礦石的化學取樣與化學分析

留芳

摘 要:在礦床勘探工作中,礦石的化學取樣和化學分析是一項非常重要的基礎工作,通過對取定的樣品進行化學分析,其目的是研究與評定礦石的質量,礦石加工及礦體開發技術條件,為礦體的圈定,儲量計算及采礦選礦等提供資料依據。

關鍵詞:化學取樣化學分析礦石樣品方法

中圖分類號:P574 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)07(c)-0143-01

化學取樣也稱為普通取樣,是采集有代表性的巖石樣品,并對它們進行相應的化學分析,測定出樣品中的化學成分及其含量,確定礦石中的主要成分、伴生有益成分、有害雜質的種類、數量,及其礦石化學物質的分布狀態和分布規律,進而推斷出相鄰礦石的成分含量。

1 礦石的取樣

勘探工作中的首要作業是采樣。通過對采集樣品的化學分析可以確定礦石中的主要成分,評價礦床儲量和工業價值的可靠性。所以在對礦石取樣時一定要保證樣品的可靠性。否則會因取樣的不準確而喪失了取樣工作的全部意義。因此,我們在勘探工作中對礦石進行取樣時應遵循以下原則:①在勘探中先對所選的地區進行其地質特點的研究,然后通過實驗證實其有足夠可靠性后,再做出選擇和確定,同時還要兼顧取樣的效率和開采的經濟效益,嚴禁選擇性采樣。②取樣間距要保持相對一致的原則,不能有大有小,這樣更能得出正確可靠的取樣結果。③取樣應該遵循礦體研究的完整性、整體性的原則,樣品必須沿礦化變化性最大的方向采取,對于沒有明顯邊界線的礦體,要在穿過礦化帶的整個勘察工程上取樣。④對于不同類型、品級的礦石與夾石,應根據其厚度與工業指標,逐一連續的進行分段采樣,以滿足開采信息的需要。在工程中常見的取樣方法有鉆探取樣,自然露頭與坑探工程中取樣。

1.1 鉆探取樣

鉆探取樣的方法多采用于鉆探工程質量符合要求的工程中。巖石鉆孔的巖心取樣,對于口徑者較大的巖石常采用劈半法,即沿巖心軸面用機器劈開成相同的兩部分,一半作為樣品,一半保存下來可以作為替補或留為它用。在巖心取樣時應注意以下問題:①.巖心取樣率應嚴格執行規定的要求,礦體及其頂底板3～5m內的沿礦心采取率不低于80%,當厚礦體巖心采取率連續5m低于要求時,要停止取樣。②.根據礦體不同的特點采用分回次取樣,當所要取樣的礦體很厚,礦化均勻,巖心收取率差別不大時,可將相鄰回次樣品合并成為一個樣品,若礦體內部結構復雜時,應連續分段采樣。

1.2 自然露頭與坑探工程中取樣

常用的采樣方法有刻槽法、剝層法、打眼法、方格法、揀塊法和全巷法。①刻槽法一般是沿礦體厚度方向按一定斷面規格和長度刻鑿一條長槽,并把槽中鑿下的全部礦石作為樣品。②剝層法是連續或間隔的均勻的在礦體上剝下一薄層礦石作為樣品的采集方法,剝層法一般用于礦化極不均勻,有用礦物顆粒粗大,用其它采樣方法不能獲得可靠結果的礦床。③方格法是在礦體中露部分劃分一定網格,然后在網格各交點上均勻的鑿取一定數量和大小一致的礦石塊,將其合并成一個樣品的采樣方法。該法常用于礦化比較均勻、礦體厚度較大的礦體取樣。④揀塊法是將繩網鋪在礦石堆上,從每個網格中揀取塊度大致相等的小塊礦石碎塊,合并成一個樣品的采樣方法,該方法簡單功效高。⑤打眼法是在坑道掘進過程中用一定設備收集鉆鑿炮眼所產生的巖礦粉、泥作為樣品的采樣方法。⑥全巷法是坑道在礦體內掘進時隨即將一定長度內采出的全部礦石作為樣品的取樣方法。

