铝土矿中锂同位素分离提纯方法的建立
发布时间：2021-12-29 07:00
铝土矿是极端风化作用的产物,也是锂的重要载体,由于其资源量巨大,对铝土矿中锂的富集机制和分布规律的研究将有利于找矿预测。锂同位素的高效准确分析是深入认识矿物中锂的富集机制和分布规律的基础。铝土矿样品由于化学稳定性较强,溶样过程较为复杂,且Al、Na、Ca、K等基体元素含量远高于锂,给锂的纯化增加不少难度。本文采用内径5mm、柱长190mm的聚四氟乙烯离子交换柱和AG50W-X12阳离子交换树脂,以0.5mol/L硝酸为淋洗液淋洗34mL,收集最后的12mL,即可完成对铝土矿中锂的完全纯化回收。该纯化方法减少了淋洗液的使用量,提高了实验效率。采用该方法对国际标样L-SVEC、RGM-2、GSP-2进行锂的纯化,通过多接收电感耦合等离子体质谱仪（MC-ICP-MS）测试锂同位素组成,得到的δ7Li测试值分别为-0.26‰±0.09‰（2SD,n=3）、3.19‰±0.37‰（2SD,n=3）、-0.78‰±0.22‰（2SD,n=3）,与前人报道一致,验证了该方法的可靠性。此外,采用本方案对铝土矿国家标样（GBW07182）进行锂的纯化,δ7Li...
【文章来源】：岩矿测试. 2020,39(01)北大核心CSCD
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
不同淋洗介质下标准物质中锂的淋洗曲线
表4 GBW07182一次/二次纯化效果对比Table 4 Comparison of primary/secondary purification effect for GBW07182 元素 元素含量(ng/g) GBW07182-柱1 GBW07182-柱2 Li 212.95 196.01 Na 518.22 325.66 Mg 8.38 0.00 Al 1251.65 0.51 K 126.51 21.34 Ca 111.83 52.40 Fe 51.36 0.00MC-ICP-MS同位素测定过程可采用干法进样和湿法进样两种进样方式。干法进样通过将样品溶液引入膜去溶系统去除溶剂、雾化后进入ICP进行后续分析;湿法进样由玻璃雾化器(50μL/min)、双通道旋流雾室将样品溶液引入等离子体炬管内。干法进样可分析有机溶剂及具腐蚀性样品,能有效降低氧化物和氢氧化物的干扰,提高测试灵敏度;湿法进样的稳定性比干法进样好[37-38],但所需分析样品用量较大(约为2μg),限制了锂含量较少的样品的测试,如BCR-2(玄武岩)、海水。为了探讨不同上样量对锂分离纯化的影响,本研究设计了上样量分别为1μg和2μg的锂淋洗实验。当上样量提高至1μg的锂时,锂在23～31mL区间内被分离出来,回收率为100%(图3a;表5);当上样量提高到2μg的锂时,L-SVEC-柱1、L-SVEC-柱2、GBW07182-柱1、GBW07182-柱2中的锂均在25～33mL区间内被分离出来,且回收率分别为100.0%、99.83%、100%、99.91%(图3b,c,d,e;表5)。由于不同类型岩石样品中锂峰形及淋洗范围存在细微差异[29,39],为避免在此过程中由于锂的不完全回收而引起同位素分馏,特将收集的淋洗液区间扩大到22～34mL。
使用MC-ICP-MS测定同位素比值过程中,易受到杂质离子的干扰,从而导致基质效应的产生[6,46-48]。淋滤曲线显示,收集的淋洗液中Li离子与杂质离子(Al、K、Ca、Mg、Fe等)彻底分离,Na离子成为唯一可能的干扰因素,若由Na离子导致的锂同位素质量歧视大于仪器测试误差,则必须在测定锂同位素比值前将Na离子的浓度降至可控范围内。为明确Na离子对锂同位素测定过程中产生的干扰程度,用Na和Li的单元素标准溶液分别配制了Na/Li(质量比)为1∶9、2∶8、3∶7、4∶6、5∶5、2∶1、3∶1、4∶1的工作溶液,测定其锂同位素比值。由图4可知,当Na/Li<3时,Na离子对锂同位素比值测定的影响在0.1‰以内,而当Na/Li>3时,Na离子会造成锂同位素比值的偏移。按本实验流程处理的溶液其Na/Li<1,因此,本实验方法中Na对锂同位素测试的干扰可以忽略。2.3.3 标准样品的锂同位素数据对比
