專利名稱：賤金屬元素活動(dòng)態(tài)的提取劑、制備方法及提取方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種賤金屬元素活動(dòng)態(tài)的提取劑、制備方法及賤金屬元素活動(dòng)態(tài)的提取方法，屬于應(yīng)用地球化學(xué)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
勘查地球化學(xué)界將金屬在地表疏松沉積物中的存在形式分成兩部分，一類為穩(wěn)定形式以穩(wěn)定礦物形式存在(存在于硅酸鹽、硫化物、晶質(zhì)氧化物中)；另一類為活動(dòng)態(tài)形式，主要有下列幾種(I)作為離子狀態(tài)存在；(2)作為各種可溶性化合物和絡(luò)合物形式存在；(3)作為可溶性鹽類；(4)作為膠體形式吸附在土壤顆粒表面；(5)呈離子與超微細(xì)顆粒吸附在粘土礦物表面，或呈可交換的離子態(tài)存在與粘土礦物之中；(6)作為不溶性有機(jī)質(zhì)結(jié)合形式；(7)作為離子或超微細(xì)顆粒吸附在礦物顆粒的氧化物膜上或被氧化物包裹。 這些金屬與土壤基質(zhì)的結(jié)合能力較弱，上述的(I)、(2)、(3)、(4)形態(tài)的金屬，可用去離子水可將它們從土壤中提取出來，上述的(5)、(6), (7)形態(tài)的金屬，可用溶解能力較弱的化學(xué)試劑將其提取出來。這部分金屬也是極易遷移的，其中所包含的從深部遷移上來的金屬占的比例相對(duì)較大，因此，勘查地球化學(xué)界通過分析這些極其微量的金屬來尋找隱伏礦床。國(guó)內(nèi)外勘查地球化學(xué)界，針對(duì)地表沉積物中元素弱結(jié)合部分的研究，發(fā)展形成了多種方法。例如，俄羅斯的“元素賦存形式法”，采用焦磷酸鈉試劑提取有機(jī)質(zhì)結(jié)合態(tài)金屬。美國(guó)的“酶淋取”，采用葡萄糖與葡萄糖氧化酶反應(yīng)，緩慢生成H2O2，從而緩慢溶解沉積物中的氧化錳及其所包裹與吸附的元素，不溶解其它存在形式的金屬。澳大利亞的“活動(dòng)金屬離子法”，采用幾種特定的試劑分別提取以離子形式存在的不同元素組，其提取試劑對(duì)外保密。中國(guó)的金屬活動(dòng)態(tài)方法，該方法為循序提取方案，將分析子樣中金屬的結(jié)合態(tài)的不同，按照弱溶劑由弱到強(qiáng)的順序提取出來，先向分析子樣中加入較弱的弱溶劑，得到提取液和殘?jiān)?，然后向所得殘?jiān)屑尤霃?qiáng)一級(jí)的弱溶劑，又得提取液和殘?jiān)来尾僮鞯玫讲煌奶崛∫?，向所得的提取液中加入?qiáng)溶劑，蒸發(fā)處理，得到待測(cè)溶液，使用ICP-AES(電感耦合等離子發(fā)射光譜)，ICP-MS (電感耦合等離子體質(zhì)譜)或其它儀器測(cè)定活動(dòng)態(tài)元素活動(dòng)態(tài)的含量。目前存在的問題是，⑴國(guó)外的提取劑均進(jìn)行了專利保護(hù)；⑵活動(dòng)態(tài)提取方法具有一定的礦產(chǎn)類型及地球化學(xué)景觀的專屬性，需要針對(duì)我國(guó)特定礦種、特定景觀特點(diǎn)研制活動(dòng)態(tài)專用提取劑，(3)目前我國(guó)的金屬活動(dòng)態(tài)提取方法不是針對(duì)礦種及景觀特點(diǎn)研制，目前還沒有針對(duì)不同礦種的活動(dòng)態(tài)專用提取試劑，“專用”在這里指的是“用于賤金屬活動(dòng)態(tài)
坐”
寸 ο

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的第一個(gè)技術(shù)問題在于，提供一種賤金屬元素活動(dòng)態(tài)的提取劑，利用該提取劑，可以提取得到隱伏礦床上方土壤中的賤金屬元素活動(dòng)態(tài)。該提取劑可以同時(shí)有效提取土壤中的納米微米顆粒、膠體、金屬離子、以及被土壤顆粒吸附或弱結(jié)合等形式存在的金屬元素活動(dòng)態(tài)，并可以同時(shí)測(cè)定Cu、Ni、Co、Cr、Pb、Zn等賤金屬元素及所有稀土元素活動(dòng)態(tài)。本發(fā)明所要解決的第二個(gè)技術(shù)問題在于，提供一種賤金屬元素活動(dòng)態(tài)的提取方法，通過該提取方法，可以提取得到賤金屬元素活動(dòng)態(tài)。該賤金屬元素活動(dòng)態(tài)的提取方法，能夠提取地表樣品中所含隱伏銅鎳礦床的元素活動(dòng)態(tài)信息，操作步驟簡(jiǎn)單，檢測(cè)活動(dòng)態(tài)元素含量準(zhǔn)確，提取過程中不溶解土壤中的次生礦物(例如鐵錳氧化物、碳酸巖等次生礦物)，因此土壤次生礦等基體成分所含元素對(duì)測(cè)定的干擾較少。