CN108918240B

CN108918240B - 一种土壤中活动态锂的浸提方法

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Publication number: CN108918240B
Application number: CN201810836622.6A
Authority: CN
Inventors: 徐志强; 梁斌; 耿艳; 户双节; 刘婷; 王秋波
Original assignee: Southwest University of Science and Technology
Current assignee: Southwest University of Science and Technology
Priority date: 2018-07-26
Filing date: 2018-07-26
Publication date: 2020-12-29
Anticipated expiration: 2038-07-26
Also published as: CN108918240A

Abstract

本发明提供一种土壤中活动态锂的浸提方法，包括以下步骤：步骤1：采集土壤，获得‑200目或‑60目粒级的土壤组分用于活动态锂的浸提；步骤2：取步骤1得到的土壤按照1：5‑1：15的固液比加入硫酸钾浸提剂，摇匀后放入恒温振荡器，在20‑25℃，150‑200r/min浸提10‑72h；步骤3：将浸提液过0.45μm微孔滤膜，测定滤液中锂的浓度来计算土壤样品中活动态锂的含量；步骤4：根据土壤样品中活动态锂的含量指示隐伏锂矿体。本发明采用硫酸钾溶液浸提表层土壤中的活动态锂，其所形成的地球化学异常能够有效指示深层隐伏锂矿体，对于我国锂矿产资源勘探具有重要意义，同时此浸提方法大大降低了活动态锂的浸提成本，且操作简便。

Description

一种土壤中活动态锂的浸提方法

技术领域

本发明涉及矿产资源勘探技术领域，即以金属活动态提取为主要手段的深穿透地球化学找矿方法，尤其涉及到一种土壤中活动态锂的浸提方法。

背景技术

目前，隐伏矿体的勘查难度很大，传统的勘探地球化学方法对寻找埋藏较深的矿体的效果并不明显，要改变这一现状就必须发展具有高精度、高灵敏度和高专属性的新方法和新技术，为隐伏矿的寻找提供新的技术手段。以金属活动态提取为主要手段的深穿透地球化学是研究能够探测地下深部隐伏矿体发出的微弱直接信息的勘查地球化学理论与方法技术，近年来深穿透地球技术在隐伏区找矿取得了突破性进展。

土壤中的矿物主要分为原生矿物和次生矿物，它们都是对母岩的不同程度的继承。原生与次生矿物所含的元素信息相对于深部矿体元素迁移至地表的信息而言称之为土壤内生组分；深部矿体活动态金属离子是矿体在一定深度氧化释放，通过地下水、地气流、蒸发作用、浓度梯度、毛细管作用等营力作用垂直向上迁移，达到地表后通过吸附、包裹、弱结合等形式与土壤中的次生矿物结合，这部分元素信息称之为土壤外生组分。次生矿物可以通过分解等方式释放元素，并以水溶态或吸附态形式存在于土壤介质中。因此自深部隐伏矿体发出的元素直接信息，在地表疏松介质中存在的形态主要有下列几种：(1)以离子状态存在；(2)以各种可溶性化合物和络合物形式存在；(3)可溶性盐类；(4)以胶体形式吸附在土壤颗粒表面；(5)呈离子或超微细顿粒吸附在粘土矿物表面，或呈可交换的离子态存在于粘土矿物之中；(6)作为不溶有机质结合形式；(7)作为离子或超微细颗粒吸附在矿物颗粒的氧化膜上或被氧化物包裹。

土壤元素活动态测量就是针对其中一种或几种元素活动态存在形式的提取技术，从而得到深部隐伏矿的矿化信息。该方法具有以下特点：(1)探测深度大，可达数百米；(2)所测量的主要是直接来自深部矿体的直接信息；(3)这种信息极为微弱，往往在亿分之几至百亿分之几；(4)但这种微弱信息反而更可靠，因为常规地球化学勘探中起干扰作用的物质发不出这种信息。

元素活动态提取是针对金属元素活动态本身的提取，而不只是对载体的提取方法。如何有效的打开载体并将特定金属元素提取出来，且不破坏稳定态的成分使之实用化一直是该方法的一个重点和难点。

