本文關(guān)鍵詞：液體放電等離子體發(fā)射光譜在鹽湖鉀礦中的分析與應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《中國(guó)地質(zhì)大學(xué)》 2015年

液體放電等離子體發(fā)射光譜在鹽湖鉀礦中的分析與應(yīng)用

黃銳敏  

【摘要】：鉀鹽資源保障事關(guān)國(guó)家糧食安全和持續(xù)發(fā)展。從世界范圍來(lái)看,鉀資源較為豐富,而我國(guó)鉀資源則相對(duì)貧乏。而在鉀鹽需求方面,我國(guó)鉀鹽的對(duì)外依存度始終保持在50%以上,鉀鹽資源安全難以得到保障。近年來(lái),我國(guó)進(jìn)一步加大了鉀鹽找礦力度,包括鉀礦預(yù)測(cè)及選區(qū)、成礦／成鉀模式、物質(zhì)組成及相關(guān)化學(xué)分析測(cè)試、新的提鉀和開采技術(shù)等在內(nèi)的研究得到了加強(qiáng),以期改變當(dāng)前我國(guó)鉀鹽資源保障能力不足的被動(dòng)局面。研究區(qū)所獲樣品的鉀元素(K)含量是找鉀的直接標(biāo)志,對(duì)其他主要元素(如Ca、Na、Mg等)的測(cè)定是含礦地層評(píng)價(jià)的重要依據(jù),分析得出研究區(qū)水化學(xué)特征有助于從成礦角度找鉀,而這些工作都依賴于相關(guān)的化學(xué)分析和測(cè)試。隨著鉀礦勘查和研究工作的不斷深入,從準(zhǔn)確、快速、便捷的角度對(duì)化學(xué)分析測(cè)試工作提出了更高要求。近年來(lái),開發(fā)能在野外對(duì)樣品進(jìn)行測(cè)定分析的便攜式小型儀器,是人們一直所關(guān)注的問(wèn)題。液體放電等離子體具有液態(tài)電極構(gòu)建簡(jiǎn)便,易于小型化；同時(shí)減小了樣品進(jìn)樣量和樣品所需的分析時(shí)間及操作成本,相比與電化學(xué)分析方法具有更好的選擇性和穩(wěn)定性。該方法具有體積小、低功率、低或無(wú)氣體消耗、便攜等優(yōu)點(diǎn),可以開發(fā)用來(lái)進(jìn)行野外現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量。本課題旨在設(shè)計(jì)出一種基于液體放電等離子體的小型發(fā)射源,分別用交流和直流電源作為驅(qū)動(dòng),當(dāng)溶液樣品進(jìn)入放電池后,溶液中金屬元素被激發(fā)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的發(fā)射光譜,被光譜儀采集并進(jìn)行測(cè)量。對(duì)它們的工作條件,包括電解質(zhì)種類、pH、進(jìn)樣流速、放電功率等一系列條件進(jìn)行優(yōu)化,研究其對(duì)于各種元素的分析特性等,并將其應(yīng)用于青海省七個(gè)湖泊的鉀礦主要元素的分析測(cè)量。具體研究?jī)?nèi)容有以下幾個(gè)方面：1、提出了一種基于交流液體放電等離子體(ac-EALD)發(fā)射光譜應(yīng)用于液體鉀礦中K、Ca、Na、Mg、Cu、Sr、Li、Rb八種元素檢測(cè)的方法。液體樣品中的K、Ca、Na、Mg、Cu、 Sr、Li、Rb八種元素在ac-EALD的作用下產(chǎn)生各自的發(fā)射光譜,通過(guò)光譜儀進(jìn)行測(cè)量。我們對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中影響這幾種元素測(cè)定的參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化,例如檢測(cè)器負(fù)高壓、光譜儀狹縫寬度、電解質(zhì)種類、pH、放電功率、電極距離、進(jìn)樣流速等。本方法對(duì)這八種元素的檢出限在0.07-1.06 mg/L之間,且各元素測(cè)定(n=20)的標(biāo)準(zhǔn)偏差均在5%左右。同時(shí)對(duì)樣品進(jìn)行了加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn),各元素的加標(biāo)回收率均在93.1%-102.4%范圍內(nèi)。與傳統(tǒng)的測(cè)量方法相比,本方法儀器裝置具有簡(jiǎn)單、耗能少、無(wú)氣體消耗、等優(yōu)點(diǎn),使儀器便攜小型化,為鉀礦資源的野外現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)提供了很好的研究手段。2、提出了一種基于液體陰極輝光放電等離子體(SCGD)發(fā)射光譜應(yīng)用于液體鉀礦中K、Ca、Na、Mg、Cu、Sr、Li、Rb八種元素檢測(cè)的方法。以直流電源做為驅(qū)動(dòng)源,對(duì)光譜儀參數(shù)、電解質(zhì)種類和pH、電極距離、進(jìn)樣流速、放電電流等進(jìn)行了一系列的優(yōu)化,且對(duì)該方法中存在的元素之間的相互干擾進(jìn)行了探討,實(shí)驗(yàn)證明干擾可以通過(guò)對(duì)樣品進(jìn)行合適的稀釋來(lái)消除。在此基礎(chǔ)上,八種元素檢出限均在0.009-0.15 mg/L之間,相對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)偏差(n=20)均在1%以內(nèi)。對(duì)模擬鹵水樣品進(jìn)行了測(cè)試,各元素方法的RSD均在2%以內(nèi),同時(shí)對(duì)該樣品進(jìn)行了加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn),各元素的加標(biāo)回收率在92.20%-102%之間。3、對(duì)交流液體放電等離子體(ac-EALD)發(fā)射光譜裝置以及液體陰極輝光放電微等離子體(SCGD)發(fā)射光譜裝置進(jìn)行比較。包括兩種裝置的工作條件、等離子體的表觀特性、分析特性以及穩(wěn)定性的比較,利用液體陰極輝光放電(SCGD)對(duì)各元素的檢出限為交流液體放電(ac-EALD)的10%,各元素檢測(cè)結(jié)果的RSD (n=20)前者為后者的20%,液體陰極輝光放電(SCGD)的進(jìn)樣流速較交流液體放電(ac-EALD)大,可見(jiàn)交流液體放電(ac-EALD)的分析性能略遜于液體陰極輝光放電(SCGD),但兩者均可用于樣品的檢測(cè)。4、為驗(yàn)證所設(shè)計(jì)儀器方法的可靠性,采用本方法對(duì)所采集的青海省青海湖、洱海、小柴旦湖等七個(gè)湖泊20個(gè)樣品進(jìn)行實(shí)際分析,并與ICP-AES、ICP-MS等分析方法進(jìn)行對(duì)比,20個(gè)樣品中的K、Ca、Na、Mg、Cu、Sr、Li、Rb的分析結(jié)果表明,本實(shí)驗(yàn)建立的測(cè)試方法所測(cè)得各元素含量的結(jié)果跟現(xiàn)有的分析方法測(cè)得一致,相對(duì)偏差均在10%以內(nèi),且各元素方法的RSD均在5%以內(nèi),證明了該方法的可行性。同時(shí)分析測(cè)得數(shù)據(jù)得出茶卡湖和小柴旦湖區(qū)域是相對(duì)有利的找鉀區(qū)域,尕海1、托素湖等區(qū)域在進(jìn)行個(gè)別系數(shù)分析時(shí),也顯示出鹵水濃縮,可以考慮作為找鉀遠(yuǎn)景區(qū)。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：P619.211
【目錄】：

