一種用于Carius溶樣法的化學(xué)試劑和使用該化學(xué)試劑的Carius溶樣法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明具體涉及一種用于Carius溶樣法的化學(xué)試劑和使用該化學(xué)試劑的Carius 溶樣法。
【背景技術(shù)】
[0002] Carius管是一種耐高溫高壓的厚壁高硼玻璃管或石英管。使用所述Carius管的 Re-Os (錸-鋨）定年與同位素示蹤技術(shù)的方法稱為Carius管溶樣法，也叫Car ius溶樣法。 Carius溶樣法是將樣品、Re、0s混合稀釋劑加入Carius管中，凍結(jié)后加入HC1和HN〇3,再將 Carius管密封后經(jīng)高溫加熱，取出Carius管中的溶液進(jìn)行Re、0s元素分離并收集，分別測得 Re元素和〇s元素的含量后，經(jīng)過計算從而得到樣品的形成年代。
[0003] 近年來，Re-Os (錸-鋨)定年與同位素示蹤技術(shù)受到越來越廣泛的重視，輝鉬礦定 年是Re-Os同位素體系的重要應(yīng)用途徑之一。Carius溶樣法是Re-Os同位素研究中應(yīng)用最廣 泛的一種樣品溶解方法。
[0004] Carius溶樣法有很多優(yōu)點(diǎn)，如：1、適用的樣品類型多，無論是地幔巖、火成巖、沉積 物，還是PGEs礦物、金屬合金及各種硫化物，均可使用Carius溶樣法進(jìn)行檢測；2、由于在 Carius管中封閉樣品，該方法較其它方法能最大限度地防止0s的損失，以保證實(shí)驗(yàn)的精確 性;3、樣品和稀釋劑中Re和0s的同位素交換平衡較充分，試劑易純化，Re和0s的全流程空白 較低;4、Car ius管為一次性實(shí)驗(yàn)用品，無交叉污染。
[0005] 但是，本發(fā)明的發(fā)明人在使用現(xiàn)有的Carius溶樣法對金屬硫化物樣品進(jìn)行Re-Os 同位素定年時發(fā)現(xiàn)，對于Re、0s含量較高的輝鉬礦，Car ius溶樣法有能得出較好的實(shí)驗(yàn)結(jié) 果，但是，對于黃鐵礦、黃銅礦等金屬硫化物由于Re、〇s含量較低，若要保證儀器測量時具有 較穩(wěn)定的信號，現(xiàn)有的Carius溶樣法需要提高溶樣量。目前，對于低含量硫化物樣品現(xiàn)有的 Carius溶樣法是采用多于20ml的逆王水溶解lg樣品，但是由于黃鐵礦樣品等金屬硫化物與 逆王水反應(yīng)非常劇烈，基體元素反應(yīng)大量消耗氧化劑，降低了氧化性從而阻礙〇S〇4的生成。 從而導(dǎo)致測量結(jié)果的誤差較大。對此，屈文俊等采用在體系中加入H 202的方法(屈文俊等，過 氧化氫在黃鐵礦的溶解過程中對錸-鋨信號強(qiáng)度及年齡的影響，分析化學(xué)，36(2008)，223_ 226)，以增強(qiáng)體系的氧化性，能夠促進(jìn)0s0 4的生成，但是最大的溶樣量只能達(dá)到1.2g。
[0006] 為解決溶樣量小的問題，Qi等采用自行設(shè)計的裝置用HN03預(yù)先分解硫化物(L Qi et a 1. An improved Carius tube technique for determination of low Concentrations ofRe and 0s in pyrites.Journal ofAnalytical Atomic Spectrometry ,25(2010)，585-589)產(chǎn)生的氣體用HC1吸收后，將此HC1溶液倒吸回Carius管 中，再進(jìn)行封管密閉溶解，此方法可以溶解3g黃鐵礦樣品，增大了溶樣量，但操作復(fù)雜，不利 于大規(guī)模推廣。
[0007] 綜上所述，現(xiàn)有的Carius溶樣法溶樣量一般只能達(dá)到1.2g，且氧化劑用量較大;Qi 等建立的預(yù)溶解法雖然溶樣量可以達(dá)到3g，但是操作復(fù)雜，不適合推廣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種用于Carius溶樣法的化學(xué) 試劑和使用該化學(xué)試劑的Carius溶樣法，使用所述化學(xué)試劑后，溶樣量能夠達(dá)到4g，是現(xiàn)有 的2~3倍，同時，本發(fā)明提供的方法具有操作簡單，易于推廣的優(yōu)點(diǎn)。
[0009] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:一種用于Carius溶樣法的化學(xué)試劑，包括以下成分： HCl、HN〇3 和 HC1〇4〇
[0010] 在本發(fā)明中，創(chuàng)造性地將HCl〇4(高氯酸)加入，以HC1、HN〇3和HC104的組合代替?zhèn)鹘y(tǒng) 的HC1和HN〇3的組合，HC104是六大無機(jī)酸中氧化性最強(qiáng)的酸，加入的HC104不僅能夠提供足 夠的酸性環(huán)境和氧化性，所以能夠處理更多的樣品，顯著提高了溶樣量，其溶樣量能夠達(dá)到 4g;另外，高氯酸被還原后，生成氯離子，不會在體系中引入新的陰離子，故不會對后續(xù)的化 學(xué)分離流程造成不良影響。
