[發(fā)明專利]巖石中痕量鉿的分離純化方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310001366.6
• 申請日: 2013-01-04
• 公開（公告）號: CN103045862A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 凡金龍;張生棟;丁有錢;楊磊;楊志紅
• 申請（專利權(quán)）人: 中國原子能科學(xué)研究院
• 主分類號: C22B3/24
• 分類號: C22B3/24;C22B34/14;G01N1/40
• 代理公司: 暫無信息
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于放化分離技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及巖石中痕量鉿的分離純化方法。

背景技術(shù)

對¹⁸²Hf的分析研究在地球科學(xué)中占有重要地位。由于¹⁸²Hf含量極低，需分析的巖石樣品量高達(dá)10g（遠(yuǎn)大于文獻(xiàn)報道的地質(zhì)樣品中痕量元素分析小于1g的使用量）。另一方面，巖石樣品體系非常復(fù)雜，不僅含大量常量的基體元素（Na、K、Ca、Mg、Ba、Al、Fe、Ti），而且還有很多痕量元素。因此，需要建立一個Hf化學(xué)回收率高、去污因子高及去除¹⁸²W干擾的分離及純化方法。

從巖石樣品中分離鉿的方法主要有離子交換法和萃取色層法，其中萃取色層法由于兼具溶劑萃取的高選擇性及離子交換色層的高效性，廣泛應(yīng)用于金屬離子間的分離，尤其是化學(xué)性質(zhì)極為相近的離子間的分離。

Yang等開展了單柱萃取色層從高Ti地質(zhì)樣品中分離Zr-Hf的方法研究，建立了單柱分離的TNOA/Aliquat336-HCl萃取色層體系從Al、Fe、Ti含量高的玄武巖、粗安山巖石中分離Hf、Zr的方法，但是該法無法分離Nb和Ta，并且Fe和同Zr、Hf共同萃取保留，從而影響Zr、Hf的保留率。

Le?Fèvre等建立了LiBO₂堿熔法溶解地質(zhì)樣品，U-TEVA樹脂-HNO₃萃取色層體系單柱分離Zr+Hf，然后用MC-ICP-MS測定Hf同位素的方法。以3mol/LHNO₃-0.3%H₂O₂上柱并洗滌掉大部分巖石基體元素（Al、P、Ti、Cr、Fe、Mo等）；0.5mol/L?HF解吸Hf+Zr（Th、U也被解吸），在此方法中Hf與Zr、Th、U間未能實現(xiàn)完全分離。

錢程研究了P₃₅₀（甲基膦酸二甲庚酯）萃取色層分離巖石樣品中痕量Hf和Zr的方法。該方法的模擬體系較為簡單，以6mol/L?HNO₃為上柱液保留Zr和Hf，用6mol/L?HCl解吸Hf而與Zr分離，但是此方法所用的解脫液體系則極為復(fù)雜，且有一定的拖尾現(xiàn)象。

利用AMS測量¹⁸²Hf容易受到同質(zhì)異位素¹⁸²W的干擾，目前國際上已有很多關(guān)于Hf與W分離的報道。Maji等發(fā)展一種簡單的溶劑萃取方法用于Hf與W的分離，用0.3mol/L?TOA-環(huán)己烷在6mol/L?HCl介質(zhì)（含少量H₂O₂）中能夠高效萃取W而基本不萃Hf，W與Hf的分離因子達(dá)到1.6×10⁶，分離了毫克量級Hf與W，并用AMS進(jìn)行了測量。但是，當(dāng)HCl濃度大于2mol/L時，萃取會出現(xiàn)第三相，給操作及測量帶來不利。進(jìn)一步的實驗表明，在不加Hf(Ⅳ)與W(Ⅵ)的情況下，依然出現(xiàn)第三相，而且隨著酸濃度及萃取劑濃度增大，第三相越明顯。凡金龍等在《胺類萃取劑高效分離Hf（Ⅳ）與W（Ⅵ）的方法研究》中公開了Hf與W的分離方法，但是使用的是TOA-二甲苯液液萃取而非利用TOA柱，在實際應(yīng)用中不能直接利用文獻(xiàn)中公開的參數(shù)條件進(jìn)行。

發(fā)明內(nèi)容

（一）發(fā)明目的

根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，本發(fā)明提供了一種分離流程簡單、Hf回收率>98%、去污因子高的巖石樣品中Hf的分離純化方法。

（二）技術(shù)方案

為了解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：

巖石中痕量鉿的分離與純化方法，該方法包括兩部分：

（1）將巖石樣品溶解后，調(diào)節(jié)為HNO₃介質(zhì)作為上柱液上P₃₅₀柱，然后用淋洗劑HNO₃洗滌，最后用解吸劑HNO₃-HCl解吸Hf。

（2）將Hf樣品調(diào)節(jié)為H₂SO₄-Cit（檸檬酸）混合液介質(zhì)，用N₁₉₂₃-二甲苯萃取得到有機相并用H₂SO₄-Cit混合液洗滌，然后用HCl-HF混合液反萃，反萃液上TOA色層柱，并用HCl-HF洗滌柱子，流出液為純化后的Hf產(chǎn)品液。其優(yōu)選方案為：