秦治學(xué)
(四川會(huì)理鉛鋅股份有限公司, 四川 會(huì)理 615108)
我國(guó)礦產(chǎn)資源十分豐富,巖礦年開(kāi)采量也比較大,怎樣提高巖礦測(cè)試分析的質(zhì)量以提取出更加有用的礦產(chǎn)元素是巖礦開(kāi)采過(guò)程中最為關(guān)鍵的工作之一。巖石礦物中含有多種組成元素和化學(xué)元素。為了有效地對(duì)這些復(fù)雜成分進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)和測(cè)定,必須采用科學(xué)的分析方法進(jìn)行檢測(cè)。在許多的巖礦分析儀器中,電感耦合式等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)都有著相當(dāng)好的使用效果。通過(guò)對(duì)巖石礦物的分類化驗(yàn)可以更明確地掌握元素成分和具體含量等狀況,為進(jìn)一步研究和使用某些微量元素提供了必要依據(jù)。從而通過(guò)選用正確的化驗(yàn)方案和嫻熟的操作技能才能使最終分析結(jié)果,保證了化驗(yàn)品質(zhì)。
地質(zhì)礦產(chǎn)是地殼中一個(gè)或數(shù)個(gè)化學(xué)元素的天然聚合物以及地殼的各種地質(zhì)活動(dòng)產(chǎn)物。巖礦是自然界中最普遍的化學(xué)元素組成類型之一,但由于地質(zhì)活動(dòng)的差異,巖礦的種類也呈現(xiàn)了多樣性的特征。在大自然中,目前存在的巖礦類型已達(dá)百余種,其中鹽礦類型更達(dá)百余種;但在大自然中常用的巖石礦物,大致有這樣幾類:鐵及其化合物﹑磁鐵礦等含氧礦石,以及碳酸鹽類礦石(如方解石﹑白云石),硅酸鹽類礦物(如云母﹑長(zhǎng)石﹑角閃石)等。礦石通常都具有特定的外觀形狀和物理性質(zhì),這些特性能夠有助于人們區(qū)分出各個(gè)類型的礦石。
巖礦分析化驗(yàn)工作是地質(zhì)工作的前提和基礎(chǔ),在獲取地質(zhì)信息﹑確定基本地質(zhì)條件以及人類觀察自然和開(kāi)發(fā)礦產(chǎn)資源方面起著重要的指導(dǎo)作用。目前我國(guó)已經(jīng)建立起了較為完善的巖礦分析測(cè)試體系,并且取得了較好的成效。但是,在實(shí)際應(yīng)用中仍存在一定問(wèn)題需要解決,因此加強(qiáng)其研究十分有必要。一是進(jìn)行礦物普查時(shí),需要查明巖石礦物是否存在。二是要測(cè)定巖石礦物中各種化學(xué)元素的含量,以確定它們是否含有任何類型的礦物,并因此計(jì)算礦物的提取量和檢查這種方法的可行性,以及比較使用巖石各種類型礦物的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和成本。從勘探和找礦的角度出發(fā),對(duì)巖石礦物原料分析基礎(chǔ)上獲得的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理,不僅可以了解到礦物與礦產(chǎn)之間的關(guān)系,還能為地質(zhì)勘探提供依據(jù)。三是巖石礦物原料的分析結(jié)果還可以確定巖石礦物的共生元素及其狀況,以便預(yù)測(cè)礦石品位和制定最佳開(kāi)采方案。與此同時(shí),在工程地質(zhì)調(diào)查﹑采礦和礦物分析以及巖石檢查中也發(fā)揮了不可或缺的作用,在建設(shè)﹑合理利用地質(zhì)資源﹑重建地質(zhì)災(zāi)害和防災(zāi)方面,可以為有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)提供基礎(chǔ)地質(zhì)資料,以利于相關(guān)工作的有序進(jìn)行。
