岩矿稀有金属化学分析技术

黄 鑫

（广西壮族自治区三一〇核地质大队，广西 桂林 541213）

当前，我国大部分稀有金属都是从岩矿中提取出来的，如何科学进行岩矿稀有金属元素勘察作业，从中了解稀有金属元素的成分、范围等信息，是当前岩矿勘察作业中比较重要的工作内容，因岩矿所处环境一般为野外，地理环境相对比较恶劣，在这样的环境下也就限制了很多大型、复杂的机械设备在其中的勘察作业，但通过化学分析技术能够很好的解决上述现状，因此本文对岩矿稀有金属化学分析技术进行详细探讨，具有一定现实研究意义。

1 岩矿稀有金属化学分析技术

1.1 全分析法

在进行岩矿化学分析中，全分析法是其中比较全面的一种分析方法，这种方法主要对岩矿中存在的所有化学成分进行测量和分析，在实际分析中，这种分析技术需要和光谱法结合起来使用，以此来分析岩矿中存在哪些元素，并分析这些元素在岩矿中的占比，最后在对其中的稀有金属化学元素进行全方位分析。

从整体上来看，这种分析需要对整个岩矿中含有的化学元素进行分析，因此其中所需要的分析成本也相对比较高。如果只是一般的岩矿分析，只需要在其中找到一种或两种稀有金属化学元素，采用全分析法进行岩矿化学分析显然不合理，所以这种方法使用机会比较少。

1.2 普通分析法

相比较于上述全分析法而言，普通分析法具有针对性特征，在实际应用中，主要是对岩矿中其中一种特定化学元素进行分析，不需要对其他元素进行分析和检测。这种技术通常用于岩矿中价值相对比较高的稀有金属进行检测，同时还可对当前各种类型的岩矿样品开展系统性化学分析，常用于稀有金属化学分析中。

1.3 组合分析法

从整体上来看，组合分析法在岩矿化学分析中的应用，是一种比较系统的分析方法，通过该技术，能够对岩矿稀有金属化学元素成分、元素分布等进行全面系统性的分析，普遍用于分析岩矿组成成分，以及对含有多种元素的岩矿勘察作业中，具有分析准确性比较高，对稀有金属矿藏勘探起到指导性作用。

2 岩矿稀有金属的化学分析法--以锂元素为研究案例

其一，对于锂元素的分离，就是将锂元素从岩矿中与分离，避免在分析过程中因其他元素的化学作用产生影响。这主要是因为锂元素本身具有非常强的不确定特征，因此为确保分析结果可靠性和稳定性，将锂元素从岩矿中分离出来具有非常重要的意义。

其二，对于锂元素的测定，可运用四氧化锂硫酸盐来完成，其应用原理就是通过碳酸钙对岩石样品氯化铵进行分解处理，将其中的钙元素分离出来，以此获取碱金属中的混合氯化物，将无水丙酮进行蒸发去除处理，最终借助有机玻璃器皿将氯化锂去除。从整体上来看，这种测定方法中所使用到的化学试剂类型相对比较多，其中主要有碳酸钙溶液、甲酸铵溶液等等，因此在实验过程中，应以科学严谨的态度对待，确保实验工作的可靠性。

