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关键金属铍的分析技术突破

来源: 科学通报  发布时间:2022-06-06

铍(be)是一种超轻金属元素,具有特殊的物理化学性质,广泛应用于战略性新兴产业。由于铍的应用具有不可替代性,而被誉为“关键金属”。但铍的原位分析一直是地球科学领域的技术难题。

  1 加速电压应选择为12 kv

  以金属铍为标样,在相同电流(100 na)不同电压进行状态分析,束斑为1 μm,加速电压在5-20 kv之间。当加速电压为12 kv时,金属铍的状态分析强度最高,高于或低于12 kv时,金属铍的分析强度都是逐渐减小。

  2 电流增大,be分析精度提高

  在12 kv加速电压和束斑为1μm 下,对金属铍进行不同电流的状态分析。结果显示,随着电流增大,be的特征x射线峰位强度随之增大,背景值也逐渐增长,但其趋势没有峰强增幅快。因此,在实际测试过程中,增大电流可以提高be的测试精度。电流在50~100 na之间时,羟硅铍石的测试数据较好,硅铍石则在电流100~200 na之间更稳定。

  3 pha避免be峰位干扰

  为避免其他元素的干扰,选择脉冲高度分析器 (pha)可以过滤其他元素高次线。对于绿柱石和硅铍石或羟硅铍石,si的高次线可能对be的kα线有干扰。羟硅铍石中be的特征x射线峰与使用pha的峰相似,未见si的高次线(约11 nm)对be的kα线有明显的干扰,但使用pha其强度升高约20 cps,分析精度也可以得到提高。

  4 峰位右移,强度具有不相关性,决定be标样选择

  在12 kv电压、1 μm束斑、200 na电流下,对不同铍矿物中be进行状态分析。结果显示(图1),相对于金属铍(峰位11.4 nm),绿柱石、羟硅铍石、hambergite、孟宪民石、铍石等铍矿物中be的峰位均出现了不同程度右移现象,其中铍的硅酸盐和氧化物的峰位均在12.0 nm左右,而铍的硼酸盐矿物(hambergite和孟宪民石)的峰位右移较小,在11.6 nm左右。另外,不同铍矿物中be的含量与峰位强度不具相关性。因此,铍矿物分析过程中,应选择与未知样相同或相似的铍矿物作为标样。

  图1 各种铍矿物中铍的状态分析

  5 铍矿物的原位分析技术突破

  利用上述分析条件对羟硅铍石、硅铍石、绿柱石进行定量化学成分分析,获得了理想结果。浙江青田火山岩型铍矿中羟硅铍石含49.14 wt%~53.13 wt% sio2、39.95 wt%~43.15 wt% beo;浙江青田火山岩型铍矿中硅铍石含49.14 wt%~53.13 wt% sio2、45.33 wt %~47.08 wt% beo;浙江临安大明山钨铍矿中绿柱石含64.90 wt%~67.57 wt% sio2、18.49 wt%~19.17 wt% al2o3和12.74wt%~13.75 wt% beo,以及少量na2o、k2o、feo、cao、cs2o等(其总量小于1 wt%)。

  关键金属铍的原位分析技术突破,不仅可以深入了解铍的赋存形式和地学化学性质,同时有利于发展铍的成矿理论,为关键金属矿产的勘察和指导找矿提供亚博电竞网的技术支持。

文/吴润秋, 饶灿, 王琪,张迪

本文来自《科学通报》



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