在分析化驗(yàn)過(guò)程中,巖石礦物樣品的收集是第一步,并且樣品收集,制作的方法,還將對(duì)于后續(xù)分析化驗(yàn)工作的進(jìn)行和最終成果的精確性,有著直接的影響。①取樣時(shí)應(yīng)盡可能取自不同地區(qū),使試驗(yàn)分析的結(jié)果更接近整個(gè)礦區(qū)的真實(shí)情況。來(lái)自不同地區(qū)的樣品應(yīng)盡可能保持其總重量以及樣品袋和樣品瓶的原始狀態(tài)一致。在實(shí)驗(yàn)室中完成分析方法的分析,不需要復(fù)雜的設(shè)備和昂貴的儀器,只需簡(jiǎn)單的工具就能完成各種樣品的檢測(cè)及加工處理工作。如果采用其他方法來(lái)制作樣品,則會(huì)導(dǎo)致樣品成分含量出現(xiàn)較大差異。為了更好地實(shí)現(xiàn)地質(zhì)樣品的有效利用與研究,就應(yīng)當(dāng)針對(duì)其中存在的問(wèn)題展開(kāi)深入探究,從而制定出科學(xué)合理的解決方案。②粉碎機(jī)粉碎后得到的巖石樣品呈粉末狀,不受其他無(wú)關(guān)因素影響,從而提高了分析測(cè)定結(jié)果的精確性[1]。但是在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中,由于受到測(cè)試要求﹑樣品性質(zhì)等方面的影響,往往會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題,如:樣品的綜合性差﹑樣品設(shè)備不穩(wěn)定﹑數(shù)據(jù)缺乏一致性和代表性等等。在對(duì)巖石礦物性質(zhì)進(jìn)行研究時(shí),需要將實(shí)驗(yàn)分析作為重要的分析工作環(huán)節(jié)來(lái)對(duì)待,做好相應(yīng)的質(zhì)量分析管控;對(duì)于礦石樣品而言,由于其成分復(fù)雜且不穩(wěn)定,需要按照一定比例來(lái)制作成符合實(shí)驗(yàn)室分析方法使用的測(cè)試樣本。此外,還可以根據(jù)相關(guān)規(guī)定,將樣品分為礦樣和非礦樣兩部分。礦物樣品的均勻性越高,其代表性就越強(qiáng),這對(duì)于實(shí)驗(yàn)分析樣品來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。③樣品加工時(shí)需要注意以下幾點(diǎn):第一,嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定執(zhí)行各項(xiàng)管控措施,確保樣品加工后所獲得的原始樣品物質(zhì)具有良好的代表性;樣品的取樣量也是非常重要的一個(gè)因素,因?yàn)樗苯佑绊懙疆a(chǎn)品的均勻性,所以一定要選擇合適的加工方法來(lái)控制產(chǎn)品的質(zhì)量和粒度大小,這樣才能確保樣品試樣分析后得到的數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確可靠,同時(shí)也能提高對(duì)試樣的均勻性進(jìn)行檢測(cè)的能力;第二,還要做好樣品運(yùn)輸及保管工作,避免因運(yùn)輸或存放不當(dāng)導(dǎo)致其失去原有價(jià)值和使用功能;同時(shí)還應(yīng)確保樣品不受外界環(huán)境的干擾,保持樣品性質(zhì)不變。還要確保設(shè)備完善,合理和實(shí)驗(yàn)室管理程序以及確保樣品在儲(chǔ)存,試驗(yàn),準(zhǔn)備和待檢期間不發(fā)生破損,遺失,變質(zhì)和劣化。
在礦物的收集中,要確保選擇的樣品是有代表性的,如不能包括全部礦物,應(yīng)包括大部分礦物特質(zhì)。在采礦區(qū)中進(jìn)行采樣工作之前,需要先確定所采礦物是否符合試樣標(biāo)準(zhǔn),這樣才能確保采集數(shù)據(jù)的不完整性。在對(duì)礦石樣品進(jìn)行處理之前,首先要對(duì)其中具有工業(yè)價(jià)值的部分進(jìn)行分離,然后再對(duì)分離后的礦石進(jìn)行分析檢驗(yàn)。對(duì)于礦山生產(chǎn)而言,采礦工程是一項(xiàng)十分重要的基礎(chǔ)性環(huán)節(jié),只有做好這項(xiàng)基礎(chǔ)工作才能夠?yàn)楹罄m(xù)礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)提供可靠保障[2]。