本發(fā)明所要解決的第三個(gè)技術(shù)問題在于，提供一種賤金屬元素活動(dòng)態(tài)的提取劑的制備方法，通過該制備方法，能夠得到本發(fā)明的提取 劑。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供以下的技術(shù)方案技術(shù)方案I.賤金屬元素活動(dòng)態(tài)的提取劑，含有六偏磷酸鈉、乙二胺四乙酸鈉、二乙基三胺五乙酸、氨基三乙酸、三乙醇胺和水，該提取劑的PH值為7. 5 8. 2，該提取劑的pH值優(yōu)選為7. 7 7. 9，該提取劑的pH值更優(yōu)選為7. 8。金屬離子與兩個(gè)螯合劑結(jié)合形成配合物具有更穩(wěn)定，混合螯合劑對(duì)部分金屬離子的提取率比單一螯合劑成倍增加。在膠體分散劑及酸堿調(diào)節(jié)試劑的作用下，金屬離子絡(luò)合劑混合物與土壤溶液中游離的金屬離子作用，形成可溶性配合物，配合物以螯合環(huán)的形式存在，因此可有效降低提取劑中目標(biāo)提取元素的自由離子濃度，并進(jìn)而引起土壤顆粒或膠體弱結(jié)合的活動(dòng)態(tài)元素向提取劑中擴(kuò)散，達(dá)到對(duì)土壤吸附或弱結(jié)合活動(dòng)態(tài)元素的提取目的。本提取劑，六偏磷酸鈉是土壤膠體顆粒分散劑，乙二胺四乙酸(二鈉)、二乙基三胺五乙酸、是金屬離子絡(luò)合劑，三乙醇胺是酸堿調(diào)節(jié)劑，它可以控制提取過程中的酸度變化，使得提取過程提取液酸堿度變化范圍小。如果酸度有較大變化，將會(huì)活動(dòng)態(tài)元素的提取率，影響所取得地球化學(xué)數(shù)據(jù)的解譯。技術(shù)方案2.根據(jù)技術(shù)方案I所述的提取劑，其特征在于，所述六偏磷酸鈉、乙二胺四乙酸鈉、二乙基三胺五乙酸、氨基三乙酸的摩爾濃度分別為0. 5 2mmol/L、0. 5 I. 5mmol/L、0. 5 I. 5mmol/L、0. 5 I. 5mmol/L,三乙醇胺用量根據(jù)提取劑的pH值而定。該提取劑在提取過程中對(duì)土壤原生礦物、次生礦物的溶解能力較弱，僅提取被土壤顆粒、膠體及有機(jī)質(zhì)吸附、弱結(jié)合的活動(dòng)態(tài)元素，測(cè)量結(jié)果免受土壤基體成份干擾。技術(shù)方案3.根據(jù)技術(shù)方案2所述的提取劑，其特征在于，乙二胺四乙酸鈉、二乙基三胺五乙酸、氨基三乙酸的摩爾濃度分別為lmmol/L、lmmol/L、lmmol/L、lmmol/L,三乙醇胺用量根據(jù)提取劑的PH值而定。該方案具有技術(shù)方案3的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用實(shí)驗(yàn)表明該方案適用于土壤發(fā)育、粘土含量較高的覆蓋區(qū)銅鎳礦的勘查。技術(shù)方案4.根據(jù)技術(shù)方案I所述的提取劑，其特征在于，所述提取劑還含有檸檬酸銨，其含量為15-25g/L。當(dāng)土壤中游離性鐵、鋁離子濃度較高時(shí)，在提取劑中加入上述含量的檸檬酸銨，可與鐵離子形成穩(wěn)定配合物，避免土壤中大量的鐵離子與其它待提取離子與其它濃度較小的絡(luò)合劑產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)絡(luò)合作用，影響提取效果。技術(shù)方案5.賤金屬元素活動(dòng)態(tài)的提取方法，其特征在于，包括以下的步驟
a)在技術(shù)方案I 4中任意一個(gè)所述的提取劑中加入待測(cè)樣品，b)提取劑與樣品充分混勻；c)樣品與提取劑混合液靜置；d)過濾，得到提取液；e)采用等離子光譜、質(zhì)譜分析上述提取液中的多種元素含量。技術(shù)方案6.根據(jù)技術(shù)方案5所述的提取方法，其特征在于，在步驟a)中，所述樣品和提取劑的比例為5g 10 50ml。樣品和提取劑的比例稱作固液比。當(dāng)固液比小時(shí)，對(duì)活動(dòng)態(tài)目標(biāo)提取元素的提取率高，但提取液中的目標(biāo)元素濃度小，由于活動(dòng)態(tài)元素含量較低，難以準(zhǔn)確測(cè)定。 技術(shù)方案7.根據(jù)技術(shù)方案6所述的提取方法，其特征在于，所述樣品和提取劑的比例為5g 20ml。這一固液比，可兼顧活動(dòng)態(tài)目標(biāo)元素的提取率，及元素濃度準(zhǔn)確測(cè)定的要求。技術(shù)方案8.根據(jù)技術(shù)方案5所述的提取方法，其特征在于，在步驟c)中，放置的時(shí)間為5小時(shí)以上。本提取劑在提取過程中，提取時(shí)間在5小時(shí)內(nèi)，提取液中的待提取元素濃度增加速度較快，因此，提取時(shí)間小于5個(gè)小時(shí)，不同批次樣品間的分析誤差難以控制。技術(shù)方案9.根據(jù)技術(shù)方案8所述的提取方法，其特征在于，所述放置的時(shí)間為24小時(shí)以上。提取時(shí)間達(dá)到24小時(shí)，提取液中的提取元素濃度隨時(shí)間波動(dòng)范圍較小，便于分析
