Определение редкоземельных элементов в изверженных горных породах (Ю.А. Балашов, Н.В. Туранская)

Определение рзэ в изверженных горных породах осуществляют после химического обогащения образцов методом рентгеноспектрального анализа [1, 2]. Метод первичного возбуждения спектров с фотографической регистрацией [1] был до последнего времени единственным, применяемым в случае небольших навесок концентрата (2-3 мг) и основным при определении рзэ в изверженных породах [3-7, 8, 9]. Этот метод позволяет количественно определять все рзэ (трудно определяются лишь Ей и Tu) при их совместном присутствии в минералах и концентратах. Влияние селективного возбуждения и поглощения рентгеновских лучей на результаты анализа невелико и практически может не учитываться.

Точность метода ± 5% от определяемой величины. Чувствительность 0,1-0,05%.

×Методика быстрого концентрирования n × 10^-2 - n 10^-4% рзэ IB породах приведена в работе Балашова [10]. Проверка полноты выделения рзэ по этой методике на образце рисчоррита (навески по 3 г), содержащего 1,5 × 10^-2 % Ln₂O₃, показала для цериевой и иттриевой подгрупп рзэ одинаковый выход (по радиоактивным изотопам Се¹⁴⁴ и Yb¹⁷⁵, см. таблицу).

Проверка полноты выделения рзэ [10]

В присутствии ∼ 0,1 г Аl и ~ 0,2 г Fe (III) в 200-300 мл раствора полнота осаждения рзэ с 60 мг оксалата кальция понижается до 93-94%.

Для выделения n × 10^-4% - n × 10^-5% рзэ из силикатных пород, богатых железом и магнием, предлагается другая методика.

Эта методика была использована при определении рзэ в перидотите Полярного Урала [8].

Для определения суммы рзэ наиболее удобен метод Зайковского и Башмаковой [11] с некоторыми усовершенствованиями при содержании суммы рзэ < 10^-2% [12].

Ход анализа. 8-10 г образца многократно обрабатывают в (платиновой чашке смесью HF + НС1 при нагревании на песчаной бане около суток (при большой навеске разложение (проводят в нескольких платиновых чашках, помещая в каждую не более 10 г пробы). Затем пробу не менее трех раз упаривают почти досуха с НО (уд. в. 1Д8|), добавляют 30-40 мл НС1 (уд. в. 1,18!), нагревают и переносят в делительную воронку емкостью 500-800 мл, споласкивая чашку НС1 (1:1) и присоединяя раствор к исходному (содержимое других чашек после аналогичной обработки помещают в ту же делительную воронку). Добавляют равный объем амилацетата. После 1-2 мин. встряхивания отделяют экстракт и повторяют ту же операцию. Затем сливают раствор в стакан, добавляют 0,1-0,5 г бертолетовой соли, после перемешивания, спустя 5-10 мин., вновь экстрагируют железо амилацетатом. Раствор переносят в стакан и, если объем его превышает 200-250 мл, упаривают. Осторожно добавляют NH₄OH до pH 7-8 по универсальному индикатору. Осадок отфильтровывают через двойной фильтр с белой лентой в воронке Бюхнера под вакуумом. Осадок вновь переносят в исходный стакан, растворяют в НС1 (1 : 1), добавляют 50 г NH₄C1 и устанавливают pH 7-8, прибавляя: NH₄OH. Фильтруют через воронку Бюхнера. Отделение магния подобным способом повторяют не менее 5 раз. Затем осадок гидроокисей на воронке промывают дважды водой и подсушивают. Осадок переносят в стакан емкостью 500 мл, добавляют 80-100 мг Са и 40 мл ацетондищавелевой кислоты [1,1]. Разбавляют водой до 300 мл и осторожно нагревают около часа на песчаной бане. На следующий день осадок фильтруют и промывают 1%-ной Н₂С₂O₄, сжигают при 600-650° С. Остаток после разрыхления шпателем сплавляют с тройным избытком (по объему) персульфата калия, растворяют при нагревании в воде, добавляя 4-8 мл НС1 (уд. в. 1,18). Осаждают гидроокиси 10%-ным раствором NaOH, отфильтровывают и промывают дважды водой. Осадок гидроокисей вновь обрабатывают 30 мл ацетондищавелевой кислоты, раствор разбавляют до 200 мл водой, нагревают. На следующий день осадок фильтруют, промывают и сжигают при 500-600° С; растворяют в 5 мл НС1 (1:1) в стакане емкостью 50 мл, упаривают избыток кислоты, осаждают гидроокиси аммиаком. Осадок отфильтровывают, промывают NH₄OH (1:4) и прокаливают.

Прокаленный и взвешенный остаток используют для рентгеноспектрального анализа рзэ. Содержание суммы рзэ определяют из отдельной навески (0,7-1,0 г) по методу Зайковского и Башмаковой [11] с отделением кальция по описанному способу [12].

Авторы выражают искреннюю благодарность доктору химических, наук В. И. Кузнецову и кандидату химических наук Ю. С. Скляренко за советы и помощь при подготовке данной работы.

Литература

1. Н. В. Туранская. Диссертация. М., ГЕОХИ АН СССР, 1958.
2. Р. Л. Баринский. Зав. лаб., 24, 613 (1958).
3. Э. Е. Вайнштейн, А. И. Тугаринов, Н. В. Туранская. Геохимия, № 2, 36 (1956).
4. Ю. А. Балашов, Н. В. Туранская. Геохимия, № 8, 701 (1960).
5. Ю. А. Балашов, Н. В. Туранская. Геохимия, № 12, 1087 (1961).
6. Б. И. Злобин, Ю. А. Балашов. Геохимия, № 9, 784 (1961).
7. Э. Е. Вайнштейн, А. С. Павленко, Н. В. Туранская, Т. Г. Юлова. Геохимия, № 12, 1077 (1961).
8. Ю. А. Балашов, Н. В. Туранская. Геохимия, № 4, 377 (1962).
9. Ю. А. Балашов. Геохимия, № 3, 207 (1962). 10. Ю. А. Балашов. Сб.: "Методы определения и анализа редких элементов". М., Изд-во АН СССР, 1961, стр. 143.
10. Ф. В. Зайковский, В. С. Башмаков а. ЖАХ, 14, 50 (1959).
11. Ю. А. Балашов, Л. М. Xитров. Геохимия, № 9, 796 (1961).