分析岩矿物分析化验中的质量控制方法论文

　　摘要：我国的发展离不开对能源和资源的利用与开发，合理的开发利用对我国经济发展具有促进作用。岩矿物分析化验，可以明确其中的元素含量，对岩矿物的开采有指导性意义。因此，保证分析结果的准确性和可靠性是地质勘查的基本要求。由于分析仪器、实验人员、化验材料等都会对分析结果产生影响，因此做好分析化验质量控制是有必要的。

 

　　关键词：岩矿物；分析化验、质量控制；定量分析

 

　　我国矿产资源丰富，地大物博，是促进我国快速发展的物质基础，同时也是推动工农业体系完善的保障。通过对岩矿物化学元素进行分析，可以了解和掌握地质矿产存储量和分布特点，对控制资源开发和利用以及促进经济发展具有重要意义。因此控制分析化验过程，提高分析化验质量，保证分析结果准确性，对矿产勘查工作有重要影响。

 

 

　　岩矿物丰富的种类是基于地壳中化学元素种类的丰富性以及化学元素组合形式多样性，岩矿物一般是由单一元素或者多种元素构成。矿物化学成分较为单一，通常为固态；岩石属于矿物结合体，主要是由矿物构成。矿物、化学元素、岩石三者关系如图1所示。

 

 

　　1.1岩矿物种类

 

　　岩矿物一般可以分为两种，第一种是碳氢氧组成的有机矿物，这种矿物存在数量较少。第二种是无机矿物，该种矿物种类和数量繁多，化学元素周期表中的元素基本都能组成无机矿物。在实际生活中有大量岩矿物的应用，例如，铅笔中的笔芯是由石墨制造而成；生活中常用的食盐也属于石盐矿物。岩矿物既可以以单质形式存在，同时也能够有多种元素混合而成。自然界中，以单质形式存在的岩矿物有银矿、铁矿、铜矿等；有混合元素形成的岩矿物有黄铜矿、石英矿、斑铜矿等。

 

 

　　1.2岩矿物形成方式

 

　　地壳中的物质会在巨大压力和高温状态下，局部融入便会形成岩浆，而具有丰富元素含量的岩浆，在高温熔融环境下，元素之间会产生化学反应，形成混合物或者单质。由于地壳中岩浆元素成分存在一定差异，且经过冷却后，在外界环境影响下所形成的岩矿物也存在差别，因此种类较为丰富。

 

　　1.3岩矿物物理属性和外观特征

 

　　岩矿物种类丰富且外观独具特色，但大部分岩矿都具有容易被识别的物理属性和外观特征。对于矿物属性的鉴别，可以从硬度、颜色、光泽、条痕、晶形、透明度、端口等方面着手。部分矿物在外观上表现为整齐晶体状或者不规则形状。如不规则形状有葡萄状、放射状、纤维状等；晶体状有六边形云母、六面体水晶、立方体食盐等。虽然岩石主要是由矿物组成，但岩石并没有矿物的属性，岩石和矿物之间最大的区别就是一个为整体，另一个为组成整体的个体。由此可得知，岩石具有的特征是矿物的混合体。

 

 

　　在社会快速发展过程中，做好岩矿物化验和分析工作，有利于掌握岩矿中的元素含量，为岩矿开采工作提供数据支持。我国对于含有稀有元素的岩矿种类和数量掌握较少，而通过对岩石矿和矿物进行分析和化验可以明确矿物中的元素含量，以提供专业人员判断矿山是否具有开采价值。目前，我国所掌握的岩矿物化验和分析技术相对完善，但想要保证岩矿物化验和分析的质量，就必须明确化验流程，加强过程管控力度，此外，实验仪器、样本制备、工作人员素质等都会对化验结果产生一定影响。

 

 

　　样本分析是用于分析化验使用的岩矿样本材料，也可以成为试样。在岩矿物分析化验中试样是分析主体，化验分析实验中所使用的试样通常为几克甚至更少，但分析结果确代表着数吨岩矿物的实际情况，因此对化验分析结果具有较高要求，试样化验结果必须可以代表整个岩矿物的成分结果，否则岩矿物化验分析结果将不具备实际意义。在岩矿物化验分析前，必须根据实验情况做好试样采集以及制备工序。