2 化學分析

化學分析可以測定礦石中的化學組成成分及各自所占的比例,是研究和分析礦石結構最基本的方法。通過各組分的化學分析,其結果可用于圈定礦體、計算礦石儲量、評價礦石質量和提取某一稀有的化學物質,用于工業及冶金頁的發展。采用化學分析法測定礦石的質量雖然靈敏度低,但測量精度高,只需樣品50～100g即可。根據對礦石分析的目的和要求劃分,化學分析可分為全分析、普通分析、組合分析及物相分析。

2.1 全分析

全分析就是全面了解礦石各類型中所含的全部化學成分與含量及其所占的比例。一般要求分析結果之總和應接近100%。全分析之前,一般先做光譜全分析,除痕跡元素外,其它元素都應作為全分析的項目。由于全分析費工費錢,一般每種礦石類型或品級做一到兩個。全分析最好在勘察的初期進行,以便全面了解礦石的種類成分及含量,指導勘察工作。

2.2 普通分析

普通分析的目的是了解礦石中主要有用組分的含量,當其他有用組分達到工業要求時,也應列入基本分析項目,以作為圈定礦體、計算儲量之用,因此必須系統的對每個樣品都要進行分析。

2.3 組合分析

組合分析的目的是系統了解礦石中伴生有益組分和有害雜質的含量及分布狀況,以便計算伴生有益組分的儲量及了解有害雜質對礦石質量的影響。組合分析的項目根據全分析或多元素分析的結果確定。樣品組合時必須遵循的原則按各樣品的原始質量或取樣長度成比例的組合;必須是礦石類型、礦石品級相同時才能組合;原始樣品的取樣方法應相同。

2.4 物相分析

物相分析的目的是查明有用組分在礦床自然分帶礦石中的賦存狀態和礦物相,以區分不同的礦石類型。物相分析樣品的采集是根據對礦石的礦物學研究結果,在兩類礦石的分界處附近專門采取,也可利用組合樣。采樣與分析必須及時進行,以免樣品被氧化影響分析質量。

根據探采結合和保護環境的原則,無論是在礦床地質勘查,還是在礦山開發勘探階段,對化學分析所取得的資料信息的重新發掘和利用,勘查人員最具優勢和機會,也應當在新形勢下,在找礦增儲、充分合理利用礦產資源和環境保護等方面,應該也能夠做出驚世駭俗的成就。

我們在平常的巖礦測試工作中,要把化學取樣和化學分析緊密的聯系起來,在取樣的基礎上,根據化學分析的方法,逐一測定出礦石中化學元素的種類及含量,及提取出生活生產中必要的而儲量稀少的礦物質,為工業發展提供便捷的途徑。作為化學分析的工作人員,我們要加強對專業知識的學習,在不斷的研究中總結出更多的化學分析方法,為我國的礦石的化學分析做出更大的貢獻。

參考文獻

[1] 裴榮富,丁志忠,等.試論固體礦產普查勘探與開發的合理程序.中國地質科學院學報,1990(5).

[2] 黃寶貴,張志勇,楊林,等.中國化學物相分析研究的新成就(上)[J].中國無機分析化學,2011(2).

[3] 胡萍,趙令湖,邊秋娟.內蒙烏拉山金礦床鉀長石的礦物化學及有序度的分析(英文)[J].巖石礦物學雜志,2005(3).

[4] 郭春山,馮渝清.TBP萃取鉻(Ⅵ)-二苯碳酰二肼有色絡合物分光光度法測定礦石中的微量鉻[J].分析化學,1981(4).

[5] 咼安池,鐘淑珍,王平,沈河山.銦的萃取色層分離及其在測定礦石中微量銦的應用[J].分析化學,1981(3).