矿石元素检测是地质勘探、选矿、冶炼及贸易等环节中不可或缺的技术手段,其目的是准确测定矿石中主量、次量及微量元素的种类与含量。下面是目前主流的矿石元素检测方法,按原理和技术特点分类说明:
一、化学分析法(湿法分析)
1. 重量法
原理:通过沉淀、过滤、灼烧等步骤,将目标元素转化为可称量的化合物。
适用:SiO₂、Fe₂O₃、Al₂O₃ 等主量元素。
优点:准确度高,是标准方法之一。
缺点:操作繁琐、耗时长(数小时至数天)。
2. 滴定法
类型:酸碱滴定、络合滴定(如 EDTA)、氧化还原滴定。
应用:CaO、MgO、FeO、Li₂O(间接法)等。
标准示例:YS/T 509 系列标准中多采用滴定法测定锂云母/锂辉石中的氧化钙、氧化镁。
二、仪器分析法(现代主流方法)
1. 原子吸收光谱法(AAS)
原理:样品原子化后,测量特定波长光被基态原子吸收的程度。
类型:
火焰AAS(FAAS):适合 ppm 级浓度(如 Li、Na、K、Ca)。
石墨炉AAS(GFAAS):灵敏度更高,可达 ppb 级。
标准:GB/T 17413.1-2010(锂矿石中锂的测定)。
优点:选择性好、成本适中。
局限:一次只能测一种元素。
2. 电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)
原理:样品在高温等离子体中激发,测量元素特征发射光谱强度。
优点:
可同时测定 70+ 种元素;
线性范围宽(ppm 至 % 级);
适用于主量、次量及微量元素。
应用:锂、铍、铷、铯、铁、铝、硅、重金属(Pb、As、Cd)等。
标准:GB/T 14352.19-2021(钨钼矿石中锂等元素测定)。
3. 电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)
原理:等离子体离子化 + 质谱分离检测。
优点:
检出限极低(ppt 级);
同位素分析能力;
多元素同时检测。
适用:痕量/超痕量元素(如卤水中锂、稀土元素、放射性元素)。
缺点:设备昂贵,易受基体干扰,需内标校正。
4. X射线荧光光谱法(XRF)
类型:
波长色散XRF(WDXRF):精度高,适合主量元素。
能量色散XRF(EDXRF):便携式设备可用于现场快速筛查。
优点:
无损检测;
样品制备简单(压片或熔片);
可测元素范围广(Na 到 U)。
局限:轻元素(如 Li、Be、B)检测困难,灵敏度较低。
5. 激光诱导击穿光谱(LIBS)
原理:高能激光烧蚀样品产生等离子体,分析发射光谱。
优点:
无需制样;
可用于现场快速检测(手持式设备);
微区分析(μm 级)。
应用:矿山现场品位初筛、岩芯快速分析。
局限:精度低于 ICP,需标样校准。
6. X射线衍射(XRD)——物相分析辅助元素归属
虽不直接测元素含量,但可确定矿物组成(如锂辉石 vs 锂云母),辅助解释元素赋存状态。
来源:网络
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