浅析岩矿中稀散元素的化学分析方法

浅析岩矿中稀散元素的化学分析方法
稀散元素在地壳中的含量很低，但它们对于工业、医学、军事等领域的贡献非常巨大。

研究岩矿中稀散元素的含量和分布，有助于推动其在社会生产领域的应用，从而促进科技进步，本文对岩矿中主要稀散元素的化学分析方法进行了探讨。

标签：稀散元素化学分析岩矿应用
0引言
岩矿中的稀散元素虽然含量稀少，但其作用却无可替代，原子能、化学、军事国防、材料等行业都有其广泛应用的地方，以铼元素为例，它的硬度大且耐磨耐腐蚀，具有良好的延展性。

具备这些特点，使它在军事和航空航天领域大放异彩，同时，一些耐高温热离子材料的制作中，也使用了铼元素。

面对如今越发先进的科学技术和化学分析方法，寻找和提取这类稀散元素成为可能，由于这些稀散元素具有其他元素不可替代的特殊性能，尤其在导体、半导体等材料应用开发领域，其前景一片大好。

如今在利用化学分析法时，人们已能运用定性、半定量和定量分析方法，快速、准确地取得元素相关信息，但面对资源有限、性质复杂的岩矿稀散元素，需要更为完善的化学分析，减少过程中的误差，保证分析结果的有效性，提高其利用率。

1岩矿中稀散元素概述
稀有分散元素即稀散元素，岩矿中的稀散元素是土壤在形成岩石时以杂质形式分散于其中而存在的，它不像铁、锰等金属能够形成矿床，但可作为岩矿形成过程的指示剂。

常见的稀散元素有锂、硒、碲、锗、镓、铼等，其中有些还是人体必需的微量元素（如硒元素）。

稀散元素在钠含量较高的岩矿中赋存较多，根据对地层岩石的研究和分析，大致可以估算出地壳中有0.01%～0.02%的稀散元素资源，黑稀金矿、独居石是其中较为常见的两种资源，其它类型中数矽酸盐、磷酸盐居多，另外在曲金石和锆英石中也可见稀散元素。

估计岩石中稀散元素的含量有助于我们了解稀散资源的习性和赋存情况，及时调整研究方向，获取更多的稀散元素，这也是展开化学分析的前提和基础。

目前常采用的方法包括高温熔融法、分离重量法和萃取法。

高温熔融选取过氧化钠作为催化剂，通过分解除杂得到需要的元素。

分离重量法中选用的试剂较多，包括盐酸、草酸、氯化铵等，先分离后测量，最后定量计算出相应元素的含量。

萃取法用到了PMBP—苯的萃取原理和甲酸溶液的反萃取，首先萃取使稀散元素离子与杂质分离，由于这一步混进了钍、铀、铁等元素，需要通过反萃取使稀散元素溶入水相中使之分离，最终得到所需资源。

2锂元素的化学分析
由于在工业、医学等领域，锂元素的应用十分广泛，对锂元素的化学分析方法研究也较为成熟，质量法作为传统的一项技术，精度较高，目前仍然被广泛采用，除此之外，光谱和波谱分析也是作为锂元素分析常用的方法。

原子吸收光谱法、离子色谱法和ICP—MS法目前较为常用，但在进行实验室研究时，应注意消除稀释误差；对于质量分析法而言，寻找合适的有机化合物作为沉淀剂，保证锂盐小的沉淀度，是今后研究的重要方向；在进行色谱分析时，共存离子的干扰是该方法最大的难点（例如镁离子对锂元素的干扰），除了抑制剂进行消除之外，需要积极探索新方法；ICP—MS法由于精度高，因此在科研领域广泛采用。

3硒、碲元素的化学分析
硒和碲元素都是亲铜元素，作为稀散元素，其在地壳中的含量只有0.09μg/g，但在岩浆成因的硫化物中含有较为丰富的硒、碲元素，以分散状态存在于液态矿床中的硒、碲元素通常与铜、银、金、铁等元素共生。

原子荧光法适用于碲元素的化学分析，通过制成的盐酸与含有碲元素的岩矿反应生成含有碲化氢的化合物，将其进行原子化，再用碲空心阴极灯照射，所产生的荧光强度与碲含量成正比，通过测定荧光强度即能得到碲含量。

硒元素的化学分析用催化动力学光度法，依据在硒元素催化下的还原反应速率得出硒元素的含量。

4铼元素的化学分析
铼元素在地壳中的含量极低，目前用于分析铼元素的化学方法还不成熟，下面主要通过铼元素的分解、富集和测定对其化学分析方法做一个简单的介绍。

氧化镁烧结法、酸熔法和碱熔法是传统的用于铼元素分解的方法，近年来，逆王水法、玻璃封管法和微波消解法开始广泛应用。

逆王水法主要适用于辉钼矿的分解，将硝酸和盐酸混合加入岩矿中即可制成逆王水，岩矿被完全溶解后，通过蒸馏就能将铼元素提炼出来。

玻璃封管法实际上是利用了高压条件下酸的溶解作用，通过将溶解的岩矿装入玻璃管中密封，施加高温和高压，即能实现对铼元素的定量测量，这种方法操作过程中铼元素流失少，测量精度高，但由于实验条件的要求，价格昂贵，因此普及率不是很高，无法用于常规的提取和测量。

微波消解的原理同玻璃风管类似，都是在高温高压条件下进行，这种方法结合了微波的加热和高压消解罐的高压技术，它的操作简单，实用性强，在新兴化学分析方法中备受青睐。

萃取色谱法目前在铼元素的富集中应用甚广，而液膜提取法作为一项新技术处在不断研究和完善阶段。

用磷酸三丁酯或二苯并18冠6，分别与异戊醇作为流动载体，可以得到两种液膜体系，研究表明，它们能够快速、有效地富集铼元素，富集率在99.4%以上，由此可见，这种高新分离技术具有良好的应用前景。

5结束语
对于稀散元素的化学分析手段目前仍然处在发展阶段，很多新兴技术方法有待完善，由于稀散资源的稀缺性，需要增加化学分析的精度，保证相关技术工艺的简洁和有效。

只有把关技术分析质量，才能更好地将稀散元素资源推广到更多的领域，实现对科技进步和经济建设的良性促进。

参考文献
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