 

　　3.1实验样本的采集

 

　　试样采集一般需要在矿山中选择合适的采集点，然后按照化验分析实际采用量对岩矿物进行采集。试样作为岩矿物化验分析的重要主体，试样质量会对化验分析结果的可靠性和准确性产生直接影响，同时对矿物的开采以及矿物储量核实有重要意义，因此对岩矿物进行化验分析时必须重视试样的采集工作。采集试样时，需要根据采集区域的地势和地质情况，对不同区域以及深度的岩矿物进行取样，试样采集数量越多，化验分析结果越具代表性，但同时试样采集量过多也会对试样处理工序带来一定难度。通常试样采集量会受到矿石大小、矿石分布情况、矿石性质等因素所影响，在采集矿石时可以通过颗粒最大直径d的a次方乘以K来计算出质量m。

 

 

　　m为试样采集最低质量（kg）。

 

　　d为试样颗粒最大直径（mm）。

 

　　K和a都为经验常数，可以通过实验计算得出。

 

　　K值一般会受到岩矿物种类、分布情况、元素品位等因素影响。一般对于岩矿物的加工K值为0.1～0.3之间，如表1所示。根据相关部门规定，经验公式中a一般为2，通过计算得出，岩矿物颗粒越大，试样采集量越多。

 

 

　　3.2实验样本制备

 

　　通过混匀、过筛、破碎、缩分等步骤将采集的岩矿物制备成均匀且具代表性的化验试样。试样的制备必须达到标准颗粒度，确保岩矿物含量和组分不变。

 

　　对于大块矿物岩石，首先需要将其破碎成细小颗粒，其次进行过筛并缩分。一般缩分可分为方格法、四分法、割环法、二分器法。四分法属于常用试样缩分方法，具体是指充分混匀破碎好的岩矿物，将其堆砌成锥形然后在压平，并分为均匀的四等份，将其中两份去掉，混匀剩余试样，试样减少一半即为缩分一次。每次缩分后剩余的试样粒度和最低质量必须满足采样公式，因此在进行缩分时，需要与粉碎工序相结合。

 

　　3.3定性与半定量分析

 

　　在试样制备完毕后，首先需要对试样记性半定量和定性分析，分析的主要目的是快速获取岩矿物中的化学成分和元素含量，以便对后续分析实验提供指导依据，避免岩矿物分析化验的随机性和盲目性，保证分析化验的结果。由于半定量和定性分析只能大致检测试样中元素含量和成分，因此分析结果只供参考，不具备实际应用价值。在岩矿物化验分析中，只对试样中化学元素进行分析，会降低分析化验的重要作用，还需要对试样中的具体成分含量、微量元素含量、少量元素含量以及杂质含量进行分析，而对元素含量进行分析，既为定量分析。

 

　　3.4选择方法

 

　　一般情况下，对于岩矿物元素含量的测定有多种分析方法，对化验分析方法的选择，可以根据以下几方面选择：

 

　　（1）根据岩矿物化验分析要求选择。在化验分析过程中，根据岩矿物的测定具体要求选择对应化验方法。例如，在标准试样、常量组分、基准物质等含量化验分析中，化验结果准确性是最关键的；对试样中杂质组分进行化验分析时，灵敏度才是关键；而在生产控制分析中，测定速度是主要的。

 

　　（2）根据试样组分性质进行选择。一般情况下，岩矿物化验分析中会根据试样组分形式来选择分析方法。例如，试样中Mn2+为碱性时会与EDTA发生反应生成络合物，对于这样的情况可以采用滴定法进行分析；MnO4-具有氧化性，可以利用氧化还原滴定进行分析；MnO4-通常红色，若试样中锰含量较低则可以利用分光光度计进行分析。因此在岩矿物化验分析中，详细了解和掌握岩矿物的性质对化验方法的选择具有一定帮助。