为此国内学者进行了大量的探索性工作，最具代表性的是中国地质科学院的王学求研究员所领导的课题组研究了元素活动态提取剂作用机理与实验条件，分析了元素活动态的选择性提取机理及物理分离提取技术的地球化学基础，建立了元素活动态提取过程的非线性动力学模型，开发了贱金属和铀的专用提取剂和提取方法。这些成果在鄂尔多斯盆地砂岩型轴矿区域地球化学勘查和南阳周庵400-700米深隐伏铜镍矿及周边深穿透地球化学勘查中取得了良好结果。

锂作为“21世纪的能源金属”具有重要的战略价值。目前国内对于锂矿地球化学探测仍然停留在传统的勘探地球化学的层面上，通常无法有效圈定地表矿化异常；而对于土壤中活动态锂元素的提取技术，以指示隐伏锂矿体的研究尚未见报道。

目前对于土壤中活动态锂的提取我国尚无成熟方法，国际上受到广泛接受和使用的方法是活动态金属离子法(Mobile Metal Ions，简称MMI)。MMI方法是澳大利亚A.Mann等在20世纪90年代初发展起来的，1995年第十七届国际化探会议上正式提出，运用此法发现了覆盖厚几米至700m的几十个金、贱金属和镍矿床，找矿成功率超过80％。这一方法的依据是金属活动离子可从深部矿体穿过上覆的成矿后沉积岩石及外来的运积物盖层而达于地表。使用某种特殊试剂可以把这种金属活动离子提取出来，这种金属活动态离子异常经常较准确的位于矿体垂直上方，偶而也在倾斜上方。经过多年的持续研究，发展了针对不同矿种及元素的多种提取剂，并在许多国家的不同景观区开展应用研究。目前该技术己被SGS商业分析技术公司收购，通过SGS全球实验室网络开展商业应用。

MMI方法是成熟有效的隐伏矿指示技术，但是其存在以下几个问题：

(1)MMI已被SGS商业分析技术公司收购，其浸提剂配方和浸提方法完全保密，目前任何公开文献资料中均无此方法的具体信息，样品只能由SGS分析实验室分析，这实际上是此方面技术的垄断。

(2)成本高昂。

(3)不利于我国某些矿产资源的战略保密。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术存在的问题，提供一种深层隐伏锂矿地表土壤中活动态锂的浸提方法，以解决寻找深部隐伏锂矿体的技术难题。

一种土壤中活动态锂的浸提方法，包括以下步骤：

步骤1：采集土壤，获得-200目或-60目粒级的土壤组分用于活动态锂的浸提；

步骤2：取步骤1得到的土壤按照1：5-1：15的固液比加入硫酸钾浸提剂，摇匀后放入恒温振荡器，在20-25℃，150-200r/min浸提10-72h；

步骤3：将浸提液过0.45μm微孔滤膜，测定滤液中锂的浓度来计算土壤样品中活动态锂的含量；

步骤4：根据土壤样品中活动态锂的含量指示隐伏锂矿。

进一步地，如上所述的土壤中活动态锂的浸提方法，所述表层土壤的厚度为10-30cm。

进一步地，如上所述的土壤中活动态锂的浸提方法，步骤2所用硫酸钾浸提剂的浓度为0.05-0.3mol/L，并以硫酸或氢氧化钾调节pH为5-8。

进一步地，如上所述的土壤中活动态锂的浸提方法，步骤4包括：根据以所有土壤样品中的活动态锂的含量(C)为纵坐标做折线图，图中明显高于其他点的采样点下方可能存在隐伏锂矿。

进一步地，如上所述的土壤中活动态锂的浸提方法，按以下公式计算土壤样品中活动态锂的含量：

式中：

C—土壤样品中活动态锂的含量(mg/kg)；

c—滤液中锂的浓度(mg/L)；

v—浸提剂的体积(ml)；

m—土壤样品的质量(g)。

有益效果：

本发明采用硫酸钾作为浸提剂，从而大大降低了活动态锂的浸提成本；其次，该浸提方法简单容易操作。

附图说明

图1是采用硫酸钾溶液浸提甲基卡804号矿脉覆盖层土壤中活动态锂而指示隐伏矿体效果的示意图；

图2是采用硫酸钾溶液浸提甲基卡X03Ⅶ号矿脉覆盖层土壤中活动态锂而指示隐伏矿体效果的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下两个实施例中才采集的表层土壤厚度均在10-30cm，由于土壤表面植物残体等有机质会对活动态锂的提取产生不良影响，因此采样时去除有机质层，一般为10cm。

