焦圣兵

（河北省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)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(zhì)，在冶金、石油化學(xué)、電子和電氣、玻璃陶瓷和醫(yī)藥等高科技高尖端技術(shù)領(lǐng)域具有重要地位[2]。隨著人們對(duì)Te需求量的日益增加，地質(zhì)樣品中碲的分離富集被眾多科研分析工作者關(guān)注。近年來(lái)地球化學(xué)樣品分析研究中，大型高精密分析儀器的引進(jìn)提高了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠性，但稀散元素Te測(cè)試分析過(guò)程的首要問(wèn)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(zhì)樣品中碲的方法出現(xiàn)，使得Te的分析測(cè)定工作有了快速發(fā)展。本文對(duì)近年來(lái)碲的分離富集研究進(jìn)展進(jìn)行了總結(jié)和綜合評(píng)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(diǎn)點(diǎn)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(zhì)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(guò)濾將其它干擾元素分離[3]。由于地質(zhì)樣品的復(fù)雜性，沉淀分離法要求沉淀劑適應(yīng)各種試樣中不同組分的分離富集，同時(shí)應(yīng)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(gè)互不相溶的液相中的溶解度差而將其從一個(gè)液相轉(zhuǎn)移到另一個(gè)液相的分離過(guò)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(dòng)控制等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于石油冶金醫(yī)藥等領(lǐng)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(guān)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(xué)樣品的復(fù)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(jìn)劑，用塞曼石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定有機(jī)相中Te。文中對(duì)石墨爐原子吸收測(cè)定痕量Te的條件和Te的萃取富集條件進(jìn)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(cè)定地質(zhì)樣品中低至0.01×10-6級(jí)的碲。王萬(wàn)美[6]將樣品經(jīng)HNO3-HF-HClO4分解，在5.4mol·L-1的HCl介質(zhì)中，以抗壞血酸為還原劑用甲基異丁基甲酮（MIBK）同時(shí)萃取樣品中的Se、Te。以Pd和Ni作混合基體改進(jìn)劑，使用自制的涂鋯石墨平臺(tái)直接測(cè)定有機(jī)相中的Se、Te。該方法可測(cè)定環(huán)境水樣及地質(zhì)樣品中痕量Se和Te。肖凡[7]實(shí)驗(yàn)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(wú)色散原子熒光法測(cè)定復(fù)雜地質(zhì)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(zhì)。

1.3 離子交換樹(shù)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(zhì)的制備。離子交換樹(shù)脂為有機(jī)離子交換劑，是具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的復(fù)雜的有機(jī)高分子聚合物，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的骨架部分一般很穩(wěn)定，不溶于酸、堿和一般溶劑。在網(wǎng)的各處都有許多可被交換的活性基團(tuán)。

常見(jiàn) Te的吸附劑有磷酸三丁酯、M17 樹(shù)脂[8，9]、717型陰離子交換樹(shù)脂、743型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂[10]等。姜輔舜[8]采用磷酸三丁酯萃淋樹(shù)脂反相色層法來(lái)消除共存元素的干擾和富集碲，用水洗脫碲。試驗(yàn)中著重研究了磷酸三丁酯萃淋樹(shù)脂分離和富集碲的條件，實(shí)驗(yàn)表明在 1～6mol·L-1HBr介質(zhì)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(yàn)了膦脂類（CL-P507）、吡唑酮類（CL-PMBP）及胺類（M17）等不同類型樹(shù)脂對(duì)Te的吸附行為，研究發(fā)現(xiàn)M17樹(shù)脂在大于6mol·L-1HCl介質(zhì)中能同時(shí)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(shí)洗脫，從而建立了兩個(gè)新的Se、Te分離富集體系，該分離富集方法有效且無(wú)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(zhì)樣品中痕量碲的準(zhǔn)確測(cè)定。楊理勤[9]依據(jù)酸性介質(zhì)中泡沫塑料（聚氨酯型）對(duì)金等元素的選擇性吸附而不同時(shí)吸附碲這一現(xiàn)象，采用泡沫塑料預(yù)分離金等干擾組分，M17樹(shù)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(zhì)樣品中碲的分析方法。凌宗干采用陰離子交換樹(shù)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(shù)脂，后用0.5mol·L-1HCl定量進(jìn)行洗脫。在測(cè)量過(guò)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(cè)量不含Tl及含F(xiàn)e量不高的試樣，特別對(duì)于含貴金屬及Se的地質(zhì)試樣尤為適用。張厚蘭[10]介紹了銅礦中Se、Te的測(cè)定方法。樣品經(jīng)HNO3-HClO4分解，以含HClO4的0.2mol·L-1HCl溶液通過(guò)743型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂分離Cu，原子熒光光譜法測(cè)定Se、Te。但是離子交換分離法具有操作較麻煩，周期長(zhǎng)的缺點(diǎn)，一般只用它解決某些比較復(fù)雜的分離問(wèn)題。