其三，对于锂元素的分析步骤，在正式进行锂元素化学分析前，首先应该准备重量为0.5g的岩矿检测样品和氯化铵样品，采用研磨桶将这两种样品处理成细颗粒状态，完成研磨后，在其中添加5g的碳酸钙，对其进行搅拌均匀处理，完成上述作业后准备个干净坩埚，将上述研磨好的混合粉末放在其中进行加热处理，在加热过程中，应准备石棉网放在坩埚下方，当温度上升到900摄氏度情况下，需要在此温度前提下燃烧1h，1h后停止燃烧，让坩埚自行冷却一段时间，然后在其中添加适当热水，对坩埚内壁部分进行吹洗处理，在这个过程中，若烧结矿不容易发生破碎，可将其移动到磨筒中进行研磨处理，使其呈粉末状态，在其中添加50ml的纯净水，然后对其进行加热，使其呈沸腾状态后继续保持该状态15min，对于沸腾后产生的混合溶液需要进行过滤处理，将过滤后产生的滤液倒入另外一个烧杯中，剩余液体继续按照上述步骤进行两次重复性操作，完成上述操作后还要进行清洗操作，主要使用饱和氢氧化钙溶液，在其中添加氯化铵、浓氢氧化铵、饱和碳酸铵，规格分别为0.5g、2ml以及25ml，将上述添加的化学物质混合搅拌后进行加热，加热至沸腾状态下保持5min，之后对混合液体进行过滤处理，进行五次热水沉淀，完成上述操作后形成的滤液应盛放在蒸发皿中，等到液体经过蒸发处于干燥状态下，采用600℃的温度燃烧条件将其中的铵盐去除。因加热形成的沉淀物质应使用致密滤纸进行过滤，同时还要将其首级在陶瓷类的蒸发皿中，对其采取烘干的方式进行处理，另外还应使用草酸铵（1%）洗涤溶液，促使洗涤溶液处于完全干燥状态，对于干燥后形成的残渣再在600℃温度条件下进行燃烧，以此来去除其中的铵盐。等到其处于完全冷却状态，在其中添加2ml且比例为1：1的盐酸，获取到碱金属氯化物，使用棒子对其进行研磨呈粉末状态，然后在其中分别添加1滴浓盐酸和25ml无水丙酮，添加的目的在于避免形成不溶性氢氧化锂。等待一段时间进行沉降至容器底，用丙酮将滤纸进行湿润处理，以此来进行滤液收集后放在特定容器内，之后再对其沉淀处理用丙酮进行三次清洗，混合后的滤液进行蒸发操作，使其呈干燥状态。等到其处于冷却状态，在其中添加一定量硫酸，再继续多次蒸发操作，通过加热将其中残留的硫酸去除掉，进行1min的燃烧后促使其中的盐溶化，待其冷却后称四氧化锂质量，然后对其中的锂元素含量进行分析。

3 提升岩矿稀有金属化学分析技术质量的策略

3.1 健全并完善岩矿稀有金属化学分析制度

我国自古以来有句老话叫做“无规矩不成方圆。”这就需要制度在其中起到约束性作用，岩矿稀有金属化学分析工作也不例外，要想确保化学分析工作顺利开展，其关键就在于制度，同时这也是进行所有稀有金属化学分析工作的基本准则，因此当前最重要的工作就是健全并完善岩矿稀有金属化学分析制度。具体来讲，其一从科学的角度进行着手，现阶段我国化学分析技术的研发速度越来越快，应基于国情的前提下制定完善的化学分析制度；其二，结合我国化学研究现状，对稀有金属元素化学分析制度结构进行相应的调整和完善，以此更好的迎合岩矿稀有金属化学分析提出的各项要求。

3.2 稀有金属元素化学分析应对策略

其一，进一步提升相关研究工作人员的化学分析专业能力，这样做的目的在于不断完善当前我国在进行岩矿稀有金属化学分析中存在的不足之处，同时这也是当前时代背景下技术受限的环境下相对比较快捷的方式，对于稀有金属元素分离上存在的难题，应该积极采用当前先进的化学分析技术进行，最大化起到对分析过程中可能发生的危险事故的预防作用，另外在化学分析过程中，应严格根据规定标准中要求进行操作。

其二，对稀有金属元素化学分析有一定的了解，能够明显分析出分析后的排查结果可能产生的影响。因此相关科研人员应在对稀有金属元素分离有基本了解的基础上来准确相应的分析器具，这样做的目的在于最大化防止因稀有金属设备所使用的分析器具原因引发稀有金属元素分离困难情况出现，通过以此解决岩矿稀有金属元素化学分析中的影响因素，不断提升岩矿稀有金属元素化学分析技术。

4 总结

综上所述，现阶段，我国地质勘探作业发展迅速，如果加快对岩矿中稀有金属的化学成分进行分析是当前比较重要的研究课题之一，化学分析法已经逐步成为当前进行岩矿稀有金属元素分析的重要方法，其具有准确度高、操作简单容易的应用优势，能够在最快时间内获取到岩矿中稀有金属的成分、分布、分量等信息，分析结果非常精准，但其中还是存在很多不足之处需要科研人员进一步改进。从整体上来看化学分析法在岩矿稀有金属勘察中的应用，对我国地质勘探事业的发展而言具有积极性应用意义，值得大力推广和使用。