X射线荧光光谱法测定富含硫砷钒铁矿石中的主次量元素
张莉娟, 徐铁民, 李小莉, 安树清, 韩伟, 张楠, 刘义博
以钴(钴玻璃粉形式)作内标元素,准确测定全铁含量;加入保护剂硝酸铵和稳定剂碳酸锂,使硫转化为硫酸盐,有效地防止硫的挥发损失。通过条件实验,确立了样品熔融温度和钴玻璃粉的用量。选择经筛选的仪器测定条件,用X射线荧光光谱法同时测定铁矿石中TFe、SiO2、CaO、MgO、Al2O3、TiO2、P、S、Mn、V2O5、As、K2O、Na2O、Cu、Ni 等15种主次量元素。采用干扰曲线法对几乎完全重叠的Ti Κβ谱线与V Κα谱线进行谱线重叠校正,用理论α系数法校正基体效应。建立的方法可以准确测定全铁和质量分数高达5.29%的S。采用多种标准物质和人工配制标准物质制作工作曲线,可以测定质量分数为5.00%的V2O5及0.1%的As,测定值与标准值符合较好,除低含量钠外方法精密度(RSD)<3.5%,分析误差符合实验质量要求。本法可以快速、准确地测定含砷的钒钛铁矿及含硫高的铁矿石中的主次量元素,满足了日常生产对铁矿石中硫和钒的测定要求。
关键词: X射线荧光光谱法, 铁矿石, 钴玻璃粉, , , 五氧化二钒
海相年轻沉积物36Cl定年研究
张楠, 刘卉, 安树清, 林源贤
提取、纯化海相沉积颗粒表面 "诱导吸附"的36Cl(和Cl),制成加速器质谱(AMS)测定放射性比度I (36Cl/Cl)所需的标样,即高纯度AgCl;定量计算出沉积颗粒沉积封闭时的放射性比度I0 (36Cl/Cl),依据放射性衰败定律I=I0e-λt计算得到沉积年龄t。研究结果表明:年轻的海相沉积物沉积封闭时的36Cl放射性比度I0与地理纬度之间存在线性关系,采取具有代表性、无污染的太平洋表面海水(4°18'N,161°09'E),经AMS测出的36Cl放射性比度为IL为99.34±10.30,再利用 36Cl产率与纬度的关系图,得出"放射性比度-产率"的比例常数μ为23.65238。并测定了两个海底沉积物和一个海底锰结核的放射性比度I,计算得到的沉积年龄分别为83.2×104 a、74.0×104 a、17.6×104 a。提出I0的定值计算方法具有科学依据,可操作性强,为揭示海洋沉积地层相关关系和沉积年龄精确测定提供技术支撑。
关键词: 海相年轻沉积物, 36Cl, 沉积年龄测定, 放射性比度
鄂尔多斯砂岩型铀矿床中灰绿色砂岩还原能力影响因素研究
张莉娟, 安树清, 徐铁民, 张楠, 魏双, 方蓬达
doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201712180194
层间氧化型砂岩型铀矿是一种具有实际工业意义的铀矿床,在还原环境下,铀相对难迁移,有利于铀矿床的储存。亚铁离子、硫离子、黄铁矿、有机质等物质都可能对砂岩型铀矿的还原环境发挥作用。为研究鄂尔多斯地区砂岩型铀矿U(Ⅵ)的还原因素,本文对砂岩型铀矿及大量存在的灰绿色砂岩常见的还原性物质亚铁离子、硫离子、黄铁矿、钛铁矿、腐殖酸、甲烷气、氢气对U(Ⅵ)进行了常温常压下的模拟实验,利用极谱法和分光光度法分别测定U(Ⅵ)和U(Ⅳ)的含量,进而分析它们的还原能力。结果表明:亚铁离子和硫离子具有较强的还原性,黄铁矿、钛铁矿和腐殖酸的还原作用甚微,氢气和甲烷气并不参与U(Ⅵ)反应;如10 g灰绿色砂岩经蒸馏水浸泡后,得到1.1~26 μg/mL亚铁离子,没有检测出硫离子。说明灰绿色砂岩具有较强还原性的主要原因是其在地下水浸泡下产生的微量亚铁离子发挥作用,揭示了鄂尔多斯地区砂岩型铀矿大量存在的灰绿色砂岩是形成后生水成铀矿的最重要因素。
关键词: 砂岩型铀矿, 还原标志物, 灰绿色砂岩, 亚铁离子
微波消解-电感耦合等离子体质谱法测定海泡石中的稀土元素
张楠, 徐铁民, 吴良英, 魏双, 方蓬达, 王家松
doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201803160023
海泡石是一种纤维状含水的富镁硅酸盐黏土矿,其中的稀土元素含量在1×10-7~1×10-5之间,目前还没有建立海泡石中稀土元素的国家标准分析方法。测定岩石中的稀土元素主要是采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS),样品前处理一般采用封闭溶矿和碱熔,但这两种处理方法耗时较长,效率不高。本文通过比较硝酸-氢氟酸-过氧化氢、硝酸-氢氟酸、硝酸-过氧化氢三种样品前处理方法,确定使用硝酸-氢氟酸溶矿,然后进行微波消解同时赶去氢氟酸,避免氢氟酸与稀土元素生成难溶的氟化物,再采用ICP-MS法测定15种稀土元素的含量。由于海泡石中的镁含量较高,为降低基体效应,以103Rh和185Re作内标补偿基体效应和校正灵敏度漂移,各元素测定值的准确性显著提高,回收率为91.2%~110.9%,检出限为0.002~0.011 μg/L,精密度≤ 2.79%。本方法与封闭酸溶ICP-MS法的分析结果吻合较好,且用酸量少(7 mL),溶矿效率高(1 h),检出限更低。
关键词: 海泡石, 稀土元素, 微波消解, 硝酸-氢氟酸, 电感耦合等离子体质谱法
高压密闭消解-电感耦合等离子体质谱法测定锰矿石中的稀土元素前处理方法研究
吴磊, 刘义博, 王家松, 吴良英, 张楠, 王娜
doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201712060189
高压密闭消解因称样量小、用酸量少、空白低等优点成为测定稀土元素前处理的主要方法。但锰矿石组分复杂,锰含量差别较大且具有多种不同价态,常含有伴(共)生金属和其他杂质,该方法采用常规酸溶体系很难将其消解完全,造成ICP-MS测试结果不准确。本文从样品前处理消解效果出发,选择锰矿石标准物质GBW07261、GBW07263、GBW07266和一个锰矿石样品,试验了三种酸溶前处理方法对锰矿石稀土元素测试的影响。结果表明:方法一(氢氟酸-硝酸密闭消解,硝酸复溶提取)不能将锰矿石样品完全消解,测定值偏低0.28%~61.31%;方法二(氢氟酸-硝酸-双氧水密闭消解,硝酸-双氧水复溶,硝酸提取)和方法三(氢氟酸-硝酸密闭消解,盐酸复溶,硝酸提取)均可将锰矿石样品消解完全,用ICP-MS测定稀土元素的数据较为接近,与传统的过氧化钠熔融ICP-MS法测定值吻合。但实验过程中发现对于锰含量较高的样品,方法三需多次重复加入盐酸复溶后方可将样品消解完全,而方法二复溶一次即可。因此,方法二对锰矿石样品的消解效率更高,精密度好(0.96%~2.68%),加标回收率在95.0%~107.0%之间,更适用于锰矿石中稀土元素的分析。
关键词: 锰矿石, 稀土元素, 高压密闭消解, 双氧水, 电感耦合等离子体质谱法
粉末压片制样-X射线荧光光谱法测定锂云母中的高含量氟
曾江萍, 李小莉, 张楠, 王家松, 魏双, 王娜
doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201804060038
锂云母中的氟含量很高(1.36%~8.71%),在焙烧锂云母矿物时锂的浸出率随着含氟量的增加而逐步下降,随着锂云母脱氟率的提高,锂的浸出率也相应提高,准确测定锂云母中的氟、控制氟含量可为确定焙烧过程的工艺条件、设备参数及成本提供依据。目前氟的测定主要采用离子选择电极法,但过程复杂、分析时间长且空白值高。本文采用粉末直接压片制样X射线荧光光谱法测定锂云母中的氟,氟的检出限为46±4μg/g。将锂矿石标准物质和人工配制校准物质制成工作曲线,经验系数校正基体效应和谱线干扰,方法精密度(RSD,n=10)为1.03%。采用本法分析由标准样品合成的样品,测定值与理论值吻合良好;用实际样品验证,测定结果与离子选择电极法的测定值相符。本法适用于分析锂云母中0.68%~9.14%的氟。
关键词: 锂云母, , 经验系数校正, 粉末压片, X射线荧光光谱法
微波消解-电感耦合等离子体质谱法测定超细粒度岩石和土壤样品中的稀土元素
王娜, 徐铁民, 魏双, 王家松, 曾江萍, 张楠
doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201904010043
应用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)分析岩石和土壤样品中稀土元素的含量,取样量可低至数毫克级,但200目样品粒度要求分析取样100mg才能保证代表性,导致ICP-MS灵敏度高、取样量小的优势难以得到充分发挥。本文研究了研磨方式、研磨时间、物料比对超细粒度土壤和岩石样品制备的影响,结果表明采用乙醇作为分散剂进行湿法球磨,200目粒度的土壤、岩石样品分别研磨10min和15min,土壤样品的物料比采用物料7g、研磨球500个、分散剂45mL,岩石样品的物料比选取物料5g、研磨球500个、分散剂45mL,细化程度最佳。在此条件下制备的超细粒度土壤标准物质GBW07404、GBW07447的粒径分布D95可低至7.51μm、7.05μm,超细粒度岩石标准物质GBW07104、GBW07121的D95可低至8.42μm、8.30μm。在硝酸-氢氟酸-过氧化氢酸溶体系中微波消解处理超细粒度岩石标准物质GBW07104,取样量减少至5mg,总用酸量减少至0.25mL,消解时间降低为25min,稀土元素的测定值与认定值基本一致,相对标准偏差在1.64%~5.21%之间。该方法用于分析其他超细粒度标准物质(GBW07404、GBW07447和GBW07121)中的稀土元素,相对误差为0.17%~6.60%,满足《地质矿产实验室测试质量管理规范》的一级标准。
关键词: 岩石, 土壤, 稀土元素, 超细样品制备, 湿法球磨, 乙醇, 微波消解, 电感耦合等离子体质谱法
年轻沉积物36Cl测年研究进展
张楠, 安树清, 林源贤
宇宙成因核素36Cl对第四纪地层及第四纪时代的厘定具有独特的优势。近年来随着加速器质谱(AMS)技术的不断发展,36Cl已经能被高灵敏测量,使得36Cl测年技术前景广阔。本文介绍了36Cl测年的研究现状和研究难点,对于陆相沉积物的36Cl测年方法进行了探索,对制约其发展的测年公式中早期放射性比度I0对测年精度的影响以及在地球科学中的应用前景进行了探讨,进一步提出不同海拔高度对I0存在叠加效应。同时介绍了36Cl样品的制备流程,该流程采用离子交换树脂驱除试样中的硫和可能产生“盐效应”的常量金属元素,有效地排除了36S对36Cl的干扰,建立了动态的AgCl制样技术流程,方法高效快捷。
关键词: 年轻沉积物, 36Cl, 测年

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