【参考文献】：
期刊论文
[1]东昆仑山南、北两侧富锂盐湖成因的氢、氧和锶同位素指示[J]. 李建森,凌智永,山发寿,陈亮,韩进军,王建萍. 湿地科学. 2019(04)
[2]国内外主要沉积型锂矿分布及勘查开发现状[J]. 于沨,王登红,于扬,刘铸,高娟琴,仲佳爱,秦燕. 岩矿测试. 2019(03)
[3]地质样品中高精度铬同位素分析纯化技术研究进展[J]. 史凯,朱建明,吴广亮,王静,曾理. 岩矿测试. 2019(03)
[4]微波消解-多接收电感耦合等离子体质谱高精度测定锶钕同位素组成[J]. 袁永海,杨锋,余红霞,刘希军,许继峰. 岩矿测试. 2018(04)
[5]高效分离Li及其同位素的MC-ICP-MS精确测定[J]. 苟龙飞,金章东,邓丽,孙贺,于慧敏,张飞. 地球化学. 2017(06)
[6]大气129I水平对超低129I含量地质样品分析中流程空白的影响（英文）[J]. 张路远,陈宁,侯小琳,刘起,范煜坤,邢闪. 地球环境学报. 2016(05)
[7]MC-ICP-MS准确测定地质样品中锂同位素组成[J]. 蔺洁,刘勇胜,胡兆初,陈康,陈海红,宗克清,高山. 矿物岩石地球化学通报. 2016(03)
[8]常用锂同位素地质标准物质的多接收器电感耦合等离子体质谱分析研究[J]. 赵悦,侯可军,田世洪,杨丹,苏嫒娜. 岩矿测试. 2015(01)
[9]电感耦合等离子体发射光谱法测定含刚玉的铝土矿中硅铝铁钛[J]. 王琰,孙洛新,张帆,张华,陈志慧. 岩矿测试. 2013(05)
[10]MC-ICP-MS高精度测定Li同位素分析方法[J]. 苏嫒娜,田世洪,李真真,侯增谦,侯可军,胡文洁,高延光,杨丹,李延河,杨竹森. 地学前缘. 2011(02)
博士论文
[1]花岗岩风化过程锂同位素行为及其环境指示意义[D]. 张俊文.中国地质大学 2018
[2]钙镁同位素分析方法的改进完善和对西藏拉萨地块中新世火成岩的岩浆源区示踪[D]. 刘峪菲.中国科学院大学(中国科学院广州地球化学研究所) 2017
硕士论文
[1]溶液法大型多接收等离子质谱准确分析地质样品中的Si同位素组成研究[D]. 程琤.西北大学 2016
本文编号：3555630
【文章来源】：岩矿测试. 2020,39(01)北大核心CSCD
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
不同淋洗介质下标准物质中锂的淋洗曲线
表4 GBW07182一次/二次纯化效果对比Table 4 Comparison of primary/secondary purification effect for GBW07182 元素 元素含量(ng/g) GBW07182-柱1 GBW07182-柱2 Li 212.95 196.01 Na 518.22 325.66 Mg 8.38 0.00 Al 1251.65 0.51 K 126.51 21.34 Ca 111.83 52.40 Fe 51.36 0.00MC-ICP-MS同位素测定过程可采用干法进样和湿法进样两种进样方式。干法进样通过将样品溶液引入膜去溶系统去除溶剂、雾化后进入ICP进行后续分析;湿法进样由玻璃雾化器(50μL/min)、双通道旋流雾室将样品溶液引入等离子体炬管内。干法进样可分析有机溶剂及具腐蚀性样品,能有效降低氧化物和氢氧化物的干扰,提高测试灵敏度;湿法进样的稳定性比干法进样好[37-38],但所需分析样品用量较大(约为2μg),限制了锂含量较少的样品的测试,如BCR-2(玄武岩)、海水。为了探讨不同上样量对锂分离纯化的影响,本研究设计了上样量分别为1μg和2μg的锂淋洗实验。