基于離子色譜技術(shù)的巖礦中金屬元素測試系統(tǒng)研究

易 超

（江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局贛西地質(zhì)調(diào)查大隊，江西 南昌 330201）

本文基于離子色譜技術(shù)的巖礦中金屬元素測試系統(tǒng)研究，以江西九嶺某巖礦為例。江西九嶺巖礦體位于揚子地塊東南緣邊地帶，是我國華南的一個大規(guī)模的復式巖礦基地[1]。南嶺山脈的分支為大庾嶺和九連山脈，大體呈東西—北南走向，盤亙于贛粵之間，海拔多在750m到1050m之間，九連山主峰黃牛石海拔1648m。由于大量巖礦巖漿的侵入，盛產(chǎn)鎢、鉬、錫、鉍等有色金屬，特別是大余縣西華山的鎢礦資源聞名中外，享有“鎢都”之譽。為精確探明多金屬礦中各種有色金屬的種類與含量，設計了一種采用離子色譜鑒別的快速分析方法。

1 基于離子色譜技術(shù)的巖礦中金屬元素測試系統(tǒng)設計

離子色譜技術(shù)的原理是利用不同元素的熱輻射色譜差異來進行“身份鑒別”，因此對巖礦中金屬元素的測試重點在于準確獲取巖礦的熱輻射色譜圖[2]。在巖礦金屬元素測試系統(tǒng)中，綜合了標準白光源、色譜靶板等前端色譜采集設備，以電子自動感光采集的工作模式送入控制計算機，并與預存的各種金屬元素的特征譜線對比分析，實現(xiàn)快速、全自動的技術(shù)元素含量分析。

1.1 硬件設計

基于大數(shù)據(jù)應用背景的網(wǎng)絡流量監(jiān)控系統(tǒng)硬件設計的主要內(nèi)容為測試控制計算機，其型號為MD-L271系列。設計目的是為了滿足江西九嶺巖礦中的金屬元素測定的需求而研發(fā)，具有穩(wěn)定等級高、內(nèi)置天線、內(nèi)置鋰電池等特點[2]。MD-L271測試控制計算機是一款GPRS傳輸?shù)臒o線數(shù)字測試儀器，將測試出的江西九嶺巖礦中的金屬元素上傳到云端。用戶可以現(xiàn)場或者遠程匹配IP地址及其他江西九嶺巖礦中的金屬元素常規(guī)參數(shù)。MD-L270L測試控制計算機采用NB-iot技術(shù)，具有功耗低，傳輸效率高，資費低等優(yōu)點[1]。

1.2 軟件設計

利用自動測試軟件功能模塊對巖礦中金屬元素進行預處理，再通過設計數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)對江西九嶺巖礦中金屬元素的精準測試[2]。如圖1所示：

圖1 自動測試軟件功能模塊模式圖

2 仿真實驗

2.1 實驗準備

此次仿真實驗用例包含測試江西九嶺巖礦中的金屬元素測試效率、系統(tǒng)自檢測試以及保護功能邏輯測試等。本文采用測試效率為實驗內(nèi)容，實驗中除了對江西九嶺巖礦中的金屬元素測試外，還特意編寫了產(chǎn)生諧波的接口函數(shù)，致力于驅(qū)動Help2100對保護功能邏輯施加諧波進行金屬元素測試。在每個開入口分別施加“A”和“B”信號，讀取結(jié)果分析生成報告進行比對；開出測試時通過Help2100對保護功能邏輯施加的故障狀態(tài)序列。分別使用傳統(tǒng)的巖礦中金屬元素測試系統(tǒng)及基于離子色譜技術(shù)的巖礦中金屬元素測試系統(tǒng)測試江西九嶺巖礦中的金屬元素的測試效率。為確保實驗的普遍性，設定實驗總次數(shù)為6次。設置傳統(tǒng)的巖礦中金屬元素測試系統(tǒng)為對照組，進行對比實驗。

2.2 實驗結(jié)果分析與結(jié)論

根據(jù)上述的設計的實驗，將兩種系統(tǒng)下的江西九嶺巖礦中的金屬元素測試效率進行對比。采集8組實驗數(shù)據(jù)，利用MD-L271測試控制計算機將兩種方法針對巖礦中的金屬元素測試效率對比情況進行整理，實驗結(jié)果如下圖2所示。

圖2 江西九嶺巖礦中的金屬元素測試效率對比圖

通過圖2可知，與傳統(tǒng)的巖礦中金屬元素測試系統(tǒng)相比，基于離子色譜技術(shù)的巖礦中金屬元素測試系統(tǒng)對巖礦中金屬元素測試的測試效率更高。由此可見，基于離子色譜技術(shù)的巖礦中金屬元素測試系統(tǒng)可以實現(xiàn)對巖礦中金屬元素高質(zhì)量的測試。

3 結(jié)語

扼江西、廣東兩省交界的梅關(guān)，自古就是南北通道和軍事要隘，因此，針對江西九嶺巖礦中的金屬元素測試是十分必要的。

利用離子色譜技術(shù)來測定江西九嶺巖礦中的金屬元素是科學有效的，通過被分離組與固定組之間發(fā)生離子交換的能力差異來實現(xiàn)分離。

離子色譜技術(shù)主要是用來分離離子或可離解的化合物，可以有效測試江西九嶺巖礦中金屬元素，能夠廣泛地應用于無機離子的分離。

綜上所述，基于離子色譜技術(shù)的巖礦中金屬元素測試系統(tǒng)為江西九嶺巖礦中的金屬元素測試效率指明了研究方向。