1、封闭溶样在地质样品分析中的应用综述摘要：封闭溶样作为一种溶样技术应用越来越广, 有必要对影响溶样的各种因素进行细致深入的研究, 以取得各类试样溶解的最佳条件, 并建立相应的分析方法。 关键词：封闭溶样、化学法测量 分解试剂岩矿试样 中图分类号：G633.8 文献标识码：A 文章编号： 封闭溶样目前已日益广泛地应用于地球化学分析。原子吸收分光光度法的干扰很少, 易消除。具有简便、快速、准确的特点。采用封闭溶样, 既节省溶样时间,避免污染, 又能使挥发性元素被保持在溶液中。一份溶液, 可测包括硅在内的多种元素。这已成为近十年来用原子吸收分光光度法分析岩矿试样的特色。封闭溶样后的溶液, 也可用化学法
2、测定其中的待测元素。当需要制备高纯标准溶液时, 封闭溶样也是目前最好的方法。 1 封闭溶样的应用特点 现代地球化学的发展, 向分析工作提出了更高的要求: 除快速、准确外, 还要求微粒微量分析, 一些在加热过程中易挥发的元素也列为必须分析的对象。由于碱熔融法和敞开式酸溶法受器皿、试剂等若干条件的限制, 已不能满足上述需要。近十多年来, 发展了一种被称之为封闭溶样的方法。这种方法, 是把试样与分解试剂(酸或碱溶液) 放在可以密闭的容器里,封闭、加热。温度升高, 容器内的蒸汽压力增高, 分解试剂的沸点也增高, 大大提高了试样的分解效率。这种方法, 采用无杂质的聚四氟乙烯等塑料或铂金作容器,用酸溶样时
3、, 不引入与待测组分相同的阳离子, 溶液不被沾污。酸气不往外蒸发, 易挥发的元素被保留在溶液中。这种方法, 减轻了劳动强度,减少了环境污染, 有利于人的健康。在高海拔、低气压、气候千燥的地区具有独特的意义。因此, 封闭溶样越来越受到国内外分析界的广泛重视。 2 影响封闭溶样效果的因素. 2.1 时间。分解试剂与试样作用的时间越长, 试样分解越完全。但是, 时间过长, 氢氟酸与高铝试样作用生成难溶的三氟化铝沉淀。 2.2 分解试剂的种类和浓度。分解硅酸盐试样, 一般用氢氟酸, 或用氢氟酸与其他矿物酸的混合酸。在封闭溶样条件下, 对于某些试样, 单一的氢氟酸比氢氟酸与其他矿物酸的混合酸更好。混合酸
4、易引起再生沉淀的产生。且不同种类的混合酸对试样分解效果不同，对不同对象, 选择不同的分解试剂和浓度是很重要的。 2.3 试样粒度。通常认为, 试样粒度越细, 越有利于溶徉。但在封闭溶样条件下, 曾出现反常现象。 2.4 搅拌。反应产物向分解试剂中扩散的速度,是决定试样分解的速度之一。如果是静态反应(不搅拌) , 而反应产物的扩散速度很慢( 生成物附于试样表面) , 阻碍分解试剂对试样的进一步作用, 分解速度很慢。反之, 加搅拌, 加速反应产物的扩散, 试样的分解速度那快。由于搅拌的设备复杂, 目前一般采用静态放置的方法。 2.5 容器。各种材料和各种类型的封闭容器, 其耐温、耐压、耐腐蚀、抗氧
5、化的性质不同, 对试样溶解的效果也不同。 3 封闭溶样在地质样品分析中的应用 3.1 原子吸收法测定地质样品中的金。近年来封闭式溶样法溶样效果好、溶样时间短、成本低、污染小等优点在黄金矿山和黄金冶炼行业的化验室中得到了广泛应用，很快代替了传统碘量法中的溶样方法。封闭溶样法由于在溶样时可以加入氟化物，又能产生一定压力，因此能够很好分解矿样，在生产实践中，采用该溶样方法，分析地质样、原矿和尾矿类低硫、低品位样品中的金，取得了很好效果，分析合格率可达到 90% 95%; 但对金精矿和氰渣类的样品，采用该溶样方法分析金时却存在分析结果不稳定、分析合格率偏低的问题。 3.2 常用封闭溶矿法。称取样品若干
