當前礦物分析技術及進展研究

盛曉波華東冶金地質勘查局中心實驗室

當前礦物分析技術及進展研究

盛曉波
華東冶金地質勘查局中心實驗室

礦物分析是指借助機械、物理或化學辦法，對礦物進行定性或定量分析。通過礦物分析，可以有效識別礦物的成因及其富集規律等。對此，本文通過對當前常用的幾種礦物分析技術原理及進展情況進行研究和介紹。

礦物分析；技術；進展研究

1　礦物分析技術概述

礦物分析技術是指根據礦物本身物理或化學性質的差異，借助機械儀器或試劑方法進行定量或定性分析的技術，其主要技術方法包括機械分離法、物理分離法、化學分離法等。其中機械方法包括分選、水洗、重液分離、電化學分離、磁重分離等；物理方法包括電子顯微鏡鑒定、電子探針、X射線差熱分析、偏光顯微鏡鑒定、雙目立體顯微鏡鑒定等；化學方法包括全化學分析、顯微化學分析、光譜分析等。

2　當前礦物分析技術及進展

2.1滴定法與重量法

滴定法與重量法是當前礦物分析中最主要的化學分析方法，其中滴定法是較為經典的常量分析法，具體包括有（1）絡合滴定法，以絡合滴定的方式檢測礦物內所含金屬元素，如EDTA絡合滴定法測定鋁、鈣鎂、鉛鋅，EGTA滴定法間接測定鋇等；（2）氧化還原滴定法，重鉻酸鉀滴定法、硫酸鈰滴定法測定鐵等；（3）碘量法，測定金和硫；硫酸亞鐵銨滴定法，測定釩等。而重量法是最為經典的濕化學分析方法，但隨著現代科技的發展，現在已經很少應用于礦物分析中，但其對早期礦物分析技術的發展具有重要意義。

2.2光度法

2.2.1分光光度法

分光光度法可以測定的礦物中元素范圍廣泛，儀器操作簡便，是一種實用性較強的礦物分析技術。隨著新型顯色劑的研究和發展，擴大了分光顯色精度，分光光度法在礦物分析中的作用更加明顯。如新試劑氨基喹啉類試劑對鈷、金元素的分析[黃章杰等]，2-(3,5-二氯-2-吡啶偶氮)-5-二甲氨基苯胺對貴金屬精礦中釕的測定[劉根起等]，N-苯基-Nc-(氨基對苯磺酸鈉)硫脲對金和鉑的測定[丁國生、馬東蘭等]。分光光度法能夠測出礦物中微量或痕量元素，尤其對貴金屬元素反應靈敏，都說明了分光光度法在現代礦物分析技術中的重要地位。

另外，較常用的還有固相分光光度法、萃取光度法、激光熱透鏡光譜法等。固相分光光度法將礦物元素測試、富集、分離于一體，很大程度上簡化了試驗步驟，提高了選擇性，對礦物樣本中鋯的檢測下限減低至0.13LgPmL[李非里等]；萃取光度法主要應用于研究礦物中銅、錳、金、鉑的測定；激光熱透鏡光譜分析法，靈敏度高、檢出下限低、所需樣品少，受到礦物分析的重視，建立的近場激光熱透鏡光譜法，測定出礦樣中鈮、銥的檢出下限為5 ngPL、6.2 ngPL[韓權等]。

2.2.2熒光光度法與化學發光法

對熒光光度法與化學發光法的應用研究較少，其在痕量礦物元素測定和富集方面應用較多；熒光光度法，水楊醛水楊酰腙測定痕量銦的檢測范圍為4.7 ngPmL～1000 ngPmL[韓芳等]；化學發光法，利用二苯并-18-冠-6-甲醛聚合物對礦石中痕量金元素進行富集分離[管棣等]。

