硼酸溶液敞口酸溶-电感耦合等离子体质谱法测定萤石中稀土元素
吴磊, 曾江萍, 刘义博, 吴良英, 张莉娟, 郝爽, 王家松
萤石中稀土元素的研究对揭示成矿物质来源、成矿流体的性质和矿床成因均具有十分重要的意义。传统的过氧化钠碱熔-电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)分析方法可以解决萤石中稀土元素的测定问题,但过氧化钠提纯难度高,过程繁杂,不宜大量样品的处理,且待测溶液总盐度大易产生基体干扰等;常规的酸溶法因使用的试剂一般为硝酸和氢氟酸,这些酸均不与萤石的主要成分氟化钙发生反应而很少应用。本文基于氟化钙能溶于硫酸和硼酸,采用硼酸溶液(10%硫酸和25%盐酸介质)和氢氟酸处理样品,硝酸提取,引入103Rh和185Re双内标,建立了硼酸溶液敞口酸溶ICP-MS测定萤石中稀土元素的分析方法。相比于传统的过氧化钠碱熔方法,本方法采用的试剂纯度高,可以有效地降低空白,方法检出限为0.002~0.016 μg/g,低于过氧化钠碱熔方法的检出限(0.006~0.058 μg/g),回收率在94.0%~107.6%之间,方法精密度(RSD)为0.7%~2.7%。本方法配制的硼酸溶液能够有效地与萤石反应,可充分分解萤石样品,简化了样品处理流程,有效地控制了稀土元素的损失,数据可靠性高,适用于大量萤石样品的稀土元素分析。
关键词: 萤石, 稀土元素, 硼酸溶液, 敞口酸溶, 电感耦合等离子体质谱法
应用激光拉曼光谱研究锆石LA-ICP-MS U-Pb定年中的α通量基体效应
王家松, 许雅雯, 彭丽娜, 李国占
doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.2016.05.003
α通量基体效应是由标准锆石与样品锆石之间的晶体损伤(以α通量表示)不同引起的激光剥蚀速率和坑下分馏行为的差异,已被证实是导致锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果存在系统偏倚的重要原因。α通量越高,剥蚀速率越快,坑下分馏越明显,然而α通量基体效应的校正尚未引起足够的重视。本文采用激光拉曼光谱和LA-ICP-MS对八达岭花岗杂岩样品进行研究,结果表明:实际α通量(DαP)≤0.75×1018 g-1的锆石样品,蜕晶化程度较弱,其定年结果存在的α通量基体效应可以忽略;DαP>0.75×1018 g-1的锆石样品,蜕晶化程度较高,其定年结果受α通量基体效应的影响明显,依据年龄差-DαP经验方程如y=347.8×exp(0.260×10-15x)进行校正可获得准确的年龄结果。本研究认为:采用激光拉曼光谱和半高宽(FWHM)-DαP校准曲线获得目标锆石DαP,利用年龄差-DαP经验方程估计LA-ICP-MS系统偏倚,是校正α通量基体效应的可行途径。
关键词: 锆石, 激光拉曼光谱, LA-ICP-MS U-Pb定年, α通量基体效应, 八达岭花岗杂岩
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

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