田口方法用于地质样品中痕量超痕量金三种分析方法的对比

目前测定地质样品痕量、超痕量金常用的三种方法是活性炭吸附富集-发射光谱法、泡塑吸附富集-石墨炉原子吸收光谱法、活性炭吸附富集-电感耦合等离子体质谱法,这三种方法的检出限在0.1~0.3ng/g之间,由于矿石矿物的组成非常复杂,因此在有效富集和分离的基础上,采用合适的分析手段,能够对地质样品提供满意的分析结果。为保证试样要求的灵敏度和准确性,分析方法的选择需求应根据具体试样情况和实验室条件而定。根据田口玄一博士在测量工程学中提出的信噪比(S/N)能测量系统抗干扰能力,评价测量系统的稳健性和可靠性这一观点,本文利用田口测量质量控制理论,评价地质样品中痕量、超痕量金常用的上述三种分析测试方法,对这三种分析方法三个金标准物质的测试数据进行分类处理,计算S/N值和相对标准不确定度,通过比较三者的S/N值和相对标准不确定度值,确定更为可靠的测试体系。分析结果表明,对于地质样品中痕量金(含量大于1 ng/g)的测试,三种分析方法均能够满足要求;对于超痕量金(含量小于1 ng/g)的测试,活性炭吸附富集-电感耦合等离子体质谱法是较好的测试方案。     

应用能谱扫描电镜与X射线衍射等分析技术研究西藏扎西康铅锌矿中伴生元素锰的赋存状态

西藏扎西康铅锌多金属矿床是我国首次发现的喷流沉积-热泉水改造型锰铁锑铅锌银矿床,已有研究表明矿床中除了铅锌矿还伴生有银、锑、铜、硫、锰、砷等多种元素。本文在化学多元素分析和光学显微镜镜下鉴定的基础上,结合能谱扫描电子显微镜和X射线衍射分析等手段对扎西康铅锌矿中伴生组分Mn的含量、矿物种类、嵌布和包裹等特性进行了研究。分析结果表明,原生矿石的主要成矿元素Pb和Zn的含量分别为6.00%和4.00%,伴生元素Mn的含量平均达到4.36%;原生矿石中的主要矿物为方铅矿、闪锌矿,其次为黄铁矿、毒砂和菱锰矿等。原生矿石中伴生元素Mn主要以独立的菱锰矿和铁菱锰矿形式存在,与闪锌矿和方铅矿密切共生,是成矿早期重要的载矿矿物,嵌布在石英、黄铁矿、闪锌矿和毒砂的粒间、边部及空隙间,其次以类质同象形式赋存于菱铁矿和菱锌矿中。进一步对扎西康铅锌矿选冶产物中的伴生元素Mn的含量和赋存状态进行研究,研究表明Mn具有较高的综合利用价值,在原生矿石、铅精矿、锌精矿和尾矿中的质量分数分别为4.36%、0.51%、0.95%和5.36%,显示Mn很少一部分进入铅精矿和锌精矿,而绝大部分进入尾矿;Mn在尾矿中仍主要以菱锰矿形式存在,存在形式与原生矿石相比未发生改变,可通过强磁选工艺从铅锌尾矿中综合回收利用Mn。     

熔融制样波长色散X射线荧光光谱法测定白云石中钙镁硅铁铝

白云石属碳酸盐矿物,应用熔融制样X射线荧光光谱法测定其中主次量组分钙、镁、硅、铁、铝时,由于白云石灼烧减量大,在试料片制备过程中,如果以干基试料制备试料片,除灼烧减量外还有少量其他组分被分解出的大量CO₂带走,导致试料损失,测定结果偏低;如果以灼烧基试料制备试料片,由于灼烧后的试料极易吸收空气中的水分和CO₂,同样使测定结果偏低。基于质量守恒原理,本文直接以灼烧减量测量后的灼烧基试料质量作为试料量(即灼烧减量测定所称量的干基试料量扣除灼烧减量的量),以四硼酸锂为熔剂,5%碘化铵溶液为脱模剂,试料与熔剂的稀释比为1:10,于1050℃熔融15 min以上制备的试料片透彻、玻璃化程度高。以白云石标准物质和标准样品作为标准试料,制作各组分的标准曲线的相关系数在0.9940~0.9994之间;方法检出限为0.011%~0.48%;标准物质和标准样品的测定值与认定值基本一致,各组分的相对标准偏差(RSD,n=11)在0.5%~1.7%之间,方法具有较好的重现性。本方法以1050℃灼烧后的试样作为试料制备XRF分析样片,最大限度地降低了灼烧减量因素(空气中的水分和CO₂)对测定结果的影响,适用于白云石及其煅烧物中钙、镁、硅、铁、铝等组分的同时测定。     

