CN112179896B

CN112179896B - 一种金属矿中铷的化学物相分析方法

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Publication number: CN112179896B
Application number: CN202010980156.6A
Authority: CN
Inventors: 喻星; 漆欢; 向洁; 曾浩; 崔浩; 杨林
Original assignee: Changsha Research Institute of Mining and Metallurgy Co Ltd
Current assignee: Changsha Institute of Mining and Metallurgy Testing Technology Co., Ltd.
Priority date: 2020-09-17
Filing date: 2020-09-17
Publication date: 2022-03-08
Anticipated expiration: 2040-09-17
Also published as: CN112179896A

Abstract

本发明公开了一种金属矿中铷的化学物相分析方法，云母铷含量的测定：将样品用盐酸在沸水浴上浸取，过滤后得到滤液和残渣；铁铝氧化物铷含量的测定：将残渣用盐酸‑SnCl₂溶液在沸水浴上浸取，过滤后得到滤液和残渣；硅酸盐及其他矿物铷含量的测定：将残渣灰化，加入盐酸、硝酸、氢氟酸和高氯酸加热分解完全，蒸干后加入硝酸；萤石铷含量的测定：将金属矿样品加入硼酸、盐酸、硫酸混合溶液，煮沸反应，过滤；总铷含量的测定：将金属矿样品加入盐酸、硝酸、氢氟酸和高氯酸加热分解完全，蒸干后加入硝酸。最后都用ICP‑OES测定铷含量。本发明方法简单快速、检出限较低、灵敏度高、精密度好、重现性好，线性范围较宽，能够满足生产需要。

Description

一种金属矿中铷的化学物相分析方法

技术领域

本发明涉及矿物的物相分析方法，尤其涉及一种金属矿中铷的化学物相分析方法。

背景技术

铷是一种在地壳中含量稀少的稀有金属资源，其化合物有着极其优异的光电性能和特殊性能，被广泛用于催化剂、光电管、特种玻璃陶瓷、生物工程及通讯技术等军工、科研、民用领域。我国铷资源丰富，但存在贫矿多，共生情况复杂的特点。铷至今未发现有独立矿物，常与其它碱金属伴生，主要赋存于花岗伟晶岩、卤水和钾盐矿床中，与萤石矿关系密切。极其复杂的赋存状态，导致其难于开发和提取。铷因为其稀少和难提取而变得极其稀贵。

某矿区白钨矿、萤石矿和石榴石矿共生，是一个特大型多金属矿床。鉴于矿区成矿系统极其复杂，矿石中矿物共生关系密切，有用矿物种类繁多、共生密切、粒度不均匀，而且含钙矿物多，给分选和化学物相分析均带来很大困难。为了改进和提高铷的提取技术，必须先弄清铷的赋存状态，但至今未见任何铷的化学物相方法相关报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种金属矿中铷的化学物相分析方法，能够分析复杂的共生矿物，且流程简单、精密度高。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种金属矿中铷的化学物相分析方法，包括：

所述金属矿中云母铷含量的测定：将金属矿样品用48～52％的盐酸在沸水浴上浸取0.8～1.2小时，过滤后得到滤液和第一残渣，将滤液用ICP-OES测定铷含量；

所述金属矿中铁铝氧化物铷含量的测定：将第一残渣用48～52％的盐酸-SnCl₂溶液在沸水浴上浸取30～40分钟，过滤后得到滤液和第二残渣，将滤液用ICP-OES测定铷含量；

所述金属矿中硅酸盐及其他矿物铷含量的测定：将第二残渣灰化，加入盐酸、硝酸、氢氟酸和高氯酸加热到270～280℃分解完全，蒸干后加入硝酸，稀释后用ICP-OES测定铷含量；

所述金属矿中萤石铷含量的测定：将金属矿样品加入硼酸：盐酸：硫酸体积比为(12～13):(220～280):25的混合溶液，煮沸反应0.8～1.2小时，过滤后将滤液用ICP-OES测定铷含量；