從目前來(lái)看,我國(guó)大部分地區(qū)都已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用到了選礦技術(shù)。在進(jìn)行礦物提取之前,一定要做好礦物樣品的準(zhǔn)備工作。一是采樣器。采樣器可以分為機(jī)械式和電子式兩種類型。二是稱量系統(tǒng)。礦物樣品主要由礦物質(zhì)組成,不同種類的礦物質(zhì)具有不同性質(zhì)。樣品質(zhì)量的好壞直接影響到最終得到的礦物重量。因此,樣品測(cè)試時(shí),可選擇新的測(cè)試方式——多元化的樣品重量。即樣品制備時(shí)盡量多次破碎礦物樣品為代表樣品,該方法更切合實(shí)際,性價(jià)比較高。
由于巖礦中所含元素種類極多,且每種元素的測(cè)定方法也不相同,這就給巖礦測(cè)定方法選擇增加了困難。在實(shí)際工作中,由于受到多種因素的影響,使得現(xiàn)有的礦石試樣測(cè)定方法存在一定的問(wèn)題,例如:數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確﹑數(shù)據(jù)不完整等情況,這些都會(huì)導(dǎo)致對(duì)元素的測(cè)定缺乏科學(xué)性與合理性,從而無(wú)法對(duì)礦石試樣進(jìn)行有效分析。在對(duì)礦石試樣進(jìn)行研究之前,首先要明確各種測(cè)定方法之間存在的差異,然后再根據(jù)這些差異來(lái)制定相應(yīng)的分析方案,這樣才能提高礦石試樣的最終結(jié)果的精確度。為了使這些分析方法能被正確使用,必須對(duì)每種方法都要充分了解,并嚴(yán)格按照其規(guī)范操作。擬定測(cè)定方案時(shí)應(yīng)全方面地考慮巖石礦物中所有元素的特性,如條件許可,可擬定各種測(cè)定方案并加以考慮,擇優(yōu)錄取。
為了保證巖石中礦物的分析質(zhì)量,正確的分析方法尤為重要。樣品的類型和分析所需的時(shí)間不同,從而導(dǎo)致分析檢驗(yàn)結(jié)果存在差異。所以,在進(jìn)行分析檢驗(yàn)時(shí),應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況合理地選取合適的方法和儀器,并嚴(yán)格按照規(guī)定的誤差允許值﹑準(zhǔn)確度及檢出限等各項(xiàng)指標(biāo)來(lái)進(jìn)行試驗(yàn),符合國(guó)家有關(guān)規(guī)定或者相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),從而保證化驗(yàn)分析的質(zhì)量。化驗(yàn)分析需要在一定的環(huán)境條件下進(jìn)行,包括特殊的實(shí)驗(yàn)設(shè)備,專業(yè)的實(shí)驗(yàn)人員以及專業(yè)的儀器等等,這些都是影響其安全性能的因素。通常選擇更規(guī)范的實(shí)驗(yàn)分析方法,如顧客有特殊需求,有關(guān)部門(mén)特殊需求等,可以使用既定的非標(biāo)準(zhǔn)方法分析結(jié)果[3]。巖石礦物的測(cè)定方法主要有兩個(gè)部分組成。一是要根據(jù)具體樣品的具體情況來(lái)確定合適的測(cè)定方法,這可以更準(zhǔn)確地反映出礦物的特征。同時(shí),符合巖石礦物的各種性質(zhì)。第二,還必須充分考慮到巖石的礦物特性,并應(yīng)考慮到測(cè)量不同類型巖石或巖石中更復(fù)雜礦物的不同方法,以避免漏測(cè)或擅自添加工序等現(xiàn)象發(fā)生;三是在實(shí)際測(cè)定時(shí),應(yīng)注意靈活處理。對(duì)于礦物元素或雜質(zhì)含量高的巖石,可采用原子吸收法進(jìn)行測(cè)量;對(duì)于某些金屬元素含量較高的巖石,應(yīng)使用電感耦合等離子體質(zhì)譜法來(lái)檢測(cè)。對(duì)某些礦物元素含量相對(duì)較多的巖石應(yīng)選擇滴定法或重量法等來(lái)進(jìn)行檢測(cè),以確保對(duì)巖石礦物進(jìn)行分析化驗(yàn)的結(jié)果準(zhǔn)確。
