礦石中低含量稀土總量的測定

付秀娟,劉戰(zhàn)英,李玉芬（內(nèi)蒙古自治區(qū)有色地質(zhì)勘查局一○八隊(duì),內(nèi)蒙古　赤峰　024000）

礦石中低含量稀土總量的測定

付秀娟,劉戰(zhàn)英,李玉芬
（內(nèi)蒙古自治區(qū)有色地質(zhì)勘查局一○八隊(duì),內(nèi)蒙古赤峰024000）

試驗(yàn)是結(jié)合本地區(qū)某稀土礦進(jìn)行的，特別是針對本礦區(qū)含鉛高的特點(diǎn)，研究了克服干擾的辦法。通過反復(fù)實(shí)踐，初步完成這項(xiàng)工作，現(xiàn)將試驗(yàn)方法總結(jié)如下。

礦石；稀土；測定

1　試驗(yàn)部分

1.1主要試劑

（1）乙酸—乙酸鈉緩沖溶液PH5.5稱取無水乙酸鈉164克，加水溶解，加入16毫升冰乙酸，用水稀釋至1升，搖勻；（2）混合指示劑溴甲酚綠0.2%乙醇溶液和甲基紅0.2%乙醇溶液，按3：1混合；（3）銅試劑2%水溶液；（4）PMBP—苯溶液0.01M取2.78克1-苯基-3-甲基-4-苯甲酰基吡唑酮溶于苯中，以苯稀釋至1升，搖勻；（5）甲酸反萃取液PH2.3取85%甲酸44毫升，以水稀釋至10升，搖勻；（6）偶氮胂Ⅲ0.05%取0.5克偶氮胂Ⅲ以少量水溶解，過濾，以水稀釋至1升，搖勻。稀土標(biāo)準(zhǔn)溶液稀土輕重配分比應(yīng)按本礦礦石所含稀土輕重配分比來配制標(biāo)準(zhǔn)。

表1　輕稀土與重稀土的配分比例

將以上稀土氧化物經(jīng)酸溶解，加幾滴30%過氧化氫，加熱煮沸除盡過量的過氧化氫，加20毫升鹽酸，以水稀釋至200毫升，搖勻。此溶液1毫升相當(dāng)于1毫克稀土總量。輕重之比為2：1、每1毫升相當(dāng)于20微克稀土總量的標(biāo)準(zhǔn)溶液取輕重之比為3：1的標(biāo)準(zhǔn)溶液6.70毫升，輕重之比為1：1的標(biāo)準(zhǔn)溶液3.30毫升，加鹽酸50毫升，以水稀釋至500毫升，搖勻。

1.2測定條件試驗(yàn)

（1）輕、重稀土配分比例與消光值的關(guān)系。

表2　輕重稀土配分比例與消光值關(guān)系

由表2可見，輕重稀土比例2：1與3：1，其消光值很接近，但與1：1或1：3相差很大，因此使稀土總量標(biāo)準(zhǔn)中輕重比與礦石中輕重稀土之比一致是獲得準(zhǔn)確結(jié)果的重要因素。2.三價(jià)、四價(jià)鈰對稀土總量測定的影響。但鈰在地殼中的克拉克值為40克／噸，約占稀土總量中的23.5%。因此，掌握鈰的化學(xué)性質(zhì)是準(zhǔn)確測定稀土總量的關(guān)鍵。三價(jià)鈰在中性或堿性介質(zhì)中易氧化。為使四價(jià)鈰全部還原成三價(jià)鈰，防止水解，采用在酸性溶液中用過氧化氫作還原劑。3.鐵的干擾消除。用鹽酸羥胺還原高價(jià)鐵，發(fā)現(xiàn)鹽酸羥胺影響PMBP一次全部萃取稀土，改用抗壞血酸代替鹽酸羥胺來還原高價(jià)鐵效果良好。

表3　四價(jià)鈰還原成三價(jià)鈰的試驗(yàn)（輕：重為2∶1）

表4　鹽酸羥胺對稀土萃取的影響試驗(yàn)

表5　抗壞血酸還原高價(jià)鐵的試驗(yàn)

由表5可知，抗壞血酸對稀土萃取和測定結(jié)果影響不大。當(dāng)鐵量更大時(shí)，可加固體抗壞血酸還原高價(jià)鐵。4.鋁的干擾消除。當(dāng)鋁大于2毫克時(shí)，在調(diào)整PH過程中生成沉淀，造成吸附，使結(jié)果偏低。為此，在調(diào)PH和萃取稀土前，采用磺基水楊酸來掩蔽鋁。試驗(yàn)證明，磺基水楊酸可以掩蔽鋁，對稀土測定無影響。

表6　磺基水楊酸掩蔽鋁的試驗(yàn)

