岩矿中稀有金属元素化学分析探析

肖海斌，赵蕊琴

（1.四川省核工业辐射测试防护院，四川 成都 610000；2.核工业西南勘察设计研究院有限公司，四川 成都 610000）

随着国家整体经济建设的蓬勃发展，各行业针对稀有金属元素的需求也日益增加，促使岩矿中金属化学分析法的逐渐优化完善，相关研究人员对自身探析金属元素的能力不断提高，通过研究人员对化学分析法的深入了解，岩矿稀有金属的分析技术已经独立成为一门理论，发展趋势也逐渐标准化、专业化，稀有金属化学科技已经渗透到百姓的日常生活中，支撑了国民经济的整体发展。虽然相关研究人员多年来对化学分析法不断做出提高，但是在某些方面仍然存在一系列问题需要改善解决。

1 国家岩矿资源概述

我国地域总面积为960万平方公里，地势幅员辽阔，物质资源极其丰富，拥有广袤的岩矿资源。根据世界各国的岩矿资源统计报告可以看出，我国的矿产资源总量在世界中排名第三。我国的稀土储备量是其他国家储备量总和的四倍，锑矿的储备量占世界总资源量的四成，钨矿的储备量占世界总资源量的八成。从资源的分布来看，天然气和石油资源主要集中在我国的西北、华北和东北地区，煤矿资源主要集中在我国的华北和西北地区。而华北、东北以及西南地区主要集中了铁矿资源，西北、西南和华东地区则主要集中了铜矿资源。此外，华北、华南等地区还有锡、钨、锑、钼以及稀土等岩矿资源，铅、锌。金、银等常见岩矿资源则遍布各地[1]。

2 岩矿稀有金属常见分析法

2.1 全面分析法

全面化学分析法是指通过对岩矿中所含的完整化学成分进行测量分析，此种评测方法要求较高，颇为精准。首先采取光谱探测方法针对岩矿样本做出综合分析测定，对岩矿样本中金属元素构成做出初期掌握，以及岩矿中各化学元素的比例。其次通过化学分析法针对岩矿样本中的稀有元素做出测量分析，更加全面的了解样本中的所有元素构成情况[2]。此外化学分析法的所需资金成本较大，如果稀有金属元素在岩矿中的种类含量比较少的话，那么就不推荐使用全面分析法对岩石进行测量分析。

2.2 普通分析法

普通分析法相比较全面分析法来说，其分析方法主要针对岩矿中的有用成分或特定成本进行分析，分析过程中忽略了不需要的成分，此方法广泛应用在工业价值比较高的岩矿中，并且针对不同的金属元素所采取的分析方法也有所不同，普通分析法的使用可以系统的针对每块岩矿做出分析，针对岩矿中的有用组分做出含量测定。

2.3 组合分析法

组合分析法为一种系统化的综合岩矿分析方法，其方法令研究人员可以系统的对岩矿中的各种组分比例、有用组分以及分布情况做出正确认识，与其他种类的分析法相对比，多元素岩矿极其适合使用此类分析手法进行测量分析，其最终的分析结果也极其准确。

近年来地质勘查工作以多元化的形式快速发展，随着以上三种分析方法的不断优化完善，继而创新出多种化学分析方式，针对岩矿中稀有金属元素的测定与鉴定方法逐渐做出改进和提升。

3 化学分析方法的重点与难点

稀有金属元素的化学分析方法和锂元素的困难分离两点共同构成了岩矿中稀有金属元素的化学分析问题[3]。其一，组合分析法一直是稀有金属元素化学分析方法中较为困难的分析方法，这些年来针对稀有金属元素的分析全程中一直存在元素分离极其困难这一问题，稀有金属元素在分离过程中的难度就如同化学界的一场风暴，对相关研究人员的化学分析方法的进展带来了极大地影响，人们的认知中逐渐出现了稀有金属元素分离过程极其困难这一严重问题，目前稀有元素的化学分析方法必须要攻克金属元素分离困难这一难关；其二，针对锂元素分离问题的难点，近年来化学科技的综合提高，相关研究人已经将工作重点放到了锂元素分离这一技术问题上，锂元素分离困难这一问题已逐渐受到化学分析研究人员的重视，并且针对相关问题做出深入探讨分析，在保证对锂元素分离的成功达成，同一时间还要确保锂元素的分离技术方法得到不断的优化创新，逐渐作为岩矿中稀有金属元素化学分析方法中的重要课题进行探析延伸。

4 稀有金属元素化学分析方法的探析

4.1 完善稀有金属元素化学分析方法的制度

古语有云无规矩不成方圆，合理的制度是对良好发展的有力保障，在化学分析方法中，针对稀有金属元素的化学分析工作可以顺利有序的展开这便是制度的关键作用，制度也是所有稀有金属元素化学分析工作中务必遵循的行动准则，能否合理有效的依照制度作业，是国家稀有金属元素化学分析工作能否取得良好成果的关键，因此完善稀有金属元素化学分析方法的制度是岩矿化学分析工作中的重要环节[3]。一定要从科学的角度出发，响应国家岩矿化学分析的飞速发展，综合构建愈加完善的化学分析制度。为我国岩矿中稀有金属元素化学分析的良好发展做出助力。

