地質樣品中碲的分離富集研究進展

焦圣兵

（河北省區(qū)域地質礦產調查研究所，河北 廊坊 065000）

Te是一種稀散元素，在地殼中的含量很少，是典型的親硫元素，廣泛分布于各種金屬礦中。在自然界中除自然Te外，主要與金屬元素形成碲化物、碲硫（硒）化物以及碲的氧化物和含氧鹽等礦物[1]。由于碲、碲的化合物及其合金有著特殊的性質，在冶金、石油化學、電子和電氣、玻璃陶瓷和醫(yī)藥等高科技高尖端技術領域具有重要地位[2]。隨著人們對Te需求量的日益增加，地質樣品中碲的分離富集被眾多科研分析工作者關注。近年來地球化學樣品分析研究中，大型高精密分析儀器的引進提高了實驗數據的準確可靠性，但稀散元素Te測試分析過程的首要問題是Te的分離富集，以消除干擾。目前，一些高效分離富集地質樣品中碲的方法出現，使得Te的分析測定工作有了快速發(fā)展。本文對近年來碲的分離富集研究進展進行了總結和綜合評述。

1 碲的分離富集方法

碲的分離富集方法有沉淀法、溶劑萃取法、離子交換法、疏基棉法、液膜法、焙燒法等。

1.1 沉淀分離富集法

沉淀法是一種傳統(tǒng)的分離富集法，在溶液中加入沉淀劑和一點點金屬離子（稱為載體Carrier）共沉淀溶液中的痕量金屬元素。巖石和礦石分析規(guī)程中將碲在6mol·L-1HCl介質中以銅鹽為接觸劑，次亞磷酸鈉（NaH2PO2·H2O）還原碲為單體與砷共沉淀，過濾將其它干擾元素分離[3]。由于地質樣品的復雜性，沉淀分離法要求沉淀劑適應各種試樣中不同組分的分離富集，同時應盡可能提高回收率。

1.2 溶劑萃取分離富集法

溶劑萃取是利用組分在兩個互不相溶的液相中的溶解度差而將其從一個液相轉移到另一個液相的分離過程。具有處理量大、分離效果好、回收率高、可連續(xù)操作以及自動控制等特點，廣泛應用于石油冶金醫(yī)藥等領域的分離和提取。采用溶劑萃取法分離富集碲是提取碲的一種好方法，但選擇合適的萃取劑是分離富集碲的關鍵[4]。常用的萃取劑有中性萃取劑、含氮類萃取劑、硫醇、醇類及其環(huán)烷酸等萃取劑。但由于地球化學樣品的復雜性，研究者通常采用中性萃取劑，如甲基異丙酮（MIPK）和甲基異丁基甲酮（MIBK）。張佩瑜[5]采用甲基異丙酮（MI PK）于鹽酸中萃取Te（Ⅳ）的氯化物，以Rh為基體改進劑，用塞曼石墨爐原子吸收光譜法測定有機相中Te。文中對石墨爐原子吸收測定痕量Te的條件和Te的萃取富集條件進行了研究，并考查了47種共存元素的干擾。研究表明，在選定的最佳條件下可測定地質樣品中低至0.01×10-6級的碲。王萬美[6]將樣品經HNO3-HF-HClO4分解，在5.4mol·L-1的HCl介質中，以抗壞血酸為還原劑用甲基異丁基甲酮（MIBK）同時萃取樣品中的Se、Te。以Pd和Ni作混合基體改進劑，使用自制的涂鋯石墨平臺直接測定有機相中的Se、Te。該方法可測定環(huán)境水樣及地質樣品中痕量Se和Te。肖凡[7]實驗了HCl-NaBr-M IBK體系萃取Te（Ⅳ）的能力，研究了Te（Ⅳ）在KMnO4-HCl-MIBK體系中的反相萃取行為。并找出萃取和反相萃取Te的適宜條件，成功將Au、Ag、Pt、Pd、Cu、Pb、Co、Ni、Cd、As、Sb、Bi、Hg、Tl和 Se等干擾元素與Te分離，建立了氫化物無色散原子熒光法測定復雜地質樣品中痕量碲的新方法。溶劑萃取法雖操作快速、分離效果好，但萃取溶劑常是易揮發(fā)、易燃和有毒的物質。

