离子色谱技术在岩矿测试中的应用

陈以良，陶兰芳

（江西省地质调查研究院，江西 南昌 330030）

由于我国国土面积辽阔，因此有许多矿产资源，但是矿产资源属于不可再生资源，在对其进行开采的过程中一定要小心谨慎，如果在开采过程中稍有不慎将会对地质结构产生极为严重的影响。想要更加科学合理的对地下矿产资源进行开采则必须要做好前期岩矿测试工作。如今采用最多的测试技术为离子色谱技术，该技术为整个测试工作提供了极大的便利。离子色谱技术在最早期的时候是被应用在化学领域，由于其自身具有很多优势，在后期的发展过程中逐渐引入了岩矿测试中。目前我国所使用的离子色谱技术与发达国家相比仍然有较大差距，我国不仅缺乏相关经验，同时还不具备较为完善的理论体系。对此相关部门应该给予充分重视，全面了解和学习离子色谱技术的相关知识，在原有的基础上对技术进行不断优化和完善，充分发挥其作用，从而促进我国矿产行业能够得到更好的发展[1-3]。

1 离子色谱技术的发展情况

虽然离子色谱技术是一项新技术，但是其并不是凭空产生的，而是在离子交换色谱技术上产生的。在早期的发展过程中由于科学技术水平较低，离子交换色谱所使用的活动相都是强电解质，强电解质的造成背景较高，被测定的离子所引起的电导会逐渐变小，这就使得无法用检测器检查出其中的待测离子，即使是可见分光度检测器也只能检测出很少量的离子。在科学技术水平还不发达的时期，在进行检测的过程中经常会出现电导检测器连续检测柱流物困难的问题，但是在1975 年的时候，相关研究人员对此问题进行了解决。

发展到1979 年的时候，相关研究人员在原有的基础上对技术进行了进一步的革新，使得不使用抑制柱就能够直接进入到电导检测器，但是前提是必须要正确的选择分离柱和洗脱液。随着研究范围的不断扩大，离子色谱技术的应用范围也在不断扩大，传统的技术之所以无法再适应如今的发展情况，是因为很多技术都有局限性，一些缺陷严重限制了技术的广泛应用，但是离子色谱技术却能够有效弥补一些传统技术的不足之处。离子色谱技术在阴离子的检测方面优势更加明显，检测速度不仅快，而且还十分灵敏。

在对离子色谱技术的原理进行研究的过程中，我们不难发现其原理就是让强电解质填充在离子交换剂的色谱柱内。色谱柱中的离子会被测定，然后根据实际情况进行分离，当经过抑制柱时，强电解质溶液会被转化为低电导溶液，然后在电导池中被检测出来。随着科学技术的不断进步，离子交换剂的性能得到了有效提高，传统的单柱被双色逐渐取代，离子色谱技术有许多不同的组成部分，但是最为重要的核心部分就是分离柱。从当前的实际发展情况来看，分离柱在分离的过程中可能会存在不同的区别，而这一区别取决于填充材料的性质[4]。

2 离子色谱技术作用的原理

离子色谱技术在上世纪70 年代的时候就被提出，该技术一经提出就受到了人们的广泛关注，该技术在上世纪80 年代的时候处于发展的高峰时期。在早期应用该技术的过程中，主要是在试验过程中进行使用，将试验品中的离子进行分离，然后对分离出的离子进行测试。在具体的操作过程中，物质中的电解质会逐渐随着离子而流动，在流动过程中会经过抑制柱和色谱柱，这样就能够形成电导溶液。随着时代的不断发展，科学技术水平在不断提高，离子测试逐渐转化成了单柱测试，在具体的测试过程中以分离柱为主。在展开实验的过程中需要充分考虑测试物质的具体情况，根据物质的不同性质来对分离出的填充物进行科学有效的选择，这样才能保证测试结果的准确性。当前我国在进行测试的过程中最经常使用的测试物质是氯元素和氟元素，这两种元素在锰矿中有十分高的含量。在对矿产资源进行物质检测的过程中，需要对其元素含量进行准确的测量，对测量结果进行系统性的分析才能有效保证整个锰矿资源的开采效率，同时能够避免在进行开采过程中对环境所造成的污染。当前相关部门在对矿产资源进行开采的过程中，没有充分意识到前期检测准确性的重要性，由于检测结果不准确会造成极为严重的经济损失，同时在开采的过程中还会对自然环境造成污染。因此在对矿产资源进行测试的过程中，必须要采用科学合理的测试手段，保证测试结果的准确性，这样才能提高工作效率，并且降低后期可能出现的一些经济损失。工作人员在展开检测工作的过程中，要针对某一些元素进行重点测量，同时要避免其他元素对测量结果产生的影响，这样能够有效降低测量结果的偏差。目前在岩矿测试中，对阴离子进行测试时通常会采用离子色谱的测试方法，通过导电检测能够很好的检测出被测溶液中的氮氧化物以及氯离子的数量。在进行实验操作的过程中一定要在没有紫外线影响的情况下进行，因为紫外线会对整个实验结果产生不良影响。