（5）鉛的干擾及消除。采用銅試劑掩蔽鉛等重金屬，試驗(yàn)證明可行。

表7　銅試劑掩蔽鉛的試驗(yàn)

（6）鹽酸和硫酸介質(zhì)對稀土顯色的影響。

表8　稀土在鹽酸、硫酸介質(zhì)中顯色試驗(yàn)

由表8可見，稀土在鹽酸、硫酸介質(zhì)中與偶氮胂Ⅲ顯色，其消光值相差較大。為了使礦樣與標(biāo)準(zhǔn)顯色條件一致，避免由不同介質(zhì)帶來誤差，在稀土標(biāo)準(zhǔn)系列中各加入7毫升試劑空白作底液。

2　樣品分析

2.1標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

分別取0、10、20、30、40、50、60微克稀土總量標(biāo)準(zhǔn)溶于60毫升分液漏斗中，加人空白溶液1）7毫升，以水稀釋至約10毫升，加入1%抗壞血酸1毫升，搖勻，放置片刻，加10%磺基水楊酸2毫升，搖勻，加混合指示劑2滴，以1：1氫氧化銨調(diào)至蘭綠色或草綠色，再以5%鹽酸調(diào)至紅色，加入乙酸—乙酸鈉緩沖液（PH5.5）3亳升，搖勻，加入2%新鮮銅試劑2毫升，搖勻，加0.01MPMBP—苯溶液25毫升，萃取1分鐘，分層后，去水相，搖蕩幾下，把殘余水放盡，然后加入PH2.8的甲酸反萃取液25毫升，萃取1分鐘，分層后，快速放出幾毫升洗分液漏斗頸下部，然后放出15毫升于干燥的25毫升比色管中，加入0.05%偶氮胂Ⅲ溶液1.50毫升，搖勻，以試劑空白作參比，在光電比色計(jì)上，波長655毫微米，用2厘米比色池，進(jìn)行比色，測定其消光值。

2.2礦樣分解與分離

（1）硫酸溶礦。稱取礦樣0.1克～0.2克于100毫升燒杯中，加入1克固體硫酸銨，以少量水潤濕，加入10毫升硫酸，蓋上表面皿，于電熱板上加熱，至礦樣分解完全，取下冷卻，加30%過氧化氫10～15滴，搖勻，待大量氣泡冒盡，以水稀釋至50毫升，冷卻，沖入100毫升容量瓶中至刻度，搖勻。吸取5～10毫升溶液于60毫升分液漏斗中，以下操作按標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制手續(xù)進(jìn)行。

表9　礦樣驗(yàn)證結(jié)果

（2）堿熔、強(qiáng)堿沉淀。稱取礦樣0.1克于銀坩堝中，加固體氫氧化鈉3克，置低溫電爐上熔融除盡水份，放入750～800℃高溫爐，熔融5～10分鐘，熔融完全取出搖勻，冷卻后放人200毫升燒杯中，加入約80毫升沸水，蓋上表面皿，作用完畢后以水洗出坩堝，在小電爐上加熱煮沸約1分鐘，取下冷卻，用水稀釋至體積約100毫升，以中速濾紙過濾，用2%氫氧化鈉溶液洗滌燒杯及沉淀7～8次，將濾紙連同沉淀一起放入原燒杯中，加1：3的過氯酸—硝酸混合酸15毫升，蓋上表面皿，在電熱板上加熱煮沸以破壞濾紙，待大量劇烈白煙冒出，稍低溫蒸至濕鹽狀，取下，稍冷，加鹽酸5毫升，30%過氧化氫3～5滴，以少量水沖洗表皿及燒杯壁，加熱使稀土鹽類完全溶解，并驅(qū)盡過剩的過氧化氫，取下冷卻，視其稀土含量沖入50毫升或100毫升容量瓶中，置電爐上加熱使氯化銀沉淀凝聚下沉，冷卻，用水稀釋至刻度，搖勻。吸取5～10毫升溶液于60毫升分液漏斗中，以下操作按標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制測定手續(xù)進(jìn)行。

按分析手續(xù)，在空礦中加入稀土標(biāo)準(zhǔn)，回收結(jié)果列于表10。

表10　標(biāo)準(zhǔn)回收結(jié)果

表11　礦樣驗(yàn)證結(jié)果

3　討論

（1）采用銀坩堝熔礦時(shí)，用鹽酸—過氧化氫溶解沉淀，產(chǎn)生的氯化銀沉淀，經(jīng)光譜檢查無稀土，故用銀坩堝來熔礦可行。

（2）礦樣經(jīng)堿熔、水提、過濾，所得濾液用氫氟酸沉淀，經(jīng)光譜半定量檢查，測得稀土絕對量為0.1～0.6微克，表明稀土在強(qiáng)堿性溶液中沉淀較完全。

（3）含磷樣品應(yīng)在熔礦后用氟化物分離除磷。