[0011] 為保證所述化學(xué)試劑的效用，優(yōu)選的技術(shù)方案是，所述化學(xué)試劑中每1~4份質(zhì)量 份樣品對應(yīng)成分的質(zhì)量份為:HC1 2~4份、HN038~14份和HC1 〇41~6份。
[0012] 根據(jù)所述化學(xué)試劑的用量，溶解4g的樣品，本發(fā)明中所述的化學(xué)試劑最多只用 24g，對比現(xiàn)有的Carius溶樣法中溶解lg樣品需要20g或以上;本發(fā)明中所述的化學(xué)試劑具 有操作簡便的同時，極大的降低了成本。
[0013] 作為實(shí)驗(yàn)室或其他環(huán)境下實(shí)施的具體選擇，進(jìn)一步地，所述HC1為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30~ 35%的HC1溶液，HN〇3為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50~60%的HN〇3溶液，HC104為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70~72%的 HC104溶液。
[0014] 本發(fā)明還提供了一種使用所述化學(xué)試劑的Carius溶樣法，包括以下步驟：
[00?5] a、稱取1~4g樣品，并將樣品放入Carius管中，并將Carius管置于-50~_80°C的環(huán) 境中；
[0016] b、將混合稀釋劑加入到所述Carius管中，再依次加入HC1、HN03和HC104;
[0017] c、采用熱熔法密封所述Carius管，并將所述Carius管加熱至200~220°C，保持18 ~30h;
[0018] d、加熱完成后，將所述Carius管冷卻至室溫后，取出其中的液體，并分析檢測。 [0019]需要說明的是，本發(fā)明使用185Re和19()〇S的混合稀釋劑舉例說明， 185Re和19()〇S的混 合稀釋劑加入量取決于樣品中Re、0s含量的高低；當(dāng)然，根據(jù)樣品種類和數(shù)量的不同，本領(lǐng) 域技術(shù)人員能夠根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)做出不同的混合稀釋劑種類和數(shù)量的選擇，在此就不再贅 述。
[0020] 采用本發(fā)明提供的Carius溶樣法能夠處理更多的樣品，顯著提高了溶樣量，其溶 樣量能夠達(dá)到4g。另外，因?yàn)槭褂昧吮痊F(xiàn)有的HC1和HN03氧化性更強(qiáng)的組合，在步驟c中只需 加熱至200~220°C，保持18~30h(溫度中位數(shù)值為210°C，加熱時長中位數(shù)值為24h)，對比 現(xiàn)有的Carius溶樣法中要在220°C以上的條件下加熱24h-48h，極大的減小了能耗。
[0021] 為提高實(shí)驗(yàn)的精確度，優(yōu)選的技術(shù)方案是，步驟a和b中，使用分析天平稱量所述樣 品和混合稀釋劑，使用同一個長頸漏斗將所述樣品和所述混合稀釋劑移至所述Carius管 中。
[0022]分析天平能夠精確到O.OOOlg，保證了實(shí)驗(yàn)的精確度，另外，使用同一個長頸漏斗， 能夠?qū)埩粼陂L頸漏斗上的微量樣品使用所述混合稀釋劑沖洗至所述Carius管中，減小了 誤差。
[0023] 進(jìn)一步地，步驟b中依次加入所述化學(xué)試劑的三種成分的過程中，當(dāng)前一種成分凍 結(jié)后再加入后一種成分。如此做的目的，是為了避免氧化劑與樣品反應(yīng)氧化樣品中〇s或氧 化稀釋劑中〇s導(dǎo)致形成具有揮發(fā)性O(shè)s〇4,從而導(dǎo)致樣品定年偏離實(shí)際值。
[0024] 進(jìn)一步地，步驟c中，待所述Carius管內(nèi)的溶液完全凍結(jié)后，使用煤氣一氧氣火焰 將所述Car ius管的細(xì)頸部分密封，密封后將所述Car ius管放入不銹鋼套管內(nèi)，將所述 Carius管連同不銹鋼套管放入烘箱中，保持室溫，在所述Carius管內(nèi)的物質(zhì)全部變?yōu)橐后w 后，開始加熱。逐步升溫至200~220°C，保持18~30h。
[0025] 待所述Carius管內(nèi)的溶液完全凍結(jié)后再密封，減少稀釋劑中Os的揮發(fā)，同時，將所 述Carius管放入不銹鋼套管內(nèi)，避免在高溫加熱時，所述Carius管爆裂傷人。
[0026] 至于加熱時間和溫度，是因?yàn)楸景l(fā)明中使用了氧化性更強(qiáng)的化學(xué)試劑，所以不需 要達(dá)到現(xiàn)有的Carius溶樣法中的加熱時間和溫度即可完成溶解。
[0027] 進(jìn)一步地，所述不銹鋼套管的兩端均設(shè)有泄壓孔。所述泄壓孔的作用為當(dāng)Carius 管在不銹鋼套管內(nèi)爆炸之后，酸氣可以從泄壓孔中排出，避免鋼套被酸氣腐蝕。
[0028] 進(jìn)一步地，為方便取出所述Carius管內(nèi)的液體，同時減少樣品損失，步驟d中，將所 述Car ius管冷卻至室溫后，將所述Car ius管放入-