岩矿中稀有金属元素化学分析探究

2016-03-13廖兰科贵州省有色地质中心实验室贵州安顺561000

化工管理 2016年31期

廖兰科(贵州省有色地质中心实验室，贵州安顺 561000)

岩矿中稀有金属元素化学分析探究

廖兰科(贵州省有色地质中心实验室，贵州安顺 561000)

稀有金属已经成为我国各行各业中必不可少的元素之一，而大多数稀有金属元素来自岩矿中。通过化学分析手段，能够帮助人们清楚的了解岩矿中稀有金属元素的成分和范围，方便了人们对岩矿中稀有金属的勘察。由于化学分析方式相对较为方便简单，所以已经成为勘察岩矿中稀有金属元素的主要方式。本文将以岩矿中锂元素为例，讲述岩矿中稀有金属元素化学分析的方式，加深人们对该类化学分析方式的了解和使用。

岩矿；稀有金属元素；化学分析

目前大多数稀有金属元素都来自于岩矿中，如何方便的对岩矿中这些稀有金属元素进行勘察，了解其中的具体成分和范围，已经成为勘察岩矿中的重要工作之一[1]。岩矿多数是在野外，地理环境并不理想。在这样的情况是无法使用复杂或大型的机械设备帮助完成勘察工作。但化学分析方式能有效改善这一情况，无论岩矿是在如何复杂的地理环境中，都能对其所含有的稀有金属元素进行有效的勘察。

1 常见具体的岩矿化学分析法

(1)全分析法全分析法是对岩矿中所有的化学成分进行分析测量，可以说是对分析结果要求最高的一种化学分析方法。该方法需要先应用光谱完成对岩矿的分析，了解该岩矿中都有哪些元素，，哪些元素的占有总量比较多，再对其中的稀有金属元素进行分析。由于该方式需要对岩矿中所有的化学元素进行分析，因此需要耗费的成本比较大。在岩矿中，稀有金属元素通常只有1～2种，如果不需要对岩矿成分进行全面了解，一般不建议使用。

(2)普通分析法普通分析法是针对岩矿中某一种特定的元素进行分析，对不需要检测的元素自行忽略的一种化学分析方式[2]。该方法主要用药检测岩矿中具有较高工业价值的金属，并能够对每一个岩矿样品进行系统的分析。

(3)组合分析法组合分析法是一种系统的化学分析方式，能够对岩矿中所有的组成成分和分布情况进行系统的分析[3]。该方式多用于含有多元素的岩矿勘察，并且最终获得的结果也是非常精确的。

2 岩矿中锂元素化学分析方式的应用

(1)分离出锂元素在所有含有锂元素的岩矿中，第一步就是要分离出其中的锂元素。由于锂元素元素并不具备足够的稳定性，在分析过程中很容易受到其他金属元素的影响，进而影响到最终的检测结果。因此，首先将锂元素分离是最为安全的方式。正常情况下，不同金属氯化物的溶解度是不相同的，而氯化锂的溶解度比较大，可以利用这一方式将锂元素分离出来。

分离方法：氯化锂在戊醇中的溶解度为6.5g/100ml，而岩矿样品(来自锂辉石伟晶岩矿)中其他的金属氯化物的溶解度均不到0.008g/100ml。当有机溶剂的体积不大时，可以使用该方式进行锂元素的分离。

(2)确定检测方式检测锂元素的方式主要以重量法为主。通过测定Li2SO4的重量来判断岩矿中锂元素的含量。先将岩矿样品按照碳酸钙～氯化铵的方式分解，然后去除其中的钙元；再使用污水丙酮抽取蒸发后的金属氯化物混合体；利用金属氯化物不同的溶解度完成锂元素分离后，将分离出锂元素放入丙酮中，高温蒸发后按照1∶1的比例倒入盐酸和硫酸，将氯化锂转化为硫酸锂后，称重即可。

(3)进行化学分析先将0.5g的岩矿样品与等量的氯化铵混合，均匀研磨成粉末后，加入5g碳酸钙后继续搅拌均匀，随后放入坩埚中并放置在石棉板上，用30℃的温度持续加热15分钟，之后在将温度上升至900℃加热一个小时；停止加热后，在坩埚冷却后用热水吹洗其内壁，至其中出现烧结块后用热水将其放入250ml的烧杯中。若烧结块比较硬，可以先将其研磨成粉，然后使用饱和的氢氧化钙洗涤，过滤蒸发至100ml后再加入0.5g 的氯化铵、2ml的氧化铵和25毫升的饱和碳酸铵。静置到其中的钙元素沉淀，煮沸5分钟后分离出钙元素。将溶液再次冷却，用10ml的热水冲洗器壁，加热溶液后并加入5滴氢氧化铵和2ml的饱和草酸铵饱溶液；将溶液倒入蒸发皿中并盖上玻璃，用水浴保温一个小时。溶液出现沉淀后，使用1%的草酸铵溶液洗涤，再次蒸发；在蒸发后所得物质进行灼烧然后去除其中的铵盐。冷却后再次按照1∶1的比例加入盐酸和硫酸溶液，获得新的金属氯化物混合物。将混合物研磨成粉后加入25ml丙酮溶液和5ml浓盐酸，以防止形成LiOH。充分搅拌直至出现沉淀物，在使用丙酮洗涤三次。将滤液蒸干，滴入1∶1的盐酸和硫酸溶液，继续蒸发并加入溶液，然后使用浓硫酸去除溶液长的水分。进行灼烧，冷却后通过Li2SO4质量计算出锂元素的具体含量。