当前矿物分析技术及进展研究

盛晓波华东冶金地质勘查局中心实验室

当前矿物分析技术及进展研究

盛晓波
华东冶金地质勘查局中心实验室

矿物分析是指借助机械、物理或化学办法，对矿物进行定性或定量分析。通过矿物分析，可以有效识别矿物的成因及其富集规律等。对此，本文通过对当前常用的几种矿物分析技术原理及进展情况进行研究和介绍。

矿物分析；技术；进展研究

1　矿物分析技术概述

矿物分析技术是指根据矿物本身物理或化学性质的差异，借助机械仪器或试剂方法进行定量或定性分析的技术，其主要技术方法包括机械分离法、物理分离法、化学分离法等。其中机械方法包括分选、水洗、重液分离、电化学分离、磁重分离等；物理方法包括电子显微镜鉴定、电子探针、X射线差热分析、偏光显微镜鉴定、双目立体显微镜鉴定等；化学方法包括全化学分析、显微化学分析、光谱分析等。

2　当前矿物分析技术及进展

2.1滴定法与重量法

滴定法与重量法是当前矿物分析中最主要的化学分析方法，其中滴定法是较为经典的常量分析法，具体包括有（1）络合滴定法，以络合滴定的方式检测矿物内所含金属元素，如EDTA络合滴定法测定铝、钙镁、铅锌，EGTA滴定法间接测定钡等；（2）氧化还原滴定法，重铬酸钾滴定法、硫酸铈滴定法测定铁等；（3）碘量法，测定金和硫；硫酸亚铁铵滴定法，测定钒等。而重量法是最为经典的湿化学分析方法，但随着现代科技的发展，现在已经很少应用于矿物分析中，但其对早期矿物分析技术的发展具有重要意义。

2.2光度法

2.2.1分光光度法

分光光度法可以测定的矿物中元素范围广泛，仪器操作简便，是一种实用性较强的矿物分析技术。随着新型显色剂的研究和发展，扩大了分光显色精度，分光光度法在矿物分析中的作用更加明显。如新试剂氨基喹啉类试剂对钴、金元素的分析[黄章杰等]，2-(3,5-二氯-2-吡啶偶氮)-5-二甲氨基苯胺对贵金属精矿中钌的测定[刘根起等]，N-苯基-Nc-(氨基对苯磺酸钠)硫脲对金和铂的测定[丁国生、马东兰等]。分光光度法能够测出矿物中微量或痕量元素，尤其对贵金属元素反应灵敏，都说明了分光光度法在现代矿物分析技术中的重要地位。

另外，较常用的还有固相分光光度法、萃取光度法、激光热透镜光谱法等。固相分光光度法将矿物元素测试、富集、分离于一体，很大程度上简化了试验步骤，提高了选择性，对矿物样本中锆的检测下限减低至0.13LgPmL[李非里等]；萃取光度法主要应用于研究矿物中铜、锰、金、铂的测定；激光热透镜光谱分析法，灵敏度高、检出下限低、所需样品少，受到矿物分析的重视，建立的近场激光热透镜光谱法，测定出矿样中铌、铱的检出下限为5 ngPL、6.2 ngPL[韩权等]。

2.2.2荧光光度法与化学发光法

对荧光光度法与化学发光法的应用研究较少，其在痕量矿物元素测定和富集方面应用较多；荧光光度法，水杨醛水杨酰腙测定痕量铟的检测范围为4.7 ngPmL～1000 ngPmL[韩芳等]；化学发光法，利用二苯并-18-冠-6-甲醛聚合物对矿石中痕量金元素进行富集分离[管棣等]。

2.3电化学分析法

电化学分析法主要应用于几种元素的测定与分析。其中，对极谱法的研究较多，如以氯化铵为底液，测定稀土矿石中的铕[许世学等]；六次甲基四胺-盐酸为底液，测定矿石中铟[罗川南等]；利用硫酸-Te(Ô)-碘化铵体系测定铁矿石中砷[王建琴等]；以磷酸二氢钠为介质，快速测定铜精矿中镉和锌[李晶等]；用EDTA掩蔽，再以氢氧化钠为底液，测定钴矿样中的锌[张雪梅等]。随着近年来碳糊电极的发展和应用，伏安法的应用也逐渐得到重视，相关研究也在逐渐增加，如利用钍-锌-茜素氨羧络合剂以异多核络合物测定痕量钍[易芬云等]；借助含硫脲基螯合树脂修饰的碳糊电极，以微分脉冲伏安法测定矿物样本钯[陈艳玲]。

2.4原子光谱分析法

2.4.1原子发射光谱法

在矿物分析中，原子发射光谱法主要为电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-AES），测定范围广，可用于常量元素与微量元素的测定，可实现多种元素的同时测定。有研究显示，等离子体发射光谱法可以同时测定铅精矿、铜精矿、钼精矿、铁矿、铋矿、锰结核、重晶石、砂岩、滑石、石英砂、镁砂等矿物中的多种元素。还有研究通过将ICP-AES法与化学分离富集技术相结合，测定矿物中的贵金属元素。如，对利用ICP-AES测定岩矿中钼或钨时，纳米材料TiO2对钼酸根、钨酸根的分离富集作用进行系统研究[李春香等]。

2.4.2原子吸收光谱法

原子吸收光谱法是当前矿物分析技术的主要应用技术。原子吸收光谱法可测定镓、铟、锶、钡、钙、金、锡、银等元素。原子吸收光谱法每次只能测定一种元素的吸光度，样品溶液可以连续多次对几种元素吸光度进行测量。如对铁矿中铁锰或钙镁、铜镍矿中铜镍镁、钴矿中钴镍铜等多种元素进行连续测定。将原子吸收光谱法与分离富集技术相结合，可以对矿石中痕量贵金属元素进行测定。

2.4.3原子荧光光谱法

原子荧光光谱法，指的是氢化物-原子荧光光谱法(HG-AFS)，主要应用于测定矿物中的砷锑铋汞硒碲。相关研究包括，硫脲-抗坏血酸为还原剂，将五价砷锑铋汞还原为三价，再借助特殊光源利用原子荧光光谱仪测定砷锑铋汞[卢青等]。

2.5X射线荧光光谱法

X射线荧光光谱法因其范围广、速度快等特点，可适合多种元素的同时测定，但对样品均匀性、一致性要求较高，受基体效应影响，因此对X射线荧光光谱法的研究多集中在制样、校正等关键技术步骤上。如，凝胶制样技术，在pH 4～8的环境下，以柠檬酸-EDTA为络合缓冲剂，琼脂为胶凝剂促使试样溶液凝固，再用XRF进行测定矿石中质量分数在5%以上铅、锌、铁元素，通过兼顾溶液制样与固体制样的优点，避免两者固有的缺点，使样品中元素分布更加均匀，保证样本与标样的一致性[符斌等]；对试样进行高温熔融处理，消除铁矿石的矿物效应，再应用SUPERQ软件对各组分分析曲线进行校正，计算校正常数、拟和精度[张飙飞]。

[1]徐书荣,王毅民,潘静,陈幼平,石秀琴.关注地质分析文献,了解分析技术发展——地质分析技术方法类评述论文评介[J].地质通报.2010(8).

盛晓波（1966-），男，浙江杭州人，研究方向：岩矿分析；分析测试。