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【參考文獻(xiàn)】

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6 譚玉琴;錢旭;張鮮;甘會(huì)云;陳曄;樊有賦;;龍南鉀礦區(qū)蕨類植物可培養(yǎng)內(nèi)生真菌的多樣性[A];中國(guó)菌物學(xué)會(huì)第六屆會(huì)員代表大會(huì)（2014年學(xué)術(shù)年會(huì)）暨貴州省食用菌產(chǎn)業(yè)發(fā)展高峰論壇會(huì)議摘要[C];2014年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 記者 陳國(guó)洲;[N];新華每日電訊;2011年

2 袁于飛;[N];光明日?qǐng)?bào);2013年

3 記者 張桂敏;[N];農(nóng)資導(dǎo)報(bào);2007年

4 通訊員 伍言　記者 金煒;[N];中華工商時(shí)報(bào);2008年

5 記者 張四代;[N];農(nóng)資導(dǎo)報(bào);2010年

6 本報(bào)記者 李富永;[N];中華工商時(shí)報(bào);2010年

7 本報(bào)記者 黃燁;[N];銅仁日?qǐng)?bào);2010年

8 記者 馬彥平;[N];農(nóng)資導(dǎo)報(bào);2011年

9 本報(bào)記者 張一鳴;[N];中國(guó)經(jīng)濟(jì)時(shí)報(bào);2011年

10 本報(bào)記者 何建成;[N];銅仁日?qǐng)?bào);2012年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 黃銳敏;液體放電等離子體發(fā)射光譜在鹽湖鉀礦中的分析與應(yīng)用[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué);2015年

2 呂樂(lè)福;微晶化對(duì)鉀礦粉鉀素釋放的影響及應(yīng)用研究[D];山東農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

3 趙飛;南京龍山鉀礦物表生細(xì)菌的生物多樣性及其與含鉀礦物相互作用的研究[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2010年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 代小雪;摻鐵、鎳和釩錳鉀礦的表征及性質(zhì)的研究[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2013年

2 王瑾;幾種主要含鉀礦物的鉀素釋放特征研究[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2012年

3 王文祥;察爾汗鹽湖低品位固體鉀鹽液化開采試驗(yàn)研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）;2010年

4 閆超;含鉀礦物生物轉(zhuǎn)化的初步研究[D];貴州大學(xué);2008年

5 趙艷婷;貴州萬(wàn)山鉀礦地質(zhì)地球化學(xué)特征及成礦環(huán)境探討[D];中南大學(xué);2013年

6 王斌;低品位含鉀礦物微生物轉(zhuǎn)化過(guò)程與機(jī)理研究[D];貴州大學(xué);2007年

7 趙仲鶴;低品位含泥鉀礦資源化利用技術(shù)研究[D];山西大學(xué);2011年

8 秦顯文;YZC公司加拿大鉀礦項(xiàng)目可行性分析[D];山東大學(xué);2013年

9 張聰;增補(bǔ)鹽湖鹵水動(dòng)態(tài)溶解鉀礦的技術(shù)研究[D];青海大學(xué);2015年

10 羅先志;富鉀礦物添加劑對(duì)豬生長(zhǎng)的影響及作用機(jī)理研究[D];湖南農(nóng)業(yè)大學(xué);2005年

  本文關(guān)鍵詞：液體放電等離子體發(fā)射光譜在鹽湖鉀礦中的分析與應(yīng)用，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：194306