 

　　3.5分析与操作

 

　　在完成上述步骤后，需要制定科学和合理的化验分析方案，并要求实验人不必须具有丰富是实验经验和专业知识。分析操作步骤需要在试样分解后才能开展，化验分析中必须考虑化验方式存在的实验误差，并在实验过程中严格遵循化验分析步骤和管理制度，避免化验操作失误情况的发生，降低化验结果系统误差，保证化验结果的准确性和可靠性。

 

　　3.6核查分析结果

 

　　岩矿物化验分析结果是整个实验过程最终产物，且是化验分析中具有价值的产物，化验分析结果对我国矿脉开采、矿藏判断等工作具有指导意义。因此，岩矿物化验分析结果的可靠性和准确性极为重要，这也突显分析结果和化验方案的检查工作的重要性。在化验方案制定完成后，必须根据相关规定进行审查和分析化验结果，若发现在化验过程中存在失误或者违规操作，需要立即停止化验过程，并对化验方案做出整改，只有符合实验标准，才能开展化验分析工作。

 

 

　　仪器分析法是基于岩矿物的物理化学和物理性质构建的一种分析方法，其适用于于大部分化验分析实验中，并需使用紧密仪器或者昂贵设备辅助实验开展，根据岩矿物属性存在的区别，仪器分析法可以分为生化分析法、光学分析法、热分析法、质谱法、电化学分析法、电泳法、色谱法放射化学分析法等。岩矿物化验分析常用分析仪器包括荧光光谱分析仪、吸收光谱分析仪、电感耦合等离子发射光谱仪、原子发射光谱仪、X射线荧光光谱仪等。化验分析仪器的选择，可以根据岩矿物属性、仪器特性、分析情况等进行选择。

 

　　发射光谱分析主要是利用矿石矿物在电激发或者热激发状态下，以分析矿物元素能级跃迁发出的电磁波的强度和波长，对激发状态下岩矿物离子或者原子回到基态时产生的特征谱线来分析矿石矿物组成成分并对其进行定量和定性分析。该分析方法测定试样为固体粉末，避免了制备溶液试样时出现的稀释误差；可以多个试样同时进行测定；仪器成本较低。

 

　　原子吸收光谱法主要是利用岩矿物中的基态原子发射特征辐射来产生共振强度，一定范围内吸光度与试样基态原子含量成正比关系。该方法灵敏度较高、方法简便、准确率高、精明度好、分析速度快、应用范围广。

 

　　原子荧光光谱法通常是根据岩矿物在激发下原子蒸汽形成的荧光强度来确定试样中元素含量。该方法灵敏度高、谱线简单、抗干扰能力强；可以对多个试样同时进行测定；对微量原色的测定效果较好。

 

　　电感耦合等离子发射光谱法化验分析原理与发射光谱仪相同，该方法一般与原则发射光谱分析法共同使用；可同时完成大量元素含量的测定；可快速对为止实验中的大量元素进行定性分析；操作方式为全自动，放入一次试样可对所有元素进行分析；分析精度高。虽然该方法具有较多优点，但成本较高，在岩矿物化验分析实验中应用较少。

 

　　极谱仪是在岩矿物电解作用下，获得电压、电流曲线，并根据曲线图分析电解质中离子含量。利用极谱仪对岩矿物化验分析时需要使用汞，由于汞属于有毒物质，长时间的测试会对实验人员人体健康带来一定危害，因此该极谱分析方法在岩矿物化验分析实验中应用较少。

 

　　X射线荧光光谱法是利用岩矿物中元素发出了波长和射线能力来测定元素含量。该方法化验分析速度快、精准度高。但容易受到不同元素的干扰影响，无法保证分析结果，对元素进行定量分析时必须标样。

 

 

　　5.1化验设备控制

 