1.3 離子交換樹脂分離富集法

利用離子交換劑與溶液中的離子發(fā)生交換作用而使離子分離的方法，稱為離子交換分離法。該方法分離效率高、適用于微量組分的富集和高純物質的制備。離子交換樹脂為有機離子交換劑，是具有網狀結構的復雜的有機高分子聚合物，網狀結構的骨架部分一般很穩(wěn)定，不溶于酸、堿和一般溶劑。在網的各處都有許多可被交換的活性基團。

常見 Te的吸附劑有磷酸三丁酯、M17 樹脂[8，9]、717型陰離子交換樹脂、743型陽離子交換樹脂[10]等。姜輔舜[8]采用磷酸三丁酯萃淋樹脂反相色層法來消除共存元素的干擾和富集碲，用水洗脫碲。試驗中著重研究了磷酸三丁酯萃淋樹脂分離和富集碲的條件，實驗表明在 1～6mol·L-1HBr介質中，碲均能被磷酸三丁酯吸附，用18mL水可將碲完全洗脫。林猷璧[8]試驗了膦脂類（CL-P507）、吡唑酮類（CL-PMBP）及胺類（M17）等不同類型樹脂對Te的吸附行為，研究發(fā)現M17樹脂在大于6mol·L-1HCl介質中能同時吸附Se、Te。Se和Te可以用水和丙酮分別洗脫，也可以用丙酮同時洗脫，從而建立了兩個新的Se、Te分離富集體系，該分離富集方法有效且無污染。但其限定樣品中金等元素的允許限很小，難以滿足含金地質樣品中痕量碲的準確測定。楊理勤[9]依據酸性介質中泡沫塑料（聚氨酯型）對金等元素的選擇性吸附而不同時吸附碲這一現象，采用泡沫塑料預分離金等干擾組分，M17樹脂富集Te并使之與大部分共存的干擾元素分離，建立了含金地質樣品中碲的分析方法。凌宗干采用陰離子交換樹脂分離的方法，在 4～6mol·L-1HCl溶液中，成功地將碲吸附于717型陰離子交換樹脂，后用0.5mol·L-1HCl定量進行洗脫。在測量過程中有效地消除了Au、Pt、Pd、Sn、Co、Ni、Se、Cd、Cu、Pb、Sb、Zr、Fe 等離子的干擾，但不能分離Tl?？捎糜跍y量不含Tl及含Fe量不高的試樣，特別對于含貴金屬及Se的地質試樣尤為適用。張厚蘭[10]介紹了銅礦中Se、Te的測定方法。樣品經HNO3-HClO4分解，以含HClO4的0.2mol·L-1HCl溶液通過743型陽離子交換樹脂分離Cu，原子熒光光譜法測定Se、Te。但是離子交換分離法具有操作較麻煩，周期長的缺點，一般只用它解決某些比較復雜的分離問題。

1.4 疏基棉分離富集法

疏基棉具有表面積大、吸附性強、富集倍數高、選擇性好、使用方便等優(yōu)點，其富集分離技術在環(huán)境監(jiān)測、冶金地質、食品檢驗等系統(tǒng)得到廣泛應用?，F已有20多種元素通過疏基棉富集分離后應用不同測試手段測定。Se和Te可在5mol·L-1HCl介質中用疏基棉將其吸附，在1mL濃HCl（含1D HNO3）中，沸水浴中加熱可將Se和Te解脫。鄭日云[11]采用了疏基棉富集分離技術，對巖石、土壤、水系沉積物中痕量Se、Te進行了富集試驗。具體方法為用含10g·L-1酒石酸的 2mol·L-1HCl溶液上柱，Se、Te 可被疏基棉吸附，用3mL HNO3（2+1）沸水浴上加熱3～5min解脫Se、Te。戴建中[12]采用王水-高氯酸分解巖礦樣品，用疏基棉分離富集碲，在1.2mol·L-1鹽酸介質中通過疏基棉柱，用（1+1）HNO3解脫Te。疏基棉富集法雖可分離大量干擾元素，但因其制備與貯存的不穩(wěn)定性及解脫碲介質對儀器測定的影響使之難以推廣應用。