所述金属矿中总铷含量的测定：将金属矿样品加入盐酸、硝酸、氢氟酸和高氯酸加热到270～280℃分解完全，蒸干后加入硝酸，稀释后用ICP-OES测定铷含量。

进一步的，所述金属矿中铁铝氧化物铷含量的测定：SnCl₂浓度为0.008～0.012g/mL。

进一步的，所述金属矿中硅酸盐及其他矿物铷含量的测定：盐酸、硝酸、氢氟酸和高氯酸的体积比为10：3～5：4～6：4～6。

进一步的，所述金属矿中硅酸盐及其他矿物铷含量的测定：加热反应0.5～1h。

进一步的，所述金属矿中硅酸盐及其他矿物铷含量的测定：硝酸加入体积与最终定容体积比为4～6:100。

进一步的，所述金属矿中总铷含量的测定：盐酸、硝酸、氢氟酸和高氯酸的体积比为10：3～5：4～6：4～6。

进一步的，所述金属矿中总铷含量的测定：加热反应0.5～1h。

进一步的，所述金属矿中总铷含量的测定：硝酸加入体积与最终定容体积比为4～6:100。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明针对含铷矿物进行酸溶处理，背景干扰小。通过控制不同的酸度浸出不同矿(云母、铁铝氧化物、硅酸盐和萤石)中的铷，再用ICP-OES进行铷含量的测得。本发明方法能够分析复杂的共生关系密切的含铷矿物。结果表明该方法简单快速、检出限较低、灵敏度高、精密度好、重现性好，线性范围较宽，能够满足生产需要。为矿区的地质勘探、矿床评价、工艺矿物学研究及制定合理的选冶工艺方案提供技术支撑。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合较佳的实施例对本发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

本发明前期结合XRD、SEM、电子探针和MLA初步探明铷在各矿物中(云母、萤石、硅铝氧化物及长石和难熔矿物等)的赋存状态及大致含量，然后确定铷的分相，进行了多种化学试剂的浸取及反应条件的研究，最终确定合适的选择性试剂、反应条件等，选用ICP-OES法测量浸取液中铷量。

实施例1铷含量的测定

某矿区选矿富集含铷云母、萤石中铷、硅铝氧化物及长石中铷和难熔矿物，多金属矿物品种多。对于这种共生关系十分紧密、矿石物质组分复杂的矿物，采用本实施例的方法可以分别测定样品中的总铷含量、云母中铷含量、铁铝氧化物中铷含量、硅酸盐及其他矿物中的铷含量、萤石中铷含量。

本实施例总铷含量的测定：称取试样0.1克于塑料王烧杯中，加少量水润湿，加混合酸：10ml盐酸(36％～38％)、3～5ml硝酸(65％～68％)、5ml氢氟酸(≥40％)和5mL高氯酸(70％～72％)，加热到270-280℃分解，待试样分解完全后(需要0.5～1h)，蒸发至近干。用水吹洗杯壁，煮沸直至盐类完全溶解，从热源上取下，准确加入硝酸(65％～68％)5毫升，冷却，用水洗入100毫升容量瓶中，并稀释至刻度，摇匀，用ICP-OES测定铷。最后加入硝酸的目的是为了在ICP-OES进样时维持5％左右的酸度，保证结果的准确性。

本实施例云母中铷含量的测定：称取试样于锥形瓶中，加50％的盐酸，沸水浴上浸取1小时，随时摇动，过滤，洗涤，于滤液中用ICP-OES测定铷，残渣待用。

本实施例铁铝氧化物中铷含量的测定：在上述残渣中，加50毫升50％HCl-0.5克SnCl₂溶液，沸水浴上浸取30-40分钟，随时摇动，过滤，洗涤，于滤液中用ICP-OES测定铷，残渣待用。SnCl₂作为还原剂将溶液中的三价铁离子还原成二价铁离子，三价铁离子会将其他物相的铷将会浸取出来，导致串相致使测试结果值偏大。

本实施例硅酸盐及其他铷含量的测定：把上述的残渣灰化，转移至塑料王烧杯中，加混合酸：10ml盐酸(36％～38％)、3～5ml硝酸(65％～68％)、5ml氢氟酸(≥40％)和5mL高氯酸(70％～72％)，加热到270-280℃分解，需要0.5～1h分解完全，蒸发至近干。用水吹洗杯壁，煮沸，取下准确加入硝酸(65％～68％)5毫升，冷却，用水洗入100毫升容量瓶中，并稀释至刻度，摇匀，用ICP-OES测定铷的含量。

本实施例萤石中铷含量的测定：称取试样于锥形瓶中，加50毫升硼酸(≥99.5％)：盐酸(36％～38％)：硫酸(≥98％)(体积比12.5:250:25)的混合溶液，在低温电炉上微沸1小时(随时加水保持体积)，取下冷却，过滤，洗涤，于滤液中用ICP-OES测定铷。

以上酸的百分含量(％)为质量分数。

本实施例采用的检测仪器及其工作条件为：Optima 8000型电感耦合等离子发射光谱仪(美国Perkin Elmer公司)，高频功率1400W，氩气压力0.75MPa。冷却器流量15L/min，辅助气流0.3L/min，雾化气流量0.65L/min，观测方式：轴向，积分时间1～5s。分析谱线为780.023nm。

标准曲线的制作：在一系列10mL容量瓶中分别加入0.00、1.00、2.00、3.00、5.00、10.00mL铷标准溶液(2.2.6)，加入5mL硝酸(2.2.2)用水稀释至刻度，摇匀，此标准系列铷浓度分别为0.00、0.100、0.200、0.300、0.500、1.00μg/mL。

