2020年CAIA奖二等奖获奖项目成果简介:复杂基体矿石关键金属高效精确测试技术
时间:2020-12-16      来源:中国分析测试协会



完成单位:国家地质实验测试中心

完成人:屈文俊,樊兴涛,马生凤,刘贵磊,朱云,张磊,周伟,张欣,张保科

成果简介:

  针对国家战略性新兴产业发展不可或缺的关键金属元素,创新建立了钨钼、铌钽、锂辉石等多种矿石稀有稀散稀土元素同时测定技术、白云鄂博矿石重稀土元素精确测定技术、离子吸附型稀土分量野外现场快速定性定量测试技术。构建了野外现场与室内精确相结合的现代仪器多元素同时测试技术体系,构建了关键金属含量与赋存状态一体化测试研究新模式。全新的技术体系与研究模式,取代了有机试剂萃取-光度法测定等传统单元素测试方式,可大幅提高样品测试效率与质量,大量减少化学试剂用量,体现“绿色发展”理念,同时为进一步选冶研究奠定了基础。

创新点及科学价值:

  (1)钨钼矿石、铌钽矿石、锂辉石中稀有稀散稀土多元素同时测定技术体系

  采用耐氢氟酸系统。可有效解决W、Nb、Ta等特定元素易产生水解,导致结果系统偏低的问题,尤其对高含量W、Nb、Ta样品更具优势,适合多类型矿石样品的分析测试;采用ICP-AES测定。解决了使用常规硅酸盐岩石样品XRF测定方法,由于矿石中重金属含量较高而造成铂金坩埚损坏的问题,适合于多类型矿石的硅酸盐成分测定;采用多手段结合。突破“岩矿测试”传统固有模式,将扫描电子显微镜、激光烧蚀-等离子体质谱技术有机结合,构建了含量与赋存状态一体化分析测试模式,为进一步的选冶研究奠定了基础。

  (2)白云鄂博矿石中重稀土元素精确测定技术

  实现了特殊的白云鄂博稀土矿石样品中 15 种元素的准确测定,有效解决了电感耦合等离子体质谱( ICP-MS)无法直接准确测定受谱线干扰严重的重稀土元素的问题,并可替代过程繁琐的树脂分离电感耦合等离子体光、质谱(ICP-AES、ICP-MS)测定方法。此技术已应用于批量样品的测试。

  (3)离子吸附型稀土分量野外现场快速定性定量测试技术

  将样品浸泡分离、标准薄膜样制备技术和便携式X射线荧光光谱仪测试相结合,实现了对离子型稀土全部15个元素的野外现场快速定性定量分析,解决了X射线荧光光谱仪不能同时测定15个稀土元素的难题。此技术分析方法已获得国家发明专利。

社会经济效益:

  相关成果入选中国地质调查百项技术汇编与自然资源部《矿产资源节约和综合利用先进适用技术目录(2019年版)》,获国家发明专利1项,实用新型专利2项,发表核心期刊论文8篇,参编有关著作2本。通过行业推广应用,在取得经济效益同时,为有效解决分析测试效率“瓶颈”问题,保障国家能源资源安全提供技术支撑。

应用前景:

  已完成了江西赣州离子吸附型稀土调查、云南临沧花岗岩中离子吸附型稀土矿床的成矿规律研究、四川甲基卡稀有稀散资源调查、白云鄂博稀土矿石等大量样品测试,样品分析测试时间较常规化学单元素测定缩短4倍以上,通过行业推广应用,有效解决实验测试效率“瓶颈”问题,同时大量减少化学试剂用量,为“绿水青山”做出贡献。






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