1.5 液膜分離法

液膜分離主要依據膜對不同物質具有選擇性滲透的性質來進行組分的分離。液膜通常由膜溶劑、表面活性劑、流動載體和膜增強添加劑組成。膜溶劑一般選用煤油，流動載體能夠快速、高效、選擇性地傳輸指定的物質，膜增強添加劑用于提高膜的穩(wěn)定性。常見的液膜為乳狀液膜，根據膜相中是否含有載體可分為非流動和流動載體液膜。前者分離的選擇性主要取決于溶質在液膜中的溶解度；后者選擇性分離主要取決于所添加的流動載體，載體可以是萃取劑、絡合劑、載體在膜內外兩個界面之間來回穿梭地傳遞被遷移的物質。

李玉萍[13]用N503[N，N-di（Sec-octy1）acetamide]、L113B、液體石蠟、磺化煤油和HCl溶液乳狀液膜體系，研究Te4+的遷移富集行為。實驗結果表明，碲以HTeCl形式遷入膜相，適宜條件下，Te4+的遷移富集率達99.5%以上，且共存陰陽離子都不滲入此液膜，如等。此法用于富集銅精礦、鉛鋅礦、煙塵和合金中的Te。王獻科[14]用伯胺N1923、L113B、煤油和內相NaOH水溶液乳狀液膜體系，研究了Te（Ⅳ）的遷移富集行為。實驗結果表明，在適宜條件下，Te（Ⅳ）的遷移率達99.5%上。內相富集了較高濃度的碲，一般常見共存陰陽離子都不被遷移富集，方法選擇性好。液膜分離具有高效、快速、選擇性高、應用面廣等優(yōu)點，但目前對液膜分離機理尚不明確，且液膜的穩(wěn)定性，乳狀液膜的溶脹、破乳等技術問題亟待解決，還有待于進一步完善和發(fā)展。

1.6 焙燒分離富集法

焙燒富集分離方法利用高溫下Te易揮發(fā)的特點，以Na2CO3和MgO作為捕集劑，將高溫下?lián)]發(fā)出來的Te吸收于捕集劑中，然后以鹽酸酸化，煮沸，使碲以四價形式進入溶液。此方法簡化了樣品的預處理過程。劉忻[15]采用焙燒富集分離的方法處理試樣，使樣品的分解和痕量Te的分離、富集同步進行，使Te進入溶液后用HBr消除干擾元素。在鹽酸-錸（vl）-聚乙二醇體系，利用示波極譜儀測定地質樣品中的痕量碲。王燁[16]在樣品前處理過程中加入Na2CO3和 MgO（質量比 4∶1）作為捕集劑，780℃下焙燒，焙燒后用水浸取，Te定量進入水相，Te定量與MgO生成碲酸鎂沉淀，將Se、Te分離。取沉淀用鹽酸溶解，加入亞鐵氰化鉀及硫脲掩蔽干擾元素，用原子熒光分析儀測定碲的檢測限為1ng。范凡[17]將樣品先與活性炭混勻，MgO+Na2CO3做捕集劑，在750℃下焙燒，然后用水提取，Te進入溶液與大多數共存元素分離，用乙醇還原高價錳離子，溶液經HCl酸化后，加入鄰菲羅啉掩蔽Cu等元素的干擾后測定Te的熒光信號值。通過實驗確定出方法的最佳實驗條件，在此條件下獲得的檢出限為0.005μg·g-1。

2 結論

由于Te在自然界存在比較稀散，含Te試樣基體復雜，由此帶來的干擾將直接影響分析結果的準確性。以上綜述了Te的分離富集研究進展，近年來對Te的測試方法及其準確度要求也越來越高，同時每種方法也都有它的優(yōu)點和弊端，因此，不同的地質樣品需要采用不同的分析方法進行分離富集和測試。

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