1.4 疏基棉分離富集法

疏基棉具有表面積大、吸附性強(qiáng)、富集倍數(shù)高、選擇性好、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，其富集分離技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)、冶金地質(zhì)、食品檢驗(yàn)等系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)已有20多種元素通過(guò)疏基棉富集分離后應(yīng)用不同測(cè)試手段測(cè)定。Se和Te可在5mol·L-1HCl介質(zhì)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(shù)，對(duì)巖石、土壤、水系沉積物中痕量Se、Te進(jìn)行了富集試驗(yàn)。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(zhì)中通過(guò)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(zhì)對(duì)儀器測(cè)定的影響使之難以推廣應(yīng)用。

1.5 液膜分離法

液膜分離主要依據(jù)膜對(duì)不同物質(zhì)具有選擇性滲透的性質(zhì)來(lái)進(jìn)行組分的分離。液膜通常由膜溶劑、表面活性劑、流動(dòng)載體和膜增強(qiáng)添加劑組成。膜溶劑一般選用煤油，流動(dòng)載體能夠快速、高效、選擇性地傳輸指定的物質(zhì)，膜增強(qiáng)添加劑用于提高膜的穩(wěn)定性。常見(jiàn)的液膜為乳狀液膜，根據(jù)膜相中是否含有載體可分為非流動(dòng)和流動(dòng)載體液膜。前者分離的選擇性主要取決于溶質(zhì)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(dòng)載體，載體可以是萃取劑、絡(luò)合劑、載體在膜內(nèi)外兩個(gè)界面之間來(lái)回穿梭地傳遞被遷移的物質(zhì)。

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(shí)驗(yàn)結(jié)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(dá)99.5%以上，且共存陰陽(yáng)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(xiàn)科[14]用伯胺N1923、L113B、煤油和內(nèi)相NaOH水溶液乳狀液膜體系，研究了Te（Ⅳ）的遷移富集行為。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在適宜條件下，Te（Ⅳ）的遷移率達(dá)99.5%上。內(nèi)相富集了較高濃度的碲，一般常見(jiàn)共存陰陽(yáng)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(yīng)用面廣等優(yōu)點(diǎn)，但目前對(duì)液膜分離機(jī)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(shù)問(wèn)題亟待解決，還有待于進(jìn)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(diǎn)，以Na2CO3和MgO作為捕集劑，將高溫下?lián)]發(fā)出來(lái)的Te吸收于捕集劑中，然后以鹽酸酸化，煮沸，使碲以四價(jià)形式進(jìn)入溶液。此方法簡(jiǎn)化了樣品的預(yù)處理過(guò)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(jìn)行，使Te進(jìn)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(cè)定地質(zhì)樣品中的痕量碲。王燁[16]在樣品前處理過(guò)程中加入Na2CO3和 MgO（質(zhì)量比 4∶1）作為捕集劑，780℃下焙燒，焙燒后用水浸取，Te定量進(jìn)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(cè)定碲的檢測(cè)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(jìn)入溶液與大多數(shù)共存元素分離，用乙醇還原高價(jià)錳離子，溶液經(jīng)HCl酸化后，加入鄰菲羅啉掩蔽Cu等元素的干擾后測(cè)定Te的熒光信號(hào)值。通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定出方法的最佳實(shí)驗(yàn)條件，在此條件下獲得的檢出限為0.005μg·g-1。

2 結(jié)論

由于Te在自然界存在比較稀散，含Te試樣基體復(fù)雜，由此帶來(lái)的干擾將直接影響分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。以上綜述了Te的分離富集研究進(jìn)展，近年來(lái)對(duì)Te的測(cè)試方法及其準(zhǔn)確度要求也越來(lái)越高，同時(shí)每種方法也都有它的優(yōu)點(diǎn)和弊端，因此，不同的地質(zhì)樣品需要采用不同的分析方法進(jìn)行分離富集和測(cè)試。

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