對某選礦樣的鈮化學分析數據波動的探討

李 瑩，王筱麗，陳 靜

(1.河南省巖礦測試中心,河南 鄭州 450053；2.河南省金屬礦產成礦地質過程與資源利用重點實驗室，河南 鄭州 450053)

通常在制作標準物質時，首先要對樣品進行均勻性檢查，之后才能進行定值分析，最后運用數理統計方法得出其標準值，所以樣品均勻性是制作過程中一個非常重要的環節。而在巖礦化學分析制樣時，只需按照制樣操作規程，對樣品加工過程中反復多次均勻混合，全部通過200目標準篩檢查，并無過多要求。對化學分析人員來講，職責僅對分析測試樣品數據負責，對其樣品均勻性并不關注(金樣品除外，因為它特殊的延展性和賦存狀態，分析人員會特別重視)。

樣品不均勻性可以有多種方法進行檢驗，如測試方法精密度、相對標準偏差、多層套合方差法檢驗等等。但以上方法都較復雜繁瑣，而使用數理統計中單因素方差分析方法，來考察樣品的均勻性，具有易操作較簡單的特點。

本實驗鈮分析測試方法確定為“堿熔、硫氰酸鹽比色測定鈮”，因為曾在巖礦標準物質定值時使用過，比較成熟可靠，同時分析人員經驗豐富，以上兩個條件是采用單因素方差分析方法的必要保證。

1 實驗部分

1.1 單因素方差分析實驗

首先，我們用單因素分析方法分析，取事先已制備好的選礦試驗用樣，將其充分混勻，隨機抽取9個樣品，并加工成化學分析用樣。按每份樣品平行雙份共18個樣品，得出化學測試數據，結果見表1。

以上分析數據進行數理統計處理，使用單因素方差分析，如果實測結果計算出的F實計值大于理論的F臨界值，則判定樣品不均勻，反之,樣品是均勻的。統計結果見表2。

表1 Nb2O5的分析數據表 單位：10-6

表2 檢驗名稱、統計量

表3 樣品均勻性總體相對標準偏差允許范圍

表4 樣品均勻性總體相對標準偏差允許范圍

由表3、表4得出,當含量在10-6時在1000～100，RSD%允許范圍為3～4，該樣品RSD%=7.81已超過允許范圍。說明用單因素方差分析判定樣品不均勻的是正確。

1.2 篩析檢驗實驗

在單因素方差分析同時取100g樣品，過200目標準篩，得到篩上+200目樣品重量為57.58g，占 57.58%，作為篩上組。篩下-200目樣品重量為42.42g，占 42 .42% ，作為篩下組。分別加工成化學分析樣品之后，這兩組樣品各做五個平行化學分析測試，計算出各組的平均值和標準方差。數據結果見表5。

表5 篩析組數據

查閱該選礦樣的巖礦鑒定資料：該選礦樣品回收有用的礦物，重點為鈮鐵礦，其次是赤鐵礦等。脈石礦物是以鉀長石為主，含量60%，石英石為20%。礦石自然類型以赤鐵礦化花崗片麻巖為主，赤鐵礦化白云鉀長片麻巖次之。主要為鈮鐵礦變質型礦石。該礦區的鈮鐵礦在礦石中的分布極不均勻，多以赤鐵礦的包裹體形式出現，連生者次之。

根據以上資料提示可以確定，該礦樣中鈮的賦存狀態和化學分析數據的波動有必然相關性，樣品不均勻得到印證。

2 結果和討論

某選礦樣品中鈮元素，在自然礦石中以赤鐵礦化花崗片麻巖、赤鐵礦化白云鉀長片麻巖賦存，以鈮鐵礦變質型礦石，赤鐵礦包裹體形式出現。當制樣到+200目時，樣品解離不完全，會造成化學分析樣品不均勻而出現數據波動。這是用單因素方差分析和篩析樣品相對誤差分析得到的結論。

另外，一般來說金元素由于其特殊的延展性，賦存時又多以單質、鑲嵌、包裹等等形態存在，在樣品加工時有不均勻的情況出現多有報道。在廣泛查閱資料時，并未發現鈮元素在樣品中有不均勻現象的報道，該實驗首次嘗試用單因素方差分析檢驗樣品中鈮元素的均勻性。

當選礦樣品出現原礦分析數據發生異常波動時，查找多種原因，不能一味反復進行化學分析測試，應采取相應措施，重視加工質量，提高樣品均勻性，使得化學分析數據穩定性增加，同時也在一定程度上，減小因化學分析數據采集不確定而影響選礦試驗進度。

[1]程光華，蔣耀淞,張一球.概率統計[M].北京:地質出版社，1982.

[2]孫柄躍.數據處理與誤差分析基礎[M].河南：河南大學出版社,1990.

[3]許時.礦石可選性研究[M].北京：冶金工業出版社，2007.

[4]尹明，李家熙.巖石礦物分析[M].北京：地質出版社，2011.

[5]韓永志.標準物質定值原則和統計學原理[M].北京：中國計量出版社，2011.