本发明专利技术属于放化分离技术领域，公开了岩石中痕量铪的分离纯化方法，该方法包括以下两个步骤：（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、解吸剂HNO3-HCl解吸Hf。（2）将步骤（1）中的Hf样品调节为H2SO4-Cit混合液介质，用N1923-二甲苯萃取得到有机相，有机相用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。该方法具有分离流程简单、Hf回收率>98%、去污因子高的优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于放化分离
，具体涉及。
技术介绍
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IOg (远大于文献报道的地质样品中痕量元素分析小于Ig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TN0A/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 Fevre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-1CP-MS测定Hf同位素的方法。以3mol/LHN03_0. 3%H202上柱并洗涤掉大部分岩石基体元素(々1、？、11、(>、？6、10等)；0.511101/1 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 P35tl (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O. 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. 6X 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。
技术实现思路
(一)专利技术目的根据现有技术所存在的问题，本专利技术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，本专利技术提供的技术方案如下岩石中痕量铪的分尚与纯化方法，该方法包括两部分(I)将岩石样品溶解后，调节为HNO3介质作为上柱液上P35tl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(I)将岩石样品溶解后，调节为8 lOmol/L HNO3介质上P35tl柱，然后用扩llmol/LHNO3作为淋洗剂洗漆，去除常量元素(如Na、K、Ca、Mg、Ba、Al、Fe、Ti)、痕量稀土元素及相似元素(如 Zr、Th、U)，最后用 2. 2 2. 5mol/LHN03_2· 2 2. 5mol/L HCl 解吸 Hf。(2)将Hf样品调节为3 3. 5mol/L H2S04_5 6%(质量分数)Cit混合液介质，用6 7%(体积分数)N1923- 二甲苯 萃取得到有机相并用3 3. 5mol/LH2S04-5^6%Cit混合液洗涤，然后用8 9mol/L HC1-0. 05 O. lmol/L HF混合液反萃，反萃液中加入I 5mg丰度大于96%的186W,然后上TOA色层柱，并用8 9mol/L HC1-0. 05^0. lmol/L HF洗涤柱子，流出液为纯化后的Hf广品液。所述的P35tl柱、TOA色层柱是将P35tl萃取剂、TOA萃取剂吸附在耐酸、耐腐蚀的固态支持剂上。(三)有益效果采用本专利技术提供的技术方案具有的有益效果为(1)整个分离过程简单、无需介质转化，操作简单。在分离阶段，只需单柱操作，就可去除常量元素及痕量元素的干扰。(2)分离效果好。本专利技术中分析的岩石样品量高达10g，分离难度大。采用P35tl柱对Hf进行分离，并精确控制混酸解吸条件为浓度为2. 2^2. 5mol/LHN03-2. 5mol/L HCl，使分离阶段Hf回收率高达98%且对常量元素、痕量稀土元素及相似元素的去污因子大于103。(3)纯化效果好，本专利技术中Hf与W的量级差别高达3个量级，纯化有一定难度。采用伯胺N1923和叔胺TOA等胺类萃取剂通过HCl介质有机结合，既无需额外介质转换操作，又能获得更高效的Hf-W分离。其中N1923萃取剂不但可以去除一价、二价、三价稀土等较低价态元素而进一步纯化Hf，在8 9mol/L HC1-0. 05 0.1moI/LHF体系下TOA萃取色层高效分离Hf_W，同TOA多步萃取过程相比，该方法操作更加简便，使用器皿少。另外，在上TOA色层柱步骤前加入了96%的186W作为同位素稀释剂，使W的去污因子进一步提高。得到的最终产品中Hf回收率大于98%，对W的去污因子大于IO6。附图说明图1 :Hf分离过程中淋洗曲线图；图2 :不同浓度的解吸剂条件下Zr、Hf分离因子。具体实施例方式下面结合具体实施方式和说明书附图对本专利技术做进一步阐述本专利技术的操作步骤如下( I)溶解岩石样品、装柱和预平衡准确称取IOg岩石样品于50mL聚四氟乙烯烧杯中，用酸将其溶解。为了验证该方法的效果，在溶解液中准确加入示踪剂活度为IOOOBq的175Hf ；0. 6mgK ；lmg Ca ；0. 9mg Mg ；0. 4mg Al ;Img Fe; 0. 5mg Ti ; 0. 9mg La; 0. 9mg Eu; 0. 9mg Lu。上柱液体积6mL ;自由柱体积3. 5mL ;流速0. 3mL/L。将溶解液调节为8 10mOl/L HNO3介质后上预平衡过的P35tl色层柱，使样品全部上柱。(2) Hf 的分离用40mL9 llmol/L HNO3洗涤柱子，除去不被色层柱保留的常量元素(如Na、K、Ca、Mg、Ba、Al、Fe、Ti)、痕量稀土元素及相似元素(如Zr、Th、U)，HNO3介质与洗涤剂HNO3的浓度均为lOmol/L时的示踪剂淋洗曲线图如图1，本专利技术中示踪剂的含量是用质谱进行测量的，175Hf的含量是用高纯锗测量。在Hf的分离过程中，由于Zr与Hf的化学性质极为相本文档来自技高网...
【技术保护点】
岩石中痕量铪的分离纯化方法，该方法包括分离和纯化两个阶段，其特征在于，该方法包括以下两个步骤：（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）将步骤（1）中的Hf样品调节为H2SO4?Cit混合液介质，用N1923?二甲苯萃取得到有机相，有机相用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。
【技术特征摘要】
1.岩石中痕量铪的分离纯化方法，该方法包括分离和纯化两个阶段，其特征在于，该方法包括以下两个步骤 (1)将岩石样品溶解后，调节为HNO3介质作为上柱液上P35tl柱，然后用淋洗剂HNO3洗涤，最后用解吸剂HNO3-HCl解吸Hf ； (2)将步骤(I)中的Hf样品调节为H2SO4-Cit混合液介质，用N1923-二甲苯萃取得到有机相，有机相用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。2.根据权利要求1所述的岩石中痕量铪的分离纯化方法，其特征在于，所述的步骤(I)中HNO3介质的浓度为8 10mol/L。3.根据权利要求1所述的岩石中痕量铪的分离纯化方法，其特征在于，所述的步骤(I)中的淋洗剂HNO3的浓度为扩llmol/L。4.根据权利要求1所述的岩石中痕量铪的分离纯化方法，其特征在于，所述的步骤(I)中解吸剂为 2. 2 2. 5mol/L HN03_2. 2 2. 5mol/L HCl。5.根据权利要求1所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：凡金龙，张生栋，丁有钱，杨磊，杨志红，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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