本发明属于化学测定技术领域，涉及一种连续快速测定铌钽精矿中常规及微量元素的方法，具体为一种测定铌钽、稀土精矿样品中,硅(Si)、铝(Al)、钾(K)、镁(Mg)、磷(P)、铁(Fe)、钛(Ti)、锰(Mn)、铜(Cu)、硼(B)、锌(Zn)、钴(Co)、镍(Ni)、镉(Cd)、铬(Cr)、锂(Li)、铍(Be)、钨(W)、钼(Mo)、钒(V)、铌(Nb)、钽(Ta)、锡(Sn)、铀(U)、钍(Th)、锆(Zr)、铪(Hf)、铊(Tl)、锑(Sb)、铋(Bi)、铷(Rb)、铯(Cs)、镓(Ga)、锗(Ge)、铟(In)、铼(Re)、硒(Se)、碲(Te)、钪(Sc)、钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)(54个)的分析方法。
背景技术：
随着科技进步，大型仪器的开发利用与研究在国内外得到了飞速发展，目前主要用于土壤、水、生物样品的分析。迄今为止,ICP系列大型仪器分析难溶精矿样品的国家标准方法几乎是空白。关于不同精矿样品中稀土、稀散及常规元素的同时测定更是未见相关报道。
基于精矿分析目前存在一些与现代分析技术不符合的现状。有色、稀散、稀土矿石样品普遍采用容量法、分光光度法、原子吸收、极谱法和手工分析相结合的常规测试方法。这些作为高含量组分准确有效的分析方法，在岩石矿物常量组分测定中有重要的作用。但要满足同时测定精矿中常规及微量元素的需求，这些方法存在有一定的局限性：即不同的样品、不同元素的分析需要不同的前处理方法，过程较为繁琐，化学试剂用量较大，成本较高，一些有毒有害试剂的使用无法避免，而且不同元素、不同仪器需要不同的测试方法，分析测试周期较长，效率较低等问题。因此，提出建立一套可以涵盖大多数难熔精矿中大部分元素的分析测试方法，满足新时期新形势下现代快速准确分析工作需求，为地质选矿研究工作及时提供准确数据具有重要意义。填补国内外空白。
技术实现要素：
本发明的目的是建立同时测定铌钽精矿样品中常规、稀散、稀土及微量元素的新测定体系，为地学分析与应用的发展、创新提供有力的技术支撑。
本发明具体通过以下技术方案实现：
一种连续快速测定铌钽精矿中常规及微量元素的方法，所述的常规及微量元素包括硅(Si)、铝(Al)、钾(K)、镁(Mg)、磷(P)、铁(Fe)、钛(Ti)、锰(Mn)、铜(Cu)、硼(B)、锌(Zn)、钴(Co)、镍(Ni)、镉(Cd)、铬(Cr)、锂(Li)、铍(Be)、钨(W)、钼(Mo)、钒(V)、铌(Nb)、钽(Ta)、锡(Sn)、铀(U)、钍(Th)、锆(Zr)、铪(Hf)、铊(Tl)、锑(Sb)、铋(Bi)、铷(Rb)、铯(Cs)、镓(Ga)、锗(Ge)、铟(In)、铼(Re)、硒(Se)、碲(Te)、钪(Sc)、钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)。
具体通过以下步骤完成：
1)准确称取0.5g铌钽精矿样品于30mL石墨坩埚中，加入3～4g NaOH和1～1.5gNa2O2置于升温至580℃的马弗炉中熔融20min；
2)熔融后取出常温下风冷，放入200mL带盖的塑料烧杯中，加入80～90mL150g/L NaCl溶液在电热板上煮沸3～5min，洗出坩埚；
3)用中速定性滤纸过滤或快速离心，滤液移入100mL容量瓶中，用1％NaOH定容，摇匀；
4)取5mL清液，移入50mL塑料容量瓶中，用4％硝酸稀释至刻度，摇匀待测定；
5)沉淀移入原来200mL带盖的塑料烧杯中，定量加入50mL3～5％硫酸、3～5％过氧化氢和1％氢氟酸，在电热板上溶解5分钟后冷却至溶液清凉，冷凉后分取5mL移入50mL塑料容量瓶中，用3％硝酸稀释至刻度，摇匀待测定；
6)调整等离子光谱的仪器参数，测定硅(Si)、铝(Al)、钾(K)、镁(Mg)、磷(P)、铁(Fe)、钛(Ti)、锰(Mn)、铜(Cu)、硼(B)、锌(Zn)、钴(Co)、镍(Ni)、锂(Li)、铍(Be)、钨(W)、钼(Mo)、钒(V)、铌(Nb)、钽(Ta)、锡(Sn)、铷(Rb)、铯(Cs)；
7)调整等离子质谱的仪器参数，用铑做内标，测定测定镉(Cd)、锑(Sb)、铋(Bi)、镓(Ga)、锗(Ge)、铟(In)、铼(Re)、硒(Se)、碲(Te)、钪(Sc)、钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)、铀(U)、钍(Th)、锆(Zr)、铪(Hf)、铊(Tl)。
本发明的有益效果为：本发明采用碱溶矿—沉淀分离—分别分取沉淀及原溶液测定-等离子光谱法测定常量元素-等离子质谱法测定微量元素。与现有方法相比，将大大减少样品前处理时间，节约化学试剂的用量，减少了化学试剂对周围环境的污染，降低生产成本，缩短分析周期，极大地提高分析测试效率及分析结果的准确性，适用性更强，更有利于技术推广及应用，产生良好的经济和社会效益。
各元素分析检出限见表1，方法的加标回收率试验见表2，各元素的回收率为85％～105％。各元素的精密度(RSD％，n＝12)分别为1.9％～6.6％见表3。纸上层析重量法与本研究方法测定铌钽精矿结果比对验证，见表4。测定结果可比性好。各实验参数说明本方法准确可靠的。