　　对岩矿物化验分析结果准确性产生影响的处理实验人员、操作流程外，分析仪器对分析结果也有较大影响。在化验分析过程中，相关工作人员需对仪器设备所显示的实验数据进行记录，以此作为实验的结果，若仪器设备出现故障或者不够先进，则会导致分析结果的准确性受到影响。因此，在化验分析展开前，也需对化验仪器设备进行检查，确保仪器设备的能够正常发挥作用，在化验完成后，相关工作人员需对化验仪器设备进行清理和维护。由于岩矿物所含元素较多，若化验仪器设备不及时更新换代也可能会对分析结果产生影响，相关部门需要积极引进高科技新型设备，新型设备的使用不仅能够对岩矿物中更多的元素信息进行分析，而且能够保证分析结果准确性，同时分析仪器对数据信息的快速处理，也可以提高分析结果的质量和效率。

 

　　5.2检测方法的选择

 

　　岩矿物化验分析工作是一项繁琐、复杂的工作，在化验工作开展前，必须制定可行、完善的方案与计划。在测定方案制定环节中，相关测定人员需要对实验流程与要点进行熟练掌握，为方案的制定提供保障。在岩矿物化验分析工作开展前，为保证分析结果的准确性与时效性，需要在岩矿物化验方案制定过程中，严格控制每个步骤，并制定多个预备方案，同时根据岩矿物的特性，对化验分析方法进行比较，选择最佳化验分析方案，确保所选择检测方法误差允许值、准确度等参数符合相关实验规范与标准要求。在岩矿物化验分析过程中，分析结果不能够出现差错，在实验环节中必须对每个实验步骤进行监管，保证岩矿物实验分析结果的可信性。

 

　　5.3化验环境控制

 

　　在岩矿物化验分析过程中，实验环境也会对分析结果产生一定影响。在对实验方案、实验设备、实验材料、实验人员等实验方案制定完成后，需要对护眼分析环境进行严格控制，如温湿度、光线条件、空气质量等。因此，在化验分析前，需对实验环境进行检测与控制，对不符合标准的地方及时整改，如实验中所使用的仪器设备对光线的要求较高，在检查时，需要对仪器设备活动范围进行标记，避免在实验过程出现差错。此外，实验人员不允许携带影响实验环境的物品，如具有刺激性气味、腐蚀性液体等物品，实验人员需要严格遵守相关管理规定，避免影响化验分析实验顺利展开。

 

　　5.4化验材料控制

 

　　在岩矿物分析化验中需要对实验材料的样品消耗、数量、存储模式、方式等进行严格控制，其中控制样品消耗量是保证实验质量的关键。分析化验工作的开展，都需要样品材料的支持，例如，对岩石样品进行存储时，实验人员需要保证岩矿物原始样品状态和成品不会发生变化，由于存储样品工作需要涉及到岩矿物的基本特性，因此，实验人员需要具备扎实的专业知识，确保存储工作不会出现失误。此外，岩石样品存储环境也会对材料性能产生一定影响，因此，需要专业人员对消耗品进行及时清理与检查，避免实验样品受到影响。

 

　　5.5实验人员控制

 

　　岩矿物化验分析环节较多、步骤复杂，对分析化验结果准确性产生影响的重要因素之一就是实验人员的不严格管控。矿物岩石化验分析工作的开展离不开实验人员，而实验人员的技术水与专业知识储备都会对分析结果产生影响。在化验分析展开前，实验人员需详细掌握化验操作步骤与流程，了解化验样品的基本特性，确保实验工作的顺利开展。相关部门也需要制定相关管理体系，严格管对实验整个过程，及时发现并纠正实验人员工作中存在的问题，避免实验人员在化验过程中出现失误，成为影响分析成果质量的影响因素。

 

 

　　综上所述，岩矿物化验分析有助于了解和掌握地质价值，从而促进我国经济增长。我国拥有的矿产资源较为丰富，对岩矿物家孩子的研究对提高我国国际竞争能力具有重要重要。岩矿物化验分析实验中想要保证分析结果的可靠性和准确性，可以从分析仪器、实验材料、实验人员、分析方法、实验环境等方面进行严格控制，避免内在因素对分析结果产生影响。