[发明专利]岩石中痕量铪的分离纯化方法

说明书

技术领域

本发明属于放化分离技术领域，具体涉及岩石中痕量铪的分离纯化方法。

背景技术

对¹⁸²Hf的分析研究在地球科学中占有重要地位。由于¹⁸²Hf含量极低，需分析的岩石样品量高达10g（远大于文献报道的地质样品中痕量元素分析小于1g的使用量）。另一方面，岩石样品体系非常复杂，不仅含大量常量的基体元素（Na、K、Ca、Mg、Ba、Al、Fe、Ti），而且还有很多痕量元素。因此，需要建立一个Hf化学回收率高、去污因子高及去除¹⁸²W干扰的分离及纯化方法。

从岩石样品中分离铪的方法主要有离子交换法和萃取色层法，其中萃取色层法由于兼具溶剂萃取的高选择性及离子交换色层的高效性，广泛应用于金属离子间的分离，尤其是化学性质极为相近的离子间的分离。

Yang等开展了单柱萃取色层从高Ti地质样品中分离Zr-Hf的方法研究，建立了单柱分离的TNOA/Aliquat336-HCl萃取色层体系从Al、Fe、Ti含量高的玄武岩、粗安山岩石中分离Hf、Zr的方法，但是该法无法分离Nb和Ta，并且Fe和同Zr、Hf共同萃取保留，从而影响Zr、Hf的保留率。

Le Fèvre等建立了LiBO₂碱熔法溶解地质样品，U-TEVA树脂-HNO₃萃取色层体系单柱分离Zr+Hf，然后用MC-ICP-MS测定Hf同位素的方法。以3mol/LHNO₃-0.3%H₂O₂上柱并洗涤掉大部分岩石基体元素（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与Zr、Th、U间未能实现完全分离。

钱程研究了P₃₅₀（甲基膦酸二甲庚酯）萃取色层分离岩石样品中痕量Hf和Zr的方法。该方法的模拟体系较为简单，以6mol/L HNO₃为上柱液保留Zr和Hf，用6mol/L HCl解吸Hf而与Zr分离，但是此方法所用的解脱液体系则极为复杂，且有一定的拖尾现象。

利用AMS测量¹⁸²Hf容易受到同质异位素¹⁸²W的干扰，目前国际上已有很多关于Hf与W分离的报道。Maji等发展一种简单的溶剂萃取方法用于Hf与W的分离，用0.3mol/L TOA-环己烷在6mol/L HCl介质（含少量H₂O₂）中能够高效萃取W而基本不萃Hf，W与Hf的分离因子达到1.6×10⁶，分离了毫克量级Hf与W，并用AMS进行了测量。但是，当HCl浓度大于2mol/L时，萃取会出现第三相，给操作及测量带来不利。进一步的实验表明，在不加Hf(Ⅳ)与W(Ⅵ)的情况下，依然出现第三相，而且随着酸浓度及萃取剂浓度增大，第三相越明显。凡金龙等在《胺类萃取剂高效分离Hf（Ⅳ）与W（Ⅵ）的方法研究》中公开了Hf与W的分离方法，但是使用的是TOA-二甲苯液液萃取而非利用TOA柱，在实际应用中不能直接利用文献中公开的参数条件进行。

发明内容

（一）发明目的

根据现有技术所存在的问题，本发明提供了一种分离流程简单、Hf回收率>98%、去污因子高的岩石样品中Hf的分离纯化方法。

（二）技术方案

为了解决现有技术所存在的问题，本发明提供的技术方案如下：

岩石中痕量铪的分离与纯化方法，该方法包括两部分：

（1）将岩石样品溶解后，调节为HNO₃介质作为上柱液上P₃₅₀柱，然后用淋洗剂HNO₃洗涤，最后用解吸剂HNO₃-HCl解吸Hf。

（2）将Hf样品调节为H₂SO₄-Cit（柠檬酸）混合液介质，用N₁₉₂₃-二甲苯萃取得到有机相并用H₂SO₄-Cit混合液洗涤，然后用HCl-HF混合液反萃，反萃液上TOA色层柱，并用HCl-HF洗涤柱子，流出液为纯化后的Hf产品液。其优选方案为：