锆矿石(主要成分为锆英石,化学式 ZrSiO₄)的检测涉及矿物组成、主量/微量元素含量、物相结构、粒度分布及杂质特征等多个方面。其检测方法根据目的不同(如地质勘探、选矿工艺、冶炼原料评估或高纯锆制备)而有所侧重。
常用检测方法
1. 化学成分分析
(1)X射线荧光光谱法(XRF)
优点:快速、无损、可测主量元素(Zr、Si、Fe、Ti、Al 等)
适用:块状样品或压片粉末,常用于工业品位快速筛查
局限:对轻元素(如 O)和痕量元素(<100 ppm)灵敏度低
(2)电感耦合等离子体发射光谱/质谱(ICP-OES / ICP-MS)
样品前处理:需用 HF-HNO₃ 混酸高温消解(因锆英石极难溶)
优势:
ICP-OES:准确测定 Zr、Hf、Fe、Ti、Al 等主次量元素
ICP-MS:超痕量检测 U、Th、稀土元素(REEs),检出限达 ppb 级
注意:Zr 和 Hf 化学性质相似,常共生,需同时测定
(3)化学滴定法(传统方法)
如 EDTA 络合滴定法测定 Zr 含量
精度高但操作繁琐,现多用于标准验证或无仪器条件场合
2. 物相与结构分析
(1)X射线衍射(XRD)
用途:鉴定锆英石(ZrSiO₄)及其他伴生矿物(如石英、长石、独居石)
定量分析:结合 Rietveld 全谱拟合可估算各物相含量
注意:微细粒或非晶态杂质可能被掩盖
(2)扫描电子显微镜-能谱(SEM-EDS)
观察颗粒形貌、嵌布特征
微区成分半定量分析(如识别含铀/钍矿物包裹体)
(3)电子探针(EPMA)
高精度微区定量(优于 EDS),适用于矿物共生关系研究
3. 放射性检测(关键安全指标)
γ能谱法(HPGe 探测器):
直接测定矿石中 ²³⁸U、²³²Th、⁴⁰K 的放射性比活度(Bq/kg)
判断是否属于伴生放射性矿,影响开采与环保审批
α/β计数法:辅助测量总放射性水平
4. 物理性质检测(用于选矿工艺设计)

来源:网络
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