分析化驗(yàn)結(jié)束后,技術(shù)人員需要對(duì)若干組樣本的測(cè)定結(jié)果加以總結(jié)并統(tǒng)一加工。但是由于受到樣品和儀器等因素的影響,使得樣品分析化驗(yàn)結(jié)果會(huì)出現(xiàn)一定的差異。所以,有必要對(duì)資料進(jìn)行比較,加工,對(duì)有明顯錯(cuò)誤的測(cè)量結(jié)果加以排除。在實(shí)際工作中,為了保證化驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,通常會(huì)從多個(gè)專業(yè)角度出發(fā),采用以點(diǎn)帶面的方式,對(duì)整個(gè)采礦區(qū)域內(nèi)的各種化學(xué)元素進(jìn)行檢測(cè)。巖石礦物的數(shù)據(jù)管控主要包括數(shù)據(jù)核查﹑數(shù)據(jù)判斷﹑數(shù)據(jù)采集與傳輸以及數(shù)據(jù)管控等環(huán)節(jié);在實(shí)際工作當(dāng)中,可以選擇不同類型的實(shí)驗(yàn)設(shè)備來(lái)實(shí)施檢測(cè)。具體而言,包括實(shí)驗(yàn)室分析天平﹑離子色譜儀﹑原子吸收光譜儀等等。數(shù)據(jù)收集是基于對(duì)數(shù)據(jù)的控制和驗(yàn)證,通常分為自動(dòng)和手動(dòng)數(shù)據(jù)收集兩種類型;數(shù)據(jù)處理的質(zhì)量控制包括公式﹑表格,常數(shù)及其他應(yīng)用方式;數(shù)據(jù)判定包括基于規(guī)范,技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行具備時(shí)效性,準(zhǔn)確性與合理性的評(píng)判;數(shù)據(jù)傳遞包括基于流程的控制,確保數(shù)據(jù)傳遞過(guò)程中不丟失,維護(hù)數(shù)據(jù)完整性;數(shù)據(jù)核查的關(guān)鍵在于轉(zhuǎn)換,數(shù)據(jù)計(jì)算及其他環(huán)節(jié)的有效驗(yàn)證;數(shù)據(jù)更正中注明更正依據(jù)與理由。
實(shí)驗(yàn)的質(zhì)量不僅受工作人員的影響,更重要的是受設(shè)備和實(shí)驗(yàn)質(zhì)量的影響。在實(shí)際操作中,設(shè)備必須記錄所有數(shù)據(jù),以表明設(shè)備的狀況決定了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。為了提高實(shí)驗(yàn)室的工作效率,需要注意以下幾個(gè)方面:①準(zhǔn)備好儀器和相關(guān)工具。對(duì)于每一個(gè)實(shí)驗(yàn)員來(lái)說(shuō)都應(yīng)該熟悉自己所要用到的各種儀器設(shè)備。②認(rèn)真維護(hù)﹑檢修設(shè)備[4]。具體而言,在試驗(yàn)開(kāi)始前,一定要考察好相應(yīng)的裝置,這樣才能充分發(fā)揮裝置的性能。在試驗(yàn)結(jié)束后一定要對(duì)其進(jìn)行維修與養(yǎng)護(hù),甚至在當(dāng)時(shí)不需要時(shí)也要對(duì)其進(jìn)行很好的維護(hù)與養(yǎng)護(hù),以確保設(shè)備性能良好。③為了提高設(shè)備的正確率。工作人員一定要注意對(duì)設(shè)備進(jìn)行管理標(biāo)識(shí)以及校準(zhǔn)工作,并且要對(duì)其運(yùn)行狀態(tài)以及故障維修情況進(jìn)行詳細(xì)記錄,確保其具有良好的工作狀態(tài)。