实施例1：

四川省甘孜甲基卡是中国最重要的以锂为主的稀有金属矿田，属高寒丘状高原地球化学景观区，矿体表面土壤中含有大量干扰元素。在其中804号锂矿脉表层土壤中以一定间距取15个样品，筛取-60目部分，按照1：15的固液比加入0.05-0.3mol/L硫酸钾浸提剂(pH为4-6)，将样品放入恒温震荡器中震荡24小时后取出过滤，上清液采用电感耦合等离子体光谱仪测定其中锂的浓度。按照以下公式计算土壤样品中活动态锂的含量：

式中：

C—土壤样品中活动态锂的含量(mg/kg)

c—滤液中锂的浓度(mg/L)

v—浸提剂的体积(ml)

m—土壤样品的质量(g)

结果见图1，图1中最下面是矿体在地层中的分布情况，上面2个曲线是与矿体位置一一对应得到的有关锂的曲线图，即横坐标标注的是采样点与矿体的相对距离；由图1可知矿体剖面上方表层土壤中探测到了明显的与隐伏矿体有关的Li元素活动态异常，Li元素活动态异常高值都出现在矿体顶部或其倾向方向，低值出现在矿体外部。将Li元素活动态含量与土壤Li元素全量进行对比可以发现，804号脉表层土壤中Li元素全量虽然在矿体上方显示出一定的异常，但与Li元素活动态相比，异常强度及与隐伏矿体的对应关系均较差，两者之间不具有显著的相关性(R＝0.506)。所以，矿体表层土壤中的活动态Li元素不是由土壤中原生或次生矿物所产生的，而是由隐伏矿体所迁移至地表的以水溶态、吸附态元素所形成的；其所形成的地球化学异常很好地指示了隐伏矿体的存在。

实施例2：

从四川省甘孜甲基卡X03特大型锂矿Ⅶ号勘探线上表层土壤中以一定间距取33个样品，筛取-200目部分，按照1：10的固液比加入0.05-0.3mol/L硫酸钾浸提剂(pH为6-8)，将样品放入恒温震荡器中震荡24小时后取出过滤，上清液采用电感耦合等离子体光谱仪测定其中锂的浓度。按照以下公式计算土壤样品中活动态锂的含量：

式中：

C—土壤样品中活动态锂的含量(mg/kg)

c—滤液中锂的浓度(mg/L)

v—浸提剂的体积(ml)

m—土壤样品的质量(g)

结果见图2，同样，图2中最下面是矿体在地层中的分布情况，上面2个曲线是与矿体位置一一对应得到的有关锂的曲线图，即横坐标标注的是采样点与矿体的相对距离；由图2可知X03Ⅶ号脉表层土壤中锂元素活动态提取同样有较好的异常显示，其活动态异常明显高于矿体外部含量，能很好的反应深部锂矿埋藏情况。相对于区域化探所获得的土壤锂元素全量，锂元素活动态含量能更好的指示矿体的大致位置。

可见在矿体覆盖层较厚、风化严重、干扰元素多的条件下，采用本发明所述硫酸钾浸提剂和浸提方法能够有效指示地下隐伏锂矿体，其操作简便且成本低廉。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种土壤中活动态锂的浸提方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：采集表层土壤，获得-200目或-60目粒级的土壤组分用于活动态锂的浸提；

步骤3：将浸提液过0.45μm微孔滤膜，以电感耦合等离子体发射光谱仪测定滤液中锂的浓度，来计算土壤样品中活动态锂的含量；

步骤4：根据土壤样品中活动态锂的含量指示隐伏锂矿体；

步骤2所用硫酸钾浸提剂的浓度为0.05-0.3mo l/L，并以硫酸或氢氧化钾调节pH为5-8。

2.根据权利要求1所述的土壤中活动态锂的浸提方法，其特征在于，所述表层土壤的厚度为10-30cm。

3.根据权利要求1所述的土壤中活动态锂的浸提方法，其特征在于，步骤4包括：根据以所有土壤样品中的活动态锂的含量(C)为纵坐标做折线图，图中明显高于其他点的采样点下方可能存在隐伏锂矿体。

4.根据权利要求1所述的土壤中活动态锂的浸提方法，其特征在于，按以下公式计算土壤样品中活动态锂的含量：

式中：

C—土壤样品中活动态锂的含量(mg/kg)；

c—滤液中锂的浓度(mg/L)；

v—浸提剂的体积(ml)；

m—土壤样品的质量(g)。