按下式计算铷含量ω(Rb)(质量分数)，用百分数表示(％)：

式中：

c——从校准曲线查得的铷的浓度，μg/mL；

c₀——从校准曲线查得的铷的空白浓度，μg/mL；

V——试液体积，mL；

m——试料量，g。

实施例2精密度及实际样品测试

针对实施例1 ICP-OES法测定铷含量的精密度，使用国家标准物质锂矿石GBW07152、钽矿石GBW07154以及自制标准样品铷粗选精矿、萤石矿四个样品的11次平行测定结果来计算，标准物质的主要成分见表1。

表1标准物质的主要成分

四个试样11次平行测定结果如表2：

表2精密度试验

试验结果表明：本发明方法精密度高，适用范围广泛。

采用实施例1的方法测试某矿区6个样品，结果数据如表3，客户反馈很好：

表3

实施例3云母中铷的浸取条件研究

采用实施例1的方法直接浸取云母中的铷，实验中标号为SZY-1的样品，在同一样品中同时称取6份等质量的样，在不同浓度的试剂和不同浸取时间做了比对实验，结果如表4和表5：

表4盐酸浓度的对比

从表4结果看，经试验样品采用50％的盐酸在沸水浴上浸取铷云母，效果较好，浸取完全，结果稳定。盐酸浓度越低铷云母浸取不完全，从而造成结果偏低，铷云母的选择用50％的盐酸溶剂浸取。

表5浸取时间的对比

从表5结果显示：铷云母矿经过15分钟、30分钟浸取后结果偏低，在1小时浸取后结果稳定，浸取完全。因此矿样中铷云母的浸取最佳时间选用1小时。

实施例4萤石中铷的浸取条件研究

多金属矿为云英矽卡岩多金属矿床，伴生丰富的萤石资源，萤石矿粒度细，与其矿物至密共生，部分的萤石包裹微细粒的磁铁矿、绿泥石、白云母、石英等矿物，在这些萤石矿中有时也含有微量铷，因此选择萤石中铷物相的浸取剂应使以上各矿物均能溶解完全。采用实施例1的方法直接浸取萤石中铷，萤石中铷被完全溶解，本实验选用标号为SZY-2样品，在同一样品中同时称取6份等质量的样品在同等浸取试剂中做了时间对比的条件实验，结果如表6：

表6浸取时间的对比

从表6结果显示：浸取萤石中铷在15分钟、30分钟时间内结果偏低，在1小时内浸取结果稳定，浸取完全。因此矿样中萤石中铷的浸取最佳时间为1小时。

上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims

1.一种金属矿中铷的化学物相分析方法，其特征在于，包括：

所述金属矿中云母铷含量的测定：将金属矿样品用48~52%的盐酸在沸水浴上浸取0.8~1.2小时，过滤后得到滤液和第一残渣，将滤液用ICP-OES测定铷含量；

所述金属矿中铁铝氧化物铷含量的测定：将第一残渣用48~52%的盐酸-SnCl₂溶液在沸水浴上浸取30~40分钟，过滤后得到滤液和第二残渣，将滤液用ICP-OES测定铷含量；

所述金属矿中硅酸盐及其他矿物铷含量的测定：将第二残渣灰化，加入盐酸、硝酸、氢氟酸和高氯酸加热到270~280℃分解完全，蒸干后加入硝酸，稀释后用ICP-OES测定铷含量；所述盐酸、硝酸、氢氟酸和高氯酸的体积比为10：3~5：4~6：4~6；

所述金属矿中萤石铷含量的测定：将金属矿样品加入硼酸：盐酸：硫酸体积比为(12~13):(220~280):25的混合溶液，煮沸反应0.8~1.2小时，过滤后将滤液用ICP-OES测定铷含量；

所述金属矿中总铷含量的测定：将金属矿样品加入盐酸、硝酸、氢氟酸和高氯酸加热到270~280℃分解完全，蒸干后加入硝酸，稀释后用ICP-OES测定铷含量。

2.根据权利要求1所述的金属矿中铷的化学物相分析方法，其特征在于，所述金属矿中铁铝氧化物铷含量的测定：SnCl₂浓度为0.008~0.012g/mL。

3.根据权利要求1所述的金属矿中铷的化学物相分析方法，其特征在于，所述金属矿中硅酸盐及其他矿物铷含量的测定：加热反应0.5~1h。

4.根据权利要求1所述的金属矿中铷的化学物相分析方法，其特征在于，所述金属矿中硅酸盐及其他矿物铷含量的测定：硝酸加入体积与最终定容体积比为4~6:100。

5.根据权利要求1所述的金属矿中铷的化学物相分析方法，其特征在于，所述金属矿中总铷含量的测定：盐酸、硝酸、氢氟酸和高氯酸的体积比为10：3~5：4~6：4~6。

6.根据权利要求1或5所述的金属矿中铷的化学物相分析方法，其特征在于，所述金属矿中总铷含量的测定：加热反应0.5~1h。

7.根据权利要求1或5所述的金属矿中铷的化学物相分析方法，其特征在于，所述金属矿中总铷含量的测定：硝酸加入体积与最终定容体积比为4~6:100。