巖石礦物化驗(yàn)分析資源的保障措施對(duì)于整個(gè)地質(zhì)勘查行業(yè)來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的,也是非常重要的環(huán)節(jié)之一。①在人員保障上。工作人員一定要具備專業(yè)操作能力才可以確保設(shè)備儀器正常運(yùn)行,還可以合理評(píng)價(jià)和鑒定成果精準(zhǔn)程度。儀器設(shè)備使用過(guò)程中,為了確保儀器設(shè)備能夠正常運(yùn)行,需要做好化驗(yàn)分析前的檢定和校準(zhǔn)工作,并按照相關(guān)規(guī)定建立相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)管理程序,通過(guò)嚴(yán)格的溯源核查來(lái)保證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的溯源性。②分析化驗(yàn)環(huán)境方面,為了確保實(shí)驗(yàn)安全,必須對(duì)儀器設(shè)備進(jìn)行維護(hù),以提高化驗(yàn)分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。此外還要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室管理,防止污染,確保檢測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠,同時(shí)也應(yīng)注意保持室內(nèi)通風(fēng)﹑干燥﹑潔凈等條件,保證操作人員身體健康。③在后勤保障中,為避免物料中存在雜質(zhì),要嚴(yán)格檢驗(yàn)物料,試劑才能適用,不然會(huì)影響化驗(yàn)結(jié)果。另外還應(yīng)重視對(duì)樣品的保存與保管,保證其不變質(zhì)﹑不變味或發(fā)生霉變現(xiàn)象,以便于后續(xù)研究和應(yīng)用。
由于實(shí)驗(yàn)結(jié)果受環(huán)境影響較大,在完成材料﹑人﹑設(shè)備和實(shí)驗(yàn)方案的精確操作后,就需要嚴(yán)格控制實(shí)驗(yàn)室環(huán)境,實(shí)驗(yàn)室空氣質(zhì)量﹑光線和溫度也是非常重要的。而這些條件中最關(guān)鍵的是空氣品質(zhì)問(wèn)題。因?yàn)榭諝馄焚|(zhì)直接關(guān)系到人體健康及工作效率,同時(shí)還與企業(yè)的安全生產(chǎn)息息相關(guān)。目前很多企業(yè)已經(jīng)意識(shí)到了這個(gè)方面存在的問(wèn)題。所以,試驗(yàn)開(kāi)始前一定要請(qǐng)工作人員對(duì)各項(xiàng)環(huán)境指標(biāo)進(jìn)行認(rèn)真測(cè)試與控制,如出現(xiàn)不符情況一定要盡快落實(shí)治理。因?yàn)橛行┢鞑膶?duì)光的要求較嚴(yán),因此一定要擺正它們的位置,做好標(biāo)志。另外,為了保證工作人員能夠在良好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中進(jìn)行操作和學(xué)習(xí),還要注意控制好實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的溫度﹑濕度等條件,防止各種腐蝕物品的侵入,同時(shí)也要避免產(chǎn)生刺激性氣味。所以要求所有工作人員都要遵守實(shí)驗(yàn)室各項(xiàng)規(guī)章制度,這樣才能確保實(shí)驗(yàn)工作順利開(kāi)展。