誤差控制。通過上述的提取方法，各種元素活動(dòng)態(tài)分析的檢出極限如下表所示
權(quán)利要求
1.賤金屬元素活動(dòng)態(tài)的提取劑，含有六偏磷酸鈉、乙二胺四乙酸鈉、二乙基三胺五乙酸、氨基三乙酸、三乙醇胺和去離子水，該提取劑的pH值為7. 5 8. 2，該提取劑的pH值優(yōu)選為7. 7 7. 9，該提取劑的pH值更優(yōu)選為7. 8。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的提取劑，其特征在于，所述六偏磷酸鈉、乙二胺四乙酸鈉、二乙基三胺五乙酸、氨基三乙酸的摩爾濃度分別為0. 5 2mmol/L、0. 5 I. 5mmol/L、0. 5 I. 5mmol/L、0. 5 I. 5mmol/L,三乙醇胺用量根據(jù)提取劑的pH值而定。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的提取劑，其特征在于，所述六偏磷酸鈉、乙二胺四乙酸鈉、二乙基三胺五乙酸、氨基三乙酸的摩爾濃度分別為lmmol/L、lmmol/L、lmmol/L、lmmol/L,三乙醇胺用量根據(jù)提取劑的PH值而定。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的提取劑，其特征在于，所述提取劑還可含有檸檬酸銨，其含量為 15-25g/L。
5.賤金屬元素活動(dòng)態(tài)的提取方法，其特征在于，包括以下的步驟 a)在權(quán)利要求I 4任意一項(xiàng)所述的提取劑中加入待測(cè)樣品， b)提取劑與樣品充分混勻； c)樣品與提取劑混合液靜置； d)過濾，得到提取液； e)采用等離子質(zhì)譜法分析上述提取液中的元素含量。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的提取方法，其特征在于，在步驟a)中，所述樣品和提取劑的比例為 5g : 10 50ml。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的提取方法，其特征在于，所述樣品和提取劑的比例為5g : 20ml。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的提取方法，其特征在于，在步驟c)中，放置的時(shí)間為5小時(shí)以上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的提取方法，其特征在于，所述放置的時(shí)間為24小時(shí)。
10.賤金屬元素活動(dòng)態(tài)的提取劑的制備方法，其特征在于，將六偏磷酸鈉、乙二胺四乙酸鈉、二乙基三胺五乙酸、氨基三乙酸放入到燒杯中，加水使得所述六偏磷酸鈉、乙二胺四乙酸鈉、二乙基三胺五乙酸、氨基三乙酸溶解，形成溶液，然后用三乙醇胺調(diào)節(jié)溶液的pH值至7. 5 8. 2，優(yōu)選為7. 7 7. 9，更優(yōu)選為7. 8。
全文摘要
本發(fā)明提供涉及適用于應(yīng)用地球化學(xué)領(lǐng)域的賤金屬元素活動(dòng)態(tài)的提取方法，特別適用于尋找隱伏賤金屬礦床和油氣地球化學(xué)勘查。本發(fā)明具體涉及賤金屬元素活動(dòng)態(tài)的提取劑、提取劑制備方法以及賤金屬元素活動(dòng)態(tài)的提取方法。該賤金屬元素活動(dòng)態(tài)的提取劑，含有六偏磷酸鈉、乙二胺四乙酸鈉、二乙基三胺五乙酸、氨基三乙酸、三乙醇胺和去離子水，該提取劑的pH值為7.5～8.2。利用該提取劑，可以提取得到隱伏礦床上方土壤中的賤金屬元素活動(dòng)態(tài)。該提取劑可以同時(shí)有效提取土壤中的納米顆粒、膠體、金屬離子、以及被土壤顆粒吸附或弱結(jié)合等形式存在的金屬元素活動(dòng)態(tài)，并同時(shí)測(cè)定Cu、Pb、Zn、Ni、Co、Cr等賤金屬元素及所有稀土元素活動(dòng)態(tài)。
文檔編號(hào)C22B3/02GK102787235SQ201110132568
公開日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2011年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月20日
發(fā)明者姚文生, 孫愛琴, 張必敏, 王學(xué)求, 閆紅嶺 申請(qǐng)人:中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究所