矿石中钽(Ta)和铌(Nb)的含量检测通常涉及化学分析或仪器分析技术,具体方法取决于矿石类型、含量范围及实验室条件。以下是常见的检测方法及流程:
1. 样品前处理
破碎与研磨:将矿石样品破碎至细粉(通常过100-200目筛),确保均匀性。
溶解:
酸溶法:使用(HF)+硝酸(HNO₃)或硫酸(H₂SO₄)加热溶解,钽铌常以氟化物形式存在。
碱熔法:难溶样品可用(Na₂O₂)或碳酸钠(Na₂CO₃)熔融,再用水或酸浸取。
注意事项:钽铌易形成难溶氧化物,需确保完全溶解。
2. 检测方法
(1) 化学分析法(传统方法)
重量法:
通过沉淀分离(如单宁酸沉淀钽铌),灼烧后称重Ta₂O₅/Nb₂O₅。
适用于高含量样品,但步骤繁琐,已逐渐被仪器分析替代。
滴定法:
如EDTA络合滴定,需选择性掩蔽干扰元素(如Ti、Fe)。
(2) 仪器分析法(主流方法)
X射线荧光光谱(XRF):
非破坏性分析,适合快速筛查,但需标准样品校准。
电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)或质谱(ICP-MS):
ICP-OES:检测限较低(ppm级),需分离基体干扰。
ICP-MS:超痕量分析(ppb级),高灵敏度。
需注意钽、铌在等离子体中易形成氧化物干扰(如TaO⁺)。
分光光度法:
显色剂(如孔雀绿、硫氰酸盐)与钽/铌形成有色络合物,测定吸光度。
操作简便,适合中小实验室。
火试金法(对含铂族元素的矿石):
通过铅或锡捕集钽铌,再结合其他方法测定。
3. 干扰与分离技术
主要干扰元素:钛(Ti)、钨(W)、锆(Zr)、铁(Fe)等。
分离方法:
溶剂萃取:用甲基异丁基酮(MIBK)、TBP等选择性萃取钽铌。
离子交换:阴离子树脂分离(如HF介质中Ta/Nb形成络阴离子)。
色谱法:柱色谱或纸色谱分离。
4. 标准参考方法
:
ISO 10258:2018(钽铌精矿中Ta₂O₅/Nb₂O₅测定)。
ASTM E395-16(钢铁中钽的测定)。
中国标准:
GB/T 17413.1-2010(钽铌矿石化学分析方法)。