表6:
表6浸取时间的对比
从表6结果显示:浸取萤石中铷在15分钟、30分钟时间内结果偏低,在1小时内浸取结果稳定,浸取完全。因此矿样中萤石中铷的浸取最佳时间为1小时。
上述只是本发明的较佳实施例,并非对本发明作任何形式上的限制。因此,凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰,均应落在本发明技术方案保护的范围内。
Claims (7)
1.一种金属矿中铷的化学物相分析方法,其特征在于,包括:
所述金属矿中云母铷含量的测定:将金属矿样品用48~52%的盐酸在沸水浴上浸取0.8~1.2小时,过滤后得到滤液和第一残渣,将滤液用ICP-OES测定铷含量;
所述金属矿中铁铝氧化物铷含量的测定:将第一残渣用48~52%的盐酸-SnCl2溶液在沸水浴上浸取30~40分钟,过滤后得到滤液和第二残渣,将滤液用ICP-OES测定铷含量;
所述金属矿中硅酸盐及其他矿物铷含量的测定:将第二残渣灰化,加入盐酸、硝酸、氢氟酸和高氯酸加热到270~280℃分解完全,蒸干后加入硝酸,稀释后用ICP-OES测定铷含量;所述盐酸、硝酸、氢氟酸和高氯酸的体积比为10:3~5:4~6:4~6;
所述金属矿中萤石铷含量的测定:将金属矿样品加入硼酸:盐酸:硫酸体积比为(12~13):(220~280):25的混合溶液,煮沸反应0.8~1.2小时,过滤后将滤液用ICP-OES测定铷含量;
所述金属矿中总铷含量的测定:将金属矿样品加入盐酸、硝酸、氢氟酸和高氯酸加热到270~280℃分解完全,蒸干后加入硝酸,稀释后用ICP-OES测定铷含量。
2.根据权利要求1所述的金属矿中铷的化学物相分析方法,其特征在于,所述金属矿中铁铝氧化物铷含量的测定:SnCl2浓度为0.008~0.012g/mL。
3.根据权利要求1所述的金属矿中铷的化学物相分析方法,其特征在于,所述金属矿中硅酸盐及其他矿物铷含量的测定:加热反应0.5~1h。
4.根据权利要求1所述的金属矿中铷的化学物相分析方法,其特征在于,所述金属矿中硅酸盐及其他矿物铷含量的测定:硝酸加入体积与最终定容体积比为4~6:100。
5.根据权利要求1所述的金属矿中铷的化学物相分析方法,其特征在于,所述金属矿中总铷含量的测定:盐酸、硝酸、氢氟酸和高氯酸的体积比为10:3~5:4~6:4~6。
6.根据权利要求1或5所述的金属矿中铷的化学物相分析方法,其特征在于,所述金属矿中总铷含量的测定:加热反应0.5~1h。
7.根据权利要求1或5所述的金属矿中铷的化学物相分析方法,其特征在于,所述金属矿中总铷含量的测定:硝酸加入体积与最终定容体积比为4~6:100。
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