6、(精矿样品 1020g，一般样品3O 一 40g)于聚丙烯溶样杯中，分数次用小体积(一般 23haL)浓 HNO3 除硫和碳酸盐，并过量约 10mL(若样品为低硫和非碳酸盐类，一次加入量应在 2530mL)，然后加入 05g NH4HF2，05g KMnO4、15gNaCI，加入自来水至试液体积约 80mI ，搅匀，加盖放入封闭溶样器中，加热至沸腾，保温 20min。含碳类(包括石墨)样品，称量后置高温炉中从低温升至400保温 1h，继续升温至 680 关闭炉门保温 12h，取出冷却。 3.3 推荐封闭溶矿法。称取样品若干(质量同上)于聚丙烯溶样杯中，加入浓 HC1 约 30mL(若为碳酸盐类
7、样品，为防止样品外溢损失，应分数次加人)，加入 NaC103 至除硫完全(为加快除硫速度，可加人适量浓硝酸)，加入 05g NH4HF2、23g NaCIO3，加入自来水至试液体积约 80mL，搅匀，加盖放入封闭溶样器中，加热至沸腾，保温 20min。含碳类(包括石墨)样品，称样后加入 2030mLHCIO4，02g K2Cr2O7，摇匀若样品中含硫超过 10 ，根据硫的含量，配制成(3+12+1)HNO，HCIO4 混酸除掉大部分硫，加盖表面皿加热煮沸至样品出现 K2Cr2O7 的桔红色。 3.4 无污染封闭溶样法。矿石中银、铜、铅、锌的分解通常采用王水分解法, 然后采用原子吸收法、极谱法等
8、进行测定。因在分解过程中往往由于溅跳和蒸干程度不一, 造成测定结果准确度较差。应用无污染封闭溶样法, 采用硝酸+氯化钱+高锰酸钾+氢氟酸为溶剂进行分解, 以火焰原子吸收法进行测定。试验表明, 对于 1.0 g 矿样, 加入 l0 ml 硝酸,10ml 20%氯化钱,0.5 ml 饱和高锰酸钾, 0.5ml 氢氟酸于聚乙烯溶样瓶中在封闭式水浴溶样器中加热 20min 就可分解完全。该法分解试样操作简单快速、准确度高, 采用原子吸收法实现了在同一份试样中可以进行银、铜、铅、锌的同时测定。经大批量矿样验证, 可以满足地质勘探工作对分析上的要求。 3.5 岩矿试样的多项分析。封闭溶样法用于矿物微量分析
9、是十分有利的，在同一溶液里, 可以测定除亚铁、水、二氧化碳和硫等项外的Si、Ti、AI、全 Fe 、Ca 、Mg、M n 、P 、N a 、N i、C o 、C r 和 V 等。 3.6 岩矿试样的单项分析。 3.6.1 二氧化硅的测定。测定封闭溶样后。溶液中的二氧化硅, 可用容量法和比色法。封闭容样的空白值低, 对比色法更有意义。 3.6.2 氧化亚铁的测定测定。岩矿试样中的氧化亚铁, 除应避免制样过程中试样的氧化作用外, 关键在于试样分解时的氧化作用。对于易溶试样, 用螺盖塑料瓶隔绝空气封闭分解, 以容量法或比色法测定氧化亚铁, 均已广泛应用。难溶矿物的亚铁测定比较困难。封管分解法曾被用于
10、电气石、铿辉石和铬铁矿等难溶矿物的亚铁测定。因玻璃管不能使用氢氟酸, 且该法操作繁琐, 故应用不广。 3.6.3 二五氧化二磷的测定。在封闭溶样后的系统溶液中, 可以测定硅酸盐中的五氧化二磷，用简单的封闭溶样法, 快逮. .单独地测定了磷灰石中的磷。 4 结束语 封闭溶样的方法, 虽然有着操作简单、快速、不污染环境, 共存元素干扰少, 准确度高, 对仪器腐蚀性小等优点。但因为影响溶样的各种因素较多，还有待于对各类试样溶解的最佳条件进行细致深入的研究,以建立相应的分析方法。 参考文献： 1薛光,等.无污染封闭溶样设备在金银及伴生元素分析中的应用.黄金, 1998, 19( 12) :48- 50 2成勇，袁金红，肖军，胡金荣微波密闭消解电感耦合等离子体质谱法（）测定矿石中金和银 中国无机分析化学，（）： 3 马英军, 从强, 漆亮, 等. 微波密封消解- 等离子体质谱法测定岩石样品中的稀土元素 J . 岩矿测试, 1999,18( 3) : 189- 192. 4 薛光, 梁志伟. 微波溶样快速测定岩石中的金 J . 化检验- 化学分册, 2005, 41( 1) : 50- 51.
