稀土元素(REE)和钪(Sc)作为战略性关键矿产资源,在现代工业和高科技领域(如新能源、电子信息、航空航天等)具有不可替代的作用。岩石和矿石中稀土及钪的检测是矿产资源评价、选冶工艺优化和环境地质研究的重要基础。由于稀土元素化学性质相似且含量往往较低,其准确检测对分析方法的选择和标准化流程提出了更高要求。通过科学检测,可明确矿石的稀土配分特征、赋存状态及经济价值,为资源开发提供数据支撑。
检测项目主要包括以下两类:
1. 稀土元素组:涵盖15种镧系元素(La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu)及钇(Y),通常按轻稀土(LREE)、中稀土(MREE)和重稀土(HREE)分类分析;
2. 钪(Sc):作为关键稀散金属,需单独定量检测。
检测时需同步测定主量元素(如SiO₂、Al₂O₃等)以进行地球化学特征分析。
主流检测技术包括:
1. 电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS):具有高灵敏度(ppb级)、宽线性范围和多元素同时检测能力,适用于痕量稀土分析;
2. X射线荧光光谱法(XRF):适用于快速筛查主量稀土成分,但对低含量元素精度有限;
3. 中子活化分析(NAA):无需复杂前处理,可检测固体样品中的稀土元素,但需核反应堆支持;
4. 离子色谱-分光光度联用法:常用于特定稀土形态分析,如Eu²⁺/Eu³⁺价态测定。
检测前需进行样品消解(酸溶或碱熔法),并通过内标法或标准物质校准消除基体效应。
国内外主要采用以下标准规范:
中国标准(GB/T):
- GB/T 14506.30-2021《硅酸盐岩石化学分析方法 第30部分:稀土元素量测定》
- GB/T 17417.2-2020《稀土矿石化学分析方法 第2部分:钪含量的测定》
国际标准(ISO/ASTM):
- ISO 22036:2008《土壤质量-电感耦合等离子体质谱法测定微量元素》
- ASTM D5673-16《水中元素测定标准测试方法》
实验室需通过CMA/CNAS认证,定期使用GSS系列地质标样(如GSD-9、GSR-6)进行质量控制,确保检测结果符合EJ/T 1152-2018《地质实验室测试质量管理规范》要求。