当上样量提高至1μg的锂时,锂在23～31mL区间内被分离出来,回收率为100%(图3a;表5);当上样量提高到2μg的锂时,L-SVEC-柱1、L-SVEC-柱2、GBW07182-柱1、GBW07182-柱2中的锂均在25～33mL区间内被分离出来,且回收率分别为100.0%、99.83%、100%、99.91%(图3b,c,d,e;表5)。由于不同类型岩石样品中锂峰形及淋洗范围存在细微差异[29,39],为避免在此过程中由于锂的不完全回收而引起同位素分馏,特将收集的淋洗液区间扩大到22～34mL。
使用MC-ICP-MS测定同位素比值过程中,易受到杂质离子的干扰,从而导致基质效应的产生[6,46-48]。淋滤曲线显示,收集的淋洗液中Li离子与杂质离子(Al、K、Ca、Mg、Fe等)彻底分离,Na离子成为唯一可能的干扰因素,若由Na离子导致的锂同位素质量歧视大于仪器测试误差,则必须在测定锂同位素比值前将Na离子的浓度降至可控范围内。为明确Na离子对锂同位素测定过程中产生的干扰程度,用Na和Li的单元素标准溶液分别配制了Na/Li(质量比)为1∶9、2∶8、3∶7、4∶6、5∶5、2∶1、3∶1、4∶1的工作溶液,测定其锂同位素比值。由图4可知,当Na/Li<3时,Na离子对锂同位素比值测定的影响在0.1‰以内,而当Na/Li>3时,Na离子会造成锂同位素比值的偏移。按本实验流程处理的溶液其Na/Li<1,因此,本实验方法中Na对锂同位素测试的干扰可以忽略。2.3.3 标准样品的锂同位素数据对比
【参考文献】：
期刊论文
[1]东昆仑山南、北两侧富锂盐湖成因的氢、氧和锶同位素指示[J]. 李建森,凌智永,山发寿,陈亮,韩进军,王建萍. 湿地科学. 2019(04)
[2]国内外主要沉积型锂矿分布及勘查开发现状[J]. 于沨,王登红,于扬,刘铸,高娟琴,仲佳爱,秦燕. 岩矿测试. 2019(03)
[3]地质样品中高精度铬同位素分析纯化技术研究进展[J]. 史凯,朱建明,吴广亮,王静,曾理. 岩矿测试. 2019(03)
[4]微波消解-多接收电感耦合等离子体质谱高精度测定锶钕同位素组成[J]. 袁永海,杨锋,余红霞,刘希军,许继峰. 岩矿测试. 2018(04)
[5]高效分离Li及其同位素的MC-ICP-MS精确测定[J]. 苟龙飞,金章东,邓丽,孙贺,于慧敏,张飞. 地球化学. 2017(06)
[6]大气129I水平对超低129I含量地质样品分析中流程空白的影响（英文）[J]. 张路远,陈宁,侯小琳,刘起,范煜坤,邢闪. 地球环境学报. 2016(05)
[7]MC-ICP-MS准确测定地质样品中锂同位素组成[J]. 蔺洁,刘勇胜,胡兆初,陈康,陈海红,宗克清,高山. 矿物岩石地球化学通报. 2016(03)
[8]常用锂同位素地质标准物质的多接收器电感耦合等离子体质谱分析研究[J]. 赵悦,侯可军,田世洪,杨丹,苏嫒娜. 岩矿测试. 2015(01)
[9]电感耦合等离子体发射光谱法测定含刚玉的铝土矿中硅铝铁钛[J]. 王琰,孙洛新,张帆,张华,陈志慧. 岩矿测试. 2013(05)
[10]MC-ICP-MS高精度测定Li同位素分析方法[J]. 苏嫒娜,田世洪,李真真,侯增谦,侯可军,胡文洁,高延光,杨丹,李延河,杨竹森. 地学前缘. 2011(02)
博士论文
[1]花岗岩风化过程锂同位素行为及其环境指示意义[D]. 张俊文.中国地质大学 2018
[2]钙镁同位素分析方法的改进完善和对西藏拉萨地块中新世火成岩的岩浆源区示踪[D]. 刘峪菲.中国科学院大学(中国科学院广州地球化学研究所) 2017
硕士论文
[1]溶液法大型多接收等离子质谱准确分析地质样品中的Si同位素组成研究[D]. 程琤.西北大学 2016
本文编号：3555630
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxue/3555630.html
教材专著
