巖礦稀有金屬化學分析技術

黃 鑫

（廣西壯族自治區三一〇核地質大隊，廣西 桂林 541213）

當前，我國大部分稀有金屬都是從巖礦中提取出來的，如何科學進行巖礦稀有金屬元素勘察作業，從中了解稀有金屬元素的成分、范圍等信息，是當前巖礦勘察作業中比較重要的工作內容，因巖礦所處環境一般為野外，地理環境相對比較惡劣，在這樣的環境下也就限制了很多大型、復雜的機械設備在其中的勘察作業，但通過化學分析技術能夠很好的解決上述現狀，因此本文對巖礦稀有金屬化學分析技術進行詳細探討，具有一定現實研究意義。

1 巖礦稀有金屬化學分析技術

1.1 全分析法

在進行巖礦化學分析中，全分析法是其中比較全面的一種分析方法，這種方法主要對巖礦中存在的所有化學成分進行測量和分析，在實際分析中，這種分析技術需要和光譜法結合起來使用，以此來分析巖礦中存在哪些元素，并分析這些元素在巖礦中的占比，最后在對其中的稀有金屬化學元素進行全方位分析。

從整體上來看，這種分析需要對整個巖礦中含有的化學元素進行分析，因此其中所需要的分析成本也相對比較高。如果只是一般的巖礦分析，只需要在其中找到一種或兩種稀有金屬化學元素，采用全分析法進行巖礦化學分析顯然不合理，所以這種方法使用機會比較少。

1.2 普通分析法

相比較于上述全分析法而言，普通分析法具有針對性特征，在實際應用中，主要是對巖礦中其中一種特定化學元素進行分析，不需要對其他元素進行分析和檢測。這種技術通常用于巖礦中價值相對比較高的稀有金屬進行檢測，同時還可對當前各種類型的巖礦樣品開展系統性化學分析，常用于稀有金屬化學分析中。

1.3 組合分析法

從整體上來看，組合分析法在巖礦化學分析中的應用，是一種比較系統的分析方法，通過該技術，能夠對巖礦稀有金屬化學元素成分、元素分布等進行全面系統性的分析，普遍用于分析巖礦組成成分，以及對含有多種元素的巖礦勘察作業中，具有分析準確性比較高，對稀有金屬礦藏勘探起到指導性作用。

2 巖礦稀有金屬的化學分析法--以鋰元素為研究案例

其一，對于鋰元素的分離，就是將鋰元素從巖礦中與分離，避免在分析過程中因其他元素的化學作用產生影響。這主要是因為鋰元素本身具有非常強的不確定特征，因此為確保分析結果可靠性和穩定性，將鋰元素從巖礦中分離出來具有非常重要的意義。

其二，對于鋰元素的測定，可運用四氧化鋰硫酸鹽來完成，其應用原理就是通過碳酸鈣對巖石樣品氯化銨進行分解處理，將其中的鈣元素分離出來，以此獲取堿金屬中的混合氯化物，將無水丙酮進行蒸發去除處理，最終借助有機玻璃器皿將氯化鋰去除。從整體上來看，這種測定方法中所使用到的化學試劑類型相對比較多，其中主要有碳酸鈣溶液、甲酸銨溶液等等，因此在實驗過程中，應以科學嚴謹的態度對待，確保實驗工作的可靠性。