方法检出限
用上述方法进行空白测定，测定20次，以3倍标准偏差统计本方法的检出限。结果见表1。
表1 方法检出限 单位：10-6
方法的加标回收率试验
表2 铌钽精矿样品加标回收率试验表 单位：10-6
本方法测定部分元素的精密度试验
表3 碱熔-等离子体光谱测定铌钽精矿样结果 单位：10-2
纸上层析重量法与本研究方法测定铌钽精矿结果比对
通过对纸上层析重量法与现代仪器分析方法(等离子光谱)测定铌钽精矿的大量实验数据。证明本方法与经典纸上层析重量法可比性好，但比纸上层析重量法分析速度快、分析元素多。结果见表4。
表4 Nb结果比对表
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的说明，以下所述，仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更为同等变化的等效实施例。凡是未脱离本发明方案内容，依据本发明的技术实质对以下实施例所做的任何简单修改或等同变化，均落在本发明的保护范围内。
实施例1
本实验样品来源：江西宜春铌钽矿精矿样品3个。分析批号：2015Z123。
下述实施例中其它所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
试验方法：
步骤1准确称取0.5000g样品于30mL石墨坩埚中，加入4g NaOH和1.5g Na2O2置于升温至580℃的马弗炉中熔融20min，同时做样品空白及管理样；
步骤2取出稍冷，放入200mL带盖的塑料烧杯中，加入80-90mL150g/LNaCl溶液在电热板上煮沸3-5min，洗出坩埚；
步骤3用中速定性滤纸过滤或快速离心，滤液移入100mL容量瓶中，用1％NaOH定容，摇匀；
步骤4分取5mL清液移入50mL塑料容量瓶中，用4％硝酸稀释至刻度，摇匀待测定。
步骤5沉淀移入原来200mL带盖的塑料烧杯中，定量加入50mL(3-5％硫酸+3-5％过氧化氢+1％氢氟酸)在电热板上溶解5分钟至溶液清凉。冷凉后分取5mL移入50mL塑料容量瓶中，用3％硝酸稀释至刻度，摇匀待测定。
步骤6调整等离子光谱的仪器参数，用铑做内标，测定硅(Si)、铝(Al)、钾(K)、镁(Mg)、磷(P)、铁(Fe)、钛(Ti)、锰(Mn)、铜(Cu)、硼(B)、锌(Zn)、钴(Co)、镍(Ni)、锂(Li)、铍(Be)、钨(W)、钼(Mo)、钒(V)、铌(Nb)、钽(Ta)、锡(Sn)、铷(Rb)、铯(Cs)(23个)
步骤7调整等离子质谱的仪器参数，用铑做内标，测定测定镉(Cd)、锑(Sb)、铋(Bi)、镓(Ga)、锗(Ge)、铟(In)、铼(Re)、硒(Se)、碲(Te)、钪(Sc)、钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)、铀(U)、钍(Th)、锆(Zr)、铪(Hf)、铊(Tl)(31)个元素。
1011-A1号样品以下是部分实验结果：
表5 铌钽精矿1 单位：10-6
表6 铌钽精矿2 单位：10-6
表7 铌钽精矿3 单位：10-6
质量评述：
样品分析质量的符合DZ/T0130.4-2006规范要求；选矿金属量平衡效果好，分析结果质量优良。
实施例2
本实验样品来源：尼日利亚包奇(BAUCHI)州宾盖(Pingell)铌铁精矿样品1个。分析批号：2015Z021。
下述实施例中其它所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
试验方法：
步骤1准确称取0.5000g样品于30mL石墨坩埚中，加入3g NaOH和1gNa2O2置于升温至700℃的马弗炉中熔融20min，同时做样品空白及管理样；
步骤2取出稍冷，放入200mL带盖的塑料烧杯中，加入80-90mL150g/LNaCl溶液在电热板上煮沸3-5min，洗出坩埚；
步骤3用中速定性滤纸过滤或快速离心，滤液移入100mL容量瓶中，用1％NaOH定容，摇匀；
步骤4分取5mL清液于，用4％硝酸稀释至刻度，摇匀待测定。
步骤5沉淀移入原来200mL带盖的塑料烧杯中，定量加入50mL(3-5％硫酸+3-5％过氧化氢+1％氢氟酸)在电热板上溶解5分钟至溶液清凉。冷凉后分取5mL移入50mL容量瓶中，用3％硝酸稀释至刻度，摇匀待测定。
步骤6调整等离子光谱的仪器参数，用铑做内标，测定硅(Si)、铝(Al)、钾(K)、镁(Mg)、磷(P)、铁(Fe)、钛(Ti)、锰(Mn)、铜(Cu)、硼(B)、锌(Zn)、钴(Co)、镍(Ni)、锂(Li)、铍(Be)、钨(W)、钼(Mo)、钒(V)、铌(Nb)、钽(Ta)、锡(Sn)、铷(Rb)、铯(Cs)(23个)
步骤7调整等离子质谱的仪器参数，用铑做内标，测定测定镉(Cd)、锑(Sb)、铋(Bi)、镓(Ga)、锗(Ge)、铟(In)、铼(Re)、硒(Se)、碲(Te)、钪(Sc)、钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)、铀(U)、钍(Th)、锆(Zr)、铪(Hf)、铊(Tl)(31)个元素。
表8 铌钽精矿4 单位：10-6
注：适用每个元素的含量不超过35％。