关于“内蒙地轴解体”

近年来引起我国地质界广泛注意的内蒙地轴解体论所建立的基础是清河镇群蛇绿岩和清河镇小壳动物群。解体论者认为这些广泛分布在中朝陆台北缘近２００００ｋｍ的东西延伸带上的不同岩层都是和温都尔庙群相似的蛇绿岩，并且其中都产有早寒武世小壳动物化石。最新研究已证实清河镇动物群不是生物化石，而是用酸处理岩石样品过程中的化学沉淀物和少量现代植物碎屑混入物的组合。大量地质资料也证明这个带上主要分布早前寒武纪变质杂岩和稍晚的裂谷堆积，所谓的清河镇群蛇绿岩是错误的地质观察和岩石鉴定造成的。     

Characterization of a chalcopyrite from Brazil by Mössbauer spectroscopy and other physicochemical techniques

We studied a chalcopyrite from a Cu ore deposit in Rio Grande do Sul, Brazil, by Mössbauer spectroscopy at room temperature and 110 K. Supporting methods to check for sample purity and to characterize further sample properties were slow-scanning X-ray powder diffraction and optical and microprobe analyses of polished sections of selected grains. Chemical analyses obtained using a scanning electron microscope equipped with an energy-dispersive X-ray spectrometer showed the sample to consist of homogeneous and essentially stoichiometric chalcopyrite (CuFeS₂). Mössbauer spectra taken at both the above temperatures consist of asymmetric magnetically ordered patterns with unequal intensities of the line pairs 1–6 and 2–5, pointing to the existence of non-equivalent or multiple Fe sites. Least-squares fittings evidenced that the resonance intensity ratio of subspectrum with lower quadrupole shift (indicative of a more symmetric environment) to that with higher shift is 69:31, at room temperature, and 68:32, at 110 K. Rietveld refinement of the XRD data indicates the existence of tetragonal [a = 0.52855(1) and c = 1.0412(1) nm] and cubic [a ₀ = 0.5273(2) nm] modifications in a proportion of 74:26, in good agreement with the Mössbauer data. The saturation magnetization of the sample was 32.7 J/(T kg), confirming the oxidation state of Fe as trivalent and pointing to little to no spin canting.     

Transformation of ammonium nitrogen and response characteristics of nitrifying functional genes in tannery sludge contaminated soil

High concentrations of ammonium nitrogen released from tannery sludge during storage in open air may cause nitrogen pollution to soil and groundwater. To study the transformation mechanism of NH₄⁺-N by nitrifying functional bacteria in tannery sludge contaminated soils, a series of contaminated soil culture experiments were conducted in this study. The contents of ammonium nitrogen (as NH₄⁺-N), nitrite nitrogen (as NO₂^?-N) and nitrate nitrogen (as NO₃^?-N) were analyzed during the culture period under different conditions of pollution load, soil particle and redox environment. Sigmodial equation was used to interpret the change of NO₃^?-N with time in contaminated soils. The abundance variations of nitrifying functional genes (amoA and nxrA) were also detected using the real-time quantitative fluorescence PCR method. The results show that the nitrification of NH₄⁺-N was aggravated in the contaminated silt soil and fine sand under the condition of lower pollution load, finer particle size and more oxidizing environment. The sigmodial equation well fitted the dynamic accumulation curve of the NO₃^?-N content in the tannery sludge contaminated soils. The Cr(III) content increased with increasing pollution load, which inhibited the reproduction and activity of nitrifying bacteria in the soils, especially in coarse-grained soil. The accumulation of NO₂^?-N contents became more obvious with the increase of pollution load in the fine sand, and only 41.5% of the NH₄⁺-N was transformed to NO₃^?-N. The redox environment was the main factor affecting nitrification process in the soil. Compared to the aerobic soil environment, the transformation of NH₄⁺-N was significantly inhibited under anaerobic incubation condition, and the NO₃^?-N contents decreased by 37.2%, 61.9% and 91.9% under low, medium and high pollution loads, respectively. Nitrification was stronger in the silt soil since its copy number of amoA and nxrA genes was two times larger than that of fine sand. Moreover, the copy numbers of amoA and nxrA genes in the silt soil under the aerobic environment were 2.7 times and 2.2 times larger than those in the anaerobic environment. The abundance changes of the amoA and nxrA functional genes have a positive correlation with the nitrification intensity in the tannery sludge-contaminated soil.     