巖石的礦物分析是一項(xiàng)技術(shù)含量很高﹑專業(yè)性很強(qiáng)的工作,需要專業(yè)人員具備豐富的專業(yè)經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)。在這方面,專家應(yīng)更好地理解和掌握巖石中礦物的分析結(jié)果,以提高分析質(zhì)量。這是確保為分析提供可靠技術(shù)支持的唯一途徑。巖石礦物種類繁多,其性質(zhì)也各不相同,因此,需要采用不同的測(cè)定方法進(jìn)行測(cè)定。所以,在實(shí)際工作中,相關(guān)技術(shù)人員必須結(jié)合具體情況進(jìn)行具體分析,選擇合適的分析方法。只有具備較強(qiáng)的專業(yè)技能和豐富的工作經(jīng)驗(yàn),才能在巖石礦物原料分析中發(fā)揮應(yīng)有的作用,從而提高自己的專業(yè)素質(zhì)[5]。因此,技術(shù)人員必須具有較高的綜合素質(zhì)與業(yè)務(wù)技能水平。如嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的職業(yè)精神,善與人配合,主動(dòng)與人交流的優(yōu)良性格等,這都是優(yōu)質(zhì)完成分析化驗(yàn)任務(wù)的重要保證。只有這樣才能夠保證巖礦分析測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。
儀器設(shè)備的選擇與管理也直接關(guān)系到巖石礦物的分析化驗(yàn)成果。如一些儀器,設(shè)備由于使用頻率高,磨損比較嚴(yán)重,或靈敏度不夠,易使測(cè)定結(jié)果誤差偏大。也有部分容器,上一次分析化驗(yàn)后未進(jìn)行全面清洗,容器內(nèi)壁,底部仍殘留有一定數(shù)量的巖石粉末等,這些都將干擾本試驗(yàn)的測(cè)定結(jié)果。所以在實(shí)施質(zhì)量控制的過(guò)程中,一方面要與技術(shù)方案相結(jié)合,統(tǒng)計(jì)并檢查各種儀器,設(shè)備的備齊情況,同時(shí)也要對(duì)其進(jìn)行全面的檢驗(yàn)。在檢驗(yàn)中必須按照操作規(guī)程進(jìn)行操作,保證各項(xiàng)指標(biāo)符合相關(guān)要求,以確保檢測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。同時(shí)還要做好校準(zhǔn)工作。對(duì)不合格的測(cè)量?jī)x器﹑設(shè)備及容器應(yīng)及時(shí)進(jìn)行調(diào)零和調(diào)整,確保所用標(biāo)準(zhǔn)材料的測(cè)量精度。如果出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題,應(yīng)及時(shí)更換。分析后,使用過(guò)的儀器,如容器,也應(yīng)恢復(fù)到之前的狀態(tài),并徹底清潔。對(duì)于不符合檢測(cè)要求的,應(yīng)及時(shí)予以更換;對(duì)于損壞較大的,則需盡快修復(fù)或重新制作。此外,還應(yīng)嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行操作,使用后還應(yīng)集中處理試樣,以免產(chǎn)生污染。
在地質(zhì)勘探作業(yè)過(guò)程中,巖石礦物分析化驗(yàn)不但是一個(gè)重要組成部分,而且在我國(guó)礦業(yè)發(fā)展過(guò)程中有著明顯積極的意義,所以相關(guān)工作人員要不斷地加強(qiáng)對(duì)其進(jìn)行研究和討論,并且要注重積累工作經(jīng)驗(yàn),切實(shí)加強(qiáng)分析化驗(yàn)工作,從而為確保其分析化驗(yàn)成果的正確性提供保證。由于地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜多變,導(dǎo)致常規(guī)的巖礦分析測(cè)試方法不能完全滿足實(shí)際需要,這就給地質(zhì)找礦帶來(lái)了一定困難。在實(shí)際開(kāi)展地質(zhì)工作時(shí),要明確巖石礦物分析鑒定過(guò)程中存在的問(wèn)題及相應(yīng)的解決措施,選擇適當(dāng)?shù)臏y(cè)量方法和識(shí)別方法來(lái)提高分析估計(jì)的準(zhǔn)確性,從而促進(jìn)地質(zhì)勘探工作的順利開(kāi)展。