其三，對于鋰元素的分析步驟，在正式進行鋰元素化學分析前，首先應該準備重量為0.5g的巖礦檢測樣品和氯化銨樣品，采用研磨桶將這兩種樣品處理成細顆粒狀態，完成研磨后，在其中添加5g的碳酸鈣，對其進行攪拌均勻處理，完成上述作業后準備個干凈坩堝，將上述研磨好的混合粉末放在其中進行加熱處理，在加熱過程中，應準備石棉網放在坩堝下方，當溫度上升到900攝氏度情況下，需要在此溫度前提下燃燒1h，1h后停止燃燒，讓坩堝自行冷卻一段時間，然后在其中添加適當熱水，對坩堝內壁部分進行吹洗處理，在這個過程中，若燒結礦不容易發生破碎，可將其移動到磨筒中進行研磨處理，使其呈粉末狀態，在其中添加50ml的純凈水，然后對其進行加熱，使其呈沸騰狀態后繼續保持該狀態15min，對于沸騰后產生的混合溶液需要進行過濾處理，將過濾后產生的濾液倒入另外一個燒杯中，剩余液體繼續按照上述步驟進行兩次重復性操作，完成上述操作后還要進行清洗操作，主要使用飽和氫氧化鈣溶液，在其中添加氯化銨、濃氫氧化銨、飽和碳酸銨，規格分別為0.5g、2ml以及25ml，將上述添加的化學物質混合攪拌后進行加熱，加熱至沸騰狀態下保持5min，之后對混合液體進行過濾處理，進行五次熱水沉淀，完成上述操作后形成的濾液應盛放在蒸發皿中，等到液體經過蒸發處于干燥狀態下，采用600℃的溫度燃燒條件將其中的銨鹽去除。因加熱形成的沉淀物質應使用致密濾紙進行過濾，同時還要將其首級在陶瓷類的蒸發皿中，對其采取烘干的方式進行處理，另外還應使用草酸銨（1%）洗滌溶液，促使洗滌溶液處于完全干燥狀態，對于干燥后形成的殘渣再在600℃溫度條件下進行燃燒，以此來去除其中的銨鹽。等到其處于完全冷卻狀態，在其中添加2ml且比例為1：1的鹽酸，獲取到堿金屬氯化物，使用棒子對其進行研磨呈粉末狀態，然后在其中分別添加1滴濃鹽酸和25ml無水丙酮，添加的目的在于避免形成不溶性氫氧化鋰。等待一段時間進行沉降至容器底，用丙酮將濾紙進行濕潤處理，以此來進行濾液收集后放在特定容器內，之后再對其沉淀處理用丙酮進行三次清洗，混合后的濾液進行蒸發操作，使其呈干燥狀態。等到其處于冷卻狀態，在其中添加一定量硫酸，再繼續多次蒸發操作，通過加熱將其中殘留的硫酸去除掉，進行1min的燃燒后促使其中的鹽溶化，待其冷卻后稱四氧化鋰質量，然后對其中的鋰元素含量進行分析。

3 提升巖礦稀有金屬化學分析技術質量的策略

3.1 健全并完善巖礦稀有金屬化學分析制度

我國自古以來有句老話叫做“無規矩不成方圓?！边@就需要制度在其中起到約束性作用，巖礦稀有金屬化學分析工作也不例外，要想確保化學分析工作順利開展，其關鍵就在于制度，同時這也是進行所有稀有金屬化學分析工作的基本準則，因此當前最重要的工作就是健全并完善巖礦稀有金屬化學分析制度。具體來講，其一從科學的角度進行著手，現階段我國化學分析技術的研發速度越來越快，應基于國情的前提下制定完善的化學分析制度；其二，結合我國化學研究現狀，對稀有金屬元素化學分析制度結構進行相應的調整和完善，以此更好的迎合巖礦稀有金屬化學分析提出的各項要求。

3.2 稀有金屬元素化學分析應對策略

其一，進一步提升相關研究工作人員的化學分析專業能力，這樣做的目的在于不斷完善當前我國在進行巖礦稀有金屬化學分析中存在的不足之處，同時這也是當前時代背景下技術受限的環境下相對比較快捷的方式，對于稀有金屬元素分離上存在的難題，應該積極采用當前先進的化學分析技術進行，最大化起到對分析過程中可能發生的危險事故的預防作用，另外在化學分析過程中，應嚴格根據規定標準中要求進行操作。

其二，對稀有金屬元素化學分析有一定的了解，能夠明顯分析出分析后的排查結果可能產生的影響。因此相關科研人員應在對稀有金屬元素分離有基本了解的基礎上來準確相應的分析器具，這樣做的目的在于最大化防止因稀有金屬設備所使用的分析器具原因引發稀有金屬元素分離困難情況出現，通過以此解決巖礦稀有金屬元素化學分析中的影響因素，不斷提升巖礦稀有金屬元素化學分析技術。

4 總結

綜上所述，現階段，我國地質勘探作業發展迅速，如果加快對巖礦中稀有金屬的化學成分進行分析是當前比較重要的研究課題之一，化學分析法已經逐步成為當前進行巖礦稀有金屬元素分析的重要方法，其具有準確度高、操作簡單容易的應用優勢，能夠在最快時間內獲取到巖礦中稀有金屬的成分、分布、分量等信息，分析結果非常精準，但其中還是存在很多不足之處需要科研人員進一步改進。從整體上來看化學分析法在巖礦稀有金屬勘察中的應用，對我國地質勘探事業的發展而言具有積極性應用意義，值得大力推廣和使用。