海底多金屬硫化物中微量與超微量元素的測定方法及應(yīng)用

發(fā)布時(shí)間：2020-11-02 13:09

　　海底多金屬硫化物是重要的礦產(chǎn)資源，其測試技術(shù)一直是一個(gè)難題，主要因?yàn)槠浜谐Ａ苛�，礦物組成復(fù)雜多樣，常常難以完全消解，造成了數(shù)據(jù)結(jié)果的精確度與準(zhǔn)確度較差，同時(shí)像稀土元素、鉑族元素含量超微，遠(yuǎn)低于檢出限，增加了準(zhǔn)確測試的難度，本論文針對以上問題及大洋礦產(chǎn)戰(zhàn)略需求，系統(tǒng)開展了防腐高效溶樣罐的研制，微量元素、稀土元素與鉑族方法研究，研究海底多金屬硫化物樣品中元素之間的相互關(guān)系及稀土元素配分模式與成因條件的關(guān)系，取得了如下成果：（1）設(shè)計(jì)了防腐高效溶樣罐：具有防腐、耐高溫高壓（合金材質(zhì)）、密封、操作簡單（一秒扣合）、酸不掛壁，不掛頂（提高酸溶效果）、安全（壓力極限實(shí)驗(yàn)，無爆管現(xiàn)象）、批量消解（可以隨意增加、減少使用罐體數(shù)量，不影響效果），消解完全等特點(diǎn)，成為目前溶樣罐的標(biāo)志性產(chǎn)品，提高了我國消解容器自主研發(fā)的能力。（2）解決了硫化物樣品的完全消解難題：提出不同消解法測試不同元素的方法，建立了兩種消解方法，一是HNO3消解法測試Ag、Bi等元素，測試結(jié)果準(zhǔn)確可靠，一是HCl+HF加HNO3消解法，能夠有效去除S元素，完全消解硫化物樣品，溶液清澈、透亮，實(shí)現(xiàn)包括Au、Ba、REE在內(nèi)的30余種元素的準(zhǔn)確測試。（3）海底多金屬硫化物中稀土元素的測定方法：優(yōu)選選取國產(chǎn)732陽離子樹脂，先用2mol/L HCl淋洗，去除Cu、Fe、Pb、Zn等二價(jià)元素，再用2.5mol/LHNO3淋洗去掉Ba元素，整個(gè)流程最優(yōu)化設(shè)計(jì)，可獲得REE元素高回收率數(shù)據(jù)，把實(shí)驗(yàn)方法應(yīng)用到黃鐵礦（GBW07267）、黃銅礦（GBW07268）、閃鋅礦（GBW07270）與WMS‐1a中REE的測試中，采用加標(biāo)回收驗(yàn)證與參照值對比的方法研究了測試方法的準(zhǔn)確性，REE回收率較高，可以實(shí)現(xiàn)海底多金屬硫化物中REE的準(zhǔn)確測試。（4）海底多金屬硫化物中鉑族元素的測定方法：通過硫鎳試金法、陽離子樹脂交換法、陰離子樹脂交換法實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)這些方法都存在著這樣或者那樣的問題，測試結(jié)果不夠理想，表現(xiàn)為空白高，干擾大，回收率低或者不穩(wěn)定等問題，為后續(xù)的PGE元素測試方法研究奠定了基礎(chǔ)。（5）海底多金屬硫化物樣品中微量元素的作用關(guān)系：測試了東太平洋海隆17A-EPR-TVG1與17A-EPR-TVG2站硫化物樣品中Fe2O3、Cu、Zn、Mn等13種元素，屬于富Fe型，并對相關(guān)性與聚類分析，結(jié)果表明TVG1中Cd與Zn及Mo與Zn之間呈現(xiàn)出良好的相關(guān)性；而樣品TVG2中Cd與Zn及Mo與Zn之間基本上不存在相關(guān)性，表明雖然這兩塊樣品雖然采自同一位置的兩塊樣品，其元素富集沉淀機(jī)理存在一定的差別，需進(jìn)一步的工作研究成因與來源。（6）稀土元素的示蹤作用：研究了東太平洋海隆、大西洋洋脊、印度洋中脊、西南印度洋洋脊與北斐濟(jì)海盆區(qū)域內(nèi)7個(gè)熱液區(qū)海底多金屬硫化物中的稀土元素特征表現(xiàn)為明顯的LREE富集，HREE虧損，其Eu表現(xiàn)出正異常、負(fù)異常與無異常等特征，Ce為無異�；蛘咻p微異常特征，Eu異常與海底多金屬硫化物的形成溫度有直接關(guān)系，Eu負(fù)異常對應(yīng)著低溫?zé)嵋旱V物，與低溫?zé)嵋夯顒?dòng)有關(guān)，Eu正異常對應(yīng)高溫?zé)嵋旱V物，與高溫?zé)嵋夯顒?dòng)有關(guān)。
【學(xué)位單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2013
【中圖分類】：P714.6
【部分圖文】：

數(shù)據(jù)測試,安全操作,高準(zhǔn)確度,高精度

采用平底坩堝，不銹鋼罐內(nèi)襯四氟套的設(shè)計(jì)（圖1.3.4.4），該溶樣罐能承受高溫高壓試驗(yàn)，同時(shí)也能防止由于酸泄露造成的不銹鋼外套的腐蝕，延長了溶樣罐的使用壽命，對地質(zhì)樣品中的鉑族元素試驗(yàn)，能夠有效消解超基性巖等難容礦物，所得測試的標(biāo)準(zhǔn)的測試值與標(biāo)準(zhǔn)值一致[62]。2002 年袁洪林等設(shè)計(jì)了溶樣彈，采用內(nèi)凹流線型的內(nèi)膽和內(nèi)凸流線型的內(nèi)膽蓋，呈Ｓ型緊配合活連接，外鋼套與內(nèi)膽緊配合活連接。通過不銹鋼外套壓力密封，高溫高壓條件下，反應(yīng)溶液不泄露，消解效果好，由傳統(tǒng)的溶樣 300 小時(shí)以上，縮減為 40 小時(shí)以內(nèi)，節(jié)約了反應(yīng)時(shí)間，提高了樣品消解效率（圖 1.3.4.5）[92]。

公司,內(nèi)膽,溶樣,緊配合