2.3電化學分析法

電化學分析法主要應用于幾種元素的測定與分析。其中，對極譜法的研究較多，如以氯化銨為底液，測定稀土礦石中的銪[許世學等]；六次甲基四胺-鹽酸為底液，測定礦石中銦[羅川南等]；利用硫酸-Te(?)-碘化銨體系測定鐵礦石中砷[王建琴等]；以磷酸二氫鈉為介質，快速測定銅精礦中鎘和鋅[李晶等]；用EDTA掩蔽，再以氫氧化鈉為底液，測定鈷礦樣中的鋅[張雪梅等]。隨著近年來碳糊電極的發展和應用，伏安法的應用也逐漸得到重視，相關研究也在逐漸增加，如利用釷-鋅-茜素氨羧絡合劑以異多核絡合物測定痕量釷[易芬云等]；借助含硫脲基螯合樹脂修飾的碳糊電極，以微分脈沖伏安法測定礦物樣本鈀[陳艷玲]。

2.4原子光譜分析法

2.4.1原子發射光譜法

在礦物分析中，原子發射光譜法主要為電感耦合等離子體發射光譜法（ICP-AES），測定范圍廣，可用于常量元素與微量元素的測定，可實現多種元素的同時測定。有研究顯示，等離子體發射光譜法可以同時測定鉛精礦、銅精礦、鉬精礦、鐵礦、鉍礦、錳結核、重晶石、砂巖、滑石、石英砂、鎂砂等礦物中的多種元素。還有研究通過將ICP-AES法與化學分離富集技術相結合，測定礦物中的貴金屬元素。如，對利用ICP-AES測定巖礦中鉬或鎢時，納米材料TiO2對鉬酸根、鎢酸根的分離富集作用進行系統研究[李春香等]。

2.4.2原子吸收光譜法

原子吸收光譜法是當前礦物分析技術的主要應用技術。原子吸收光譜法可測定鎵、銦、鍶、鋇、鈣、金、錫、銀等元素。原子吸收光譜法每次只能測定一種元素的吸光度，樣品溶液可以連續多次對幾種元素吸光度進行測量。如對鐵礦中鐵錳或鈣鎂、銅鎳礦中銅鎳鎂、鈷礦中鈷鎳銅等多種元素進行連續測定。將原子吸收光譜法與分離富集技術相結合，可以對礦石中痕量貴金屬元素進行測定。

2.4.3原子熒光光譜法

原子熒光光譜法，指的是氫化物-原子熒光光譜法(HG-AFS)，主要應用于測定礦物中的砷銻鉍汞硒碲。相關研究包括，硫脲-抗壞血酸為還原劑，將五價砷銻鉍汞還原為三價，再借助特殊光源利用原子熒光光譜儀測定砷銻鉍汞[盧青等]。

2.5X射線熒光光譜法

X射線熒光光譜法因其范圍廣、速度快等特點，可適合多種元素的同時測定，但對樣品均勻性、一致性要求較高，受基體效應影響，因此對X射線熒光光譜法的研究多集中在制樣、校正等關鍵技術步驟上。如，凝膠制樣技術，在pH 4～8的環境下，以檸檬酸-EDTA為絡合緩沖劑，瓊脂為膠凝劑促使試樣溶液凝固，再用XRF進行測定礦石中質量分數在5%以上鉛、鋅、鐵元素，通過兼顧溶液制樣與固體制樣的優點，避免兩者固有的缺點，使樣品中元素分布更加均勻，保證樣本與標樣的一致性[符斌等]；對試樣進行高溫熔融處理，消除鐵礦石的礦物效應，再應用SUPERQ軟件對各組分分析曲線進行校正，計算校正常數、擬和精度[張飆飛]。

[1]徐書榮,王毅民,潘靜,陳幼平,石秀琴.關注地質分析文獻,了解分析技術發展——地質分析技術方法類評述論文評介[J].地質通報.2010(8).

盛曉波（1966-），男，浙江杭州人，研究方向：巖礦分析；分析測試。