4.2 稀有金属元素化学分析的良好应对策略

前文提及了关于岩矿中稀有金属元素化学分析方法中的部分重要问题，通过相关研究人员的不懈努力，以及在日常工作中不断实践探索，针对以上问题作出了较好的应对策略，笔者在此通过将相关技术文章加以整理分析，针对上述问题的解决策略做出充分合理的分析。

（1）针对分析方法研究人员的自身素质能力和化学分析手法做出提升，通过一系列客观因素的优化完善，进而针对岩矿中稀有金属元素的化学分析方法做出技术弥补，此方法是在当今化学分析方法水平有限的前提下，可以有效快捷对当前情况做出改善，针对稀有金属元素的分离困难问题，要积极采取先进的化学分析方法，便可针对危险的工作事故做出合理的预防。此外在稀有金属元素的化学分析过程中，必须遵守科学合理的作业规范来完成操作，以求达到降低事故发生几率和提升最终的分析成果。

（2）针对稀有金属元素化学分析方法的延伸探析，明显影响到本身的排查结果，通过对稀有金属元素的分离过程进行充分认识了解后，再进行操作稀有金属设备分析器具，极大程度上避免了因稀有金属设备分析器具的故障问题而对金属元素的分离过程造成重大影响的情况发生，通过岩矿中稀有金属元素化学分析过程中几个重要问题的合理解决，综合提高了我国稀有金属元素分离化学分析方法的整体技术层次。

5 岩矿中锂元素的化学分析

5.1 分离前提

针对锂元素进行测定分析之前，先决条件便是锂元素和其他碱金属元素从钛、钙、镁、铁、铝等金属元素中成功分离。因为碱金属中的氯化物在相关有机溶液中的溶解度不同，氯化锂在多数有机溶液中的溶解度通常较大，所以我们便可以合理运用锂元素的特点，将锂元素从其他碱金属中分离出来。比如每100毫升戊醇中氯化锂的溶解度为6.5克，而氯化钠、氯化硒、氯化铷、氯化钾的溶解度分别为0.004克、0.008克、0.008克、0.005克。如果在有机溶液容积较小的情况下，以上氯化物通常很少被溶解或不会被溶解。

5.2 测定方法

通常采用针对四氧硫酸锂的称重方法进行测定。具体的步骤原理为：岩矿样本中的氯化铵采用碳酸钙来分解，去除掉该元素之后，剩下的是碱金属的混合氯化物，接下来采取蒸发方法，去除掉无水丙酮，此后将有机溶液残留物中的氯化锂转化成四氧硫酸锂，最终对其进行称重计量。此类方法中所需的化学试剂有氯化铵、碳酸钙、氢氧化钙、氢氧化铵、碳酸铵饱和溶液、草酸铵饱和溶液和比例为1：1的硫酸和盐酸。

5.3 分析步骤

选取0.5克的氯化铵和相同重量的岩矿样本，将二者皆磨成细末，再添加5克碳酸钙然后搅拌均匀。将混合细末放入捏坩埚中，进行十分钟的低温加热后将其温度提升到900度，再继续加热一个小时，等镍坩埚冷却时，将坩埚中的烧结块转移到200毫升的烧杯中，加水50毫升后煮沸15分钟，针对溶液采取倾泻立法过滤到另一个烧杯，使用氢氧化钙饱和溶液进行洗涤。通过蒸发方式，最终使液体维持在100毫升，随后加入2毫升的浓氢氧化铵、0.5克的氯化铵和25毫升的饱和碳酸铵溶液，加热混合溶液，煮沸5分钟后进行过滤，随后放置在高温环境中去除铵盐。此后用浓度1%草酸铵进行洗涤，然后通过高温环境完全除尽铵盐，最后使用丙酮沉淀洗涤三次。如果测量发现岩矿样本中有较多的钠和钾含量，则需要先沉淀溶解于少量水后在进行蒸干，重复用丙酮处理残渣研磨成的粉末。随后蒸发混合溶液，除去燃烧残渣中的有机物质。通过加热方法将溶液中的硫酸含量去除，最终冷却后再进行四氧硫酸锂的计重。

6 结语

综上所述，近年来通过国家地质勘查与采掘工作的飞速发展，使岩矿中稀有金属元素的化学分析方法取得显著提升。我国地势广阔资源丰富，尤其是我国矿产资源储备量在世界中名列前茅，创新完善稀有金属元素的测定方法和分析技术，对国家的资源开采工程有极大的助力作用，科学合理的提升地质勘探工作的总体技术层次，有益于国家稀有金属元素总量的稳定增长，为越来越多的新兴高技术领域构建坚强的后盾。