电感耦合等离子体发射光谱法测定铅锌矿中15个主次量元素

铅锌矿多元素同时测定中,样品预处理过程受多种不同因素的影响,单因素试验往往无法同时为多因素实验提供合理的优化方案。本文采用盐酸-硝酸溶矿,考察了样品预处理过程中混合酸配比、混合酸体积、消解时间及消解温度对消解效果的影响,利用正交试验设计及极差分析确定了最优消解条件:盐酸-硝酸混合酸配比3∶1,混合酸体积10 m L,消解时间120 min,消解温度90℃,用电感耦合等离子体发射光谱法同时测定铅锌矿中15个主次量元素(铅锌铜锰砷银铋镉钴镍镓铟钼锗锑)的含量。在最优条件下,用富铅锌矿石国家标准物质(GBW 07165)进行试验,大多数元素的精密度(RSD,n=12)和准确度小于5%,方法检出限为0.0019~0.048μg/g。基于铅锌矿主要是以硫化物形式存在,采用一系列硫化物国家标准物质验证方法的准确度及可行性,检测结果基本都在标准值的误差范围内。应用该方法分析湖南某矿区中大批量铅锌矿样品,标样质量统计合格率为100%,密码质量统计合格率大于97%。     

电感耦合等离子体发射光谱法测定硼硅酸盐玻璃中的硼等常见元素

硼硅酸盐玻璃中的硼、钙、镁、铝、铁、钛、硅等常见元素普遍采用各元素分别测定的方式进行分析,分析效率很低;而且硼的测定普遍采用容量法,当B2O3含量低于1%时,容量法测定误差较大。本文以KOH熔融的方式消解样品,采用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)进行分析。通过实验研究了KOH用量和不同称样量对B2O3测定结果的影响。结果表明,KOH用量在3 g以上时有较好的熔样效率和熔样效果,称样量低于0.4 g对B2O3测定结果无明显影响,考虑到其他元素的测定,确定了KOH用量优选3 g,称样量优选0.1 g。在此条件下,测定B2O3等常见元素的精密度(RSD,n=6)≤2%,加标回收率在96.0%~105.6%之间,除Si O2测定误差较大外,其他元素的测定结果均令人满意。本方法确定的B2O3的定量限为0.067%,且对于B2O3最高含量达到16%的测定结果也令人满意,因此可测定B2O3含量的范围至少为0.067%~16%。当样品中的B2O3含量高于4%时,方法准确度和精密度与国家标准分析方法(容量法)相当;当B2O3含量低于1%时,方法准确度和精密度都优于容量法。与现有报道相比,本方法显著拓宽了B2O3的测定范围,并具有良好的准确度,而且在B2O3准确测定的同时,也实现了Ca、Mg、Al、Fe、Ti的定量分析和Si的半定量分析,大大提高了分析效率,可以实现硼硅酸盐玻璃中B2O3等常见元素的准确快速分析。     

载炭泡塑吸附-电感耦合等离子体发射光谱法测定金矿石的金量

载炭泡塑吸附法对金有良好的吸附性能,但只能用于抽滤吸附不能振荡吸附,分析手续繁杂。本文以载炭泡塑振荡吸附-电感耦合等离子体发射光谱法测定金矿石的金量。样品在650℃高温灼烧2 h,用50%王水和10%氯化铁加热溶解,溶液冷却后加入5%高锰酸钾氧化,用中密度规格的载炭泡塑两次振荡吸附溶液中的金,然后于580℃高温灼烧后以50%王水溶解灰分,直接用ICP-OES测定金量。方法检出限(3σ)为0.002μg/g,精密度(RSD,n=11)小于3.7%。本方法对金的吸附率大于99.9%,测定范围为0.01~90μg/g,对不同类型金矿石的适应性强,解决了以往泡塑吸附法吸附率较低、标准系列与样品需同时预处理的问题,对低含量和高含量样品均有较高的准确度。     

电感耦合等离子体质谱法测定灌木枝叶中微量元素的样品预处理方法研究

利用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定植物样品中微量元素的关键技术是消除植物样品的有机基体效应,本文通过预处理方法中的酸消解体系、称样量和消解方式消除其影响。以国家标准物质灌木枝叶组合样(GBW07603)为材料进行研究,对比分析了硝酸-过氧化氢、硝酸-氢氟酸、硝酸-氢氟酸-过氧化氢3种酸溶体系的消解效果,以确定最佳酸溶体系,进而定量研究2种称样量(50 mg和100 mg)和3种消解方式(密封高压二次消解、密封高压一次消解、微波消解)的消解效果,并以In作为内标采用ICP-MS测定微量元素含量。结果表明:硝酸-氢氟酸-过氧化氢酸溶体系的消解效果最好;50 mg的测定值更接近于参考值;微波消解法的测定值明显偏低,而密封高压二次消解法是灌木枝叶样品预处理的有效方法。