3 离子色谱技术在岩矿测试中的应用

3.1 在岩矿无机阴离子分析中的应用

离子色谱技术在最早期的时候是被广泛应用在化学领域，其能够对60 多种无机阴离子进行有效的测定。在应用离子色谱对样品进行分析的过程中，首先应该充分考虑样品的实际情况，并且对样品进行预处理，然后需要选择最为合适的分离和检测方法，这样才能为后期的检测奠定良好的基础。在利用离子色谱法进行水样测定的过程中，需要对样品进行适当的处理，在处理的过程中只需要用过滤器将样品中的颗粒物进行过滤就能够进行后续的测定。但是如果是对岩石矿物质等样品进行测定的过程中，则必须要对样品进行酸碱度的处理，除此之外，在进行溶解的过程中可以引入一些溶剂离子。在具体的测试过程中，如果含有复杂离子的样品一起进入到离子色谱仪中，将会给检测带来很大的难度，为了避免增加检测难度，应该尽可能的减少待测离子所带来的一些干扰问题[5]。

在早期的发展过程中，工作人员在对岩矿进行测定的过程中，一般都会采用一些预处理方法，在选用预处理方法的过程中可以根据实际情况进行选择，最为常见的方法有：热接法、扩散法、半熔法等等。在对矿物进行测定的过程中，一般都会使用半熔法。但是该种方法的操作过程较为繁琐，而且需要投入较多的人力物力和财力，最后所呈现出的效果也并不能让人十分满意。对此我国相关研究学者早就意识到了该种技术存在的问题，并且对该方法进行了不断的改进和优化。在使用离子色谱法对岩矿样品的离子进行测定的过程中，一般都会采用电导检测器的方法来进行检测。除此之外，还可以使用非抑制离子色谱法，该种方法主要是通过间接性的吸收紫外线来对相关物质进行测定。

3.2 在岩矿无机阳离子分析中的应用

离子色谱技术之所以能够得到十分广泛的应用，不仅仅是因为其能够在岩矿无机阴离子的分析中进行应用，同时还能够充分运用在岩矿无机阳离子的分析过程中。离子色谱技术可以对碱土金属和碱金属进行科学有效的测定，随着分离柱、检测器以及检测方法的不断优化和完善，离子色谱技术已经能够被广泛的应用在过渡金属的阳离子测定过程中。由于试样的浓缩技术出现，使得离子色谱的灵敏度得到了有效提高，离子色谱法还可以被应用在不同价态的金属离子测定过程中，通过相关的调查研究显示，在使用离子色谱法的过程中，能够对水样中的Fe2+和Fe3+进行有效的测定和分离。为了避免在进行测定的过程中出现一些偏差，测量人员可以等到显色以后再进行后续的测定，这样能够有效提高测定的准确性。

3.3 在分离镧系金属中的应用

离子色谱还可以被应用在分离镧系金属的过程中，镧系金属和其他普通的金属有着本质上的区别，镧系金属更容易溶于水，因此在对其进行分离的过程中，对技术有着更加严格的要求，通过相关调查研究显示，离子色谱技术可以很好的对镧系金属进行分离，在具体的分离过程中，首先需要对水化物中的水进行科学有效的置换，其次需要利用离子色谱法中的阳离子交换法来进行具体的实验操作，通过这样的方式能够对镧系金属中的元素进行科学有效的分离，利用离子色谱法能够有效提高分离效率，并且能够保证最终的分离质量。离子色谱技术的充分运用更有利于我国对镧系金属矿产资源进行开发和利用。

4 离子色谱技术的未来发展前景

由于我国在具体的发展过程中需要应用大量的矿产资源，如何对矿产资源进行高效的开发成为相关部门应该重点研究的问题。想要不断提高开发效率，并且减少在开发过程中对周围环境产生的影响，必须要做好前期的测定工作。在这样的前提背景下，离子色谱技术得到了十分广泛的应用，并且有良好的发展前景。离子色谱技术如今在进行不断的优化和完善，能够测量的离子数量在不断增多，由于离子色谱技术本身具有很好的分离特性，而且在具体的应用过程中还会使用其他的一切设备，这就使得整个分离效率能够得到有效提高，科学技术的进步使得当前所使用的仪器设备朝着智能化和多功能的方向进行转变。在对一些较为复杂的样品进行分析的过程中，如果想要得到更加准确的分析结果，则需要将离子色谱法和其他一些分析技术进行有效的结合。例如，可以将离子色谱法和流动注射法进行结合，通过这样的方式，能够更加高效的对一些问题进行解决，并且能够有效弥补各种技术方法存在的不足之处。在具体的发展过程中，可以充分利用浓缩技术，浓缩技术不仅能够提高方法的灵敏度，同时还能够对样品进行简单的预处理。从当前的实际发展情况来看，在对多种阴离子进行测定的过程中，最为合适的方法就是离子色谱法，在未来的发展过程中，离子色谱法还会进行不断的优化和完善，其能够被应用在更多的领域中。由于我国一直追求可持续性发展，任何技术在发展过程中都要考虑自身的抗污染能力，而离子色谱技术具有很好的抗污染能力，也正是因为这一点，使其具有强大的应用前景。

5 结语

综上所述，随着时代的不断发展，科学技术在快速进步，我国想要在激烈的市场竞争中占有一席之地，则必须要不断提高综合竞争实力，而提高综合竞争实力的过程中，最为有效的方式就是对矿产资源进行有效的开发和利用。离子色谱技术会被更加广泛的应用在多个不同的领域，其可以对岩矿、土矿中的阴离子和阳离子进行准确的测试。通过前期准确的测定，能够帮助工作人员更好的对矿产资源进行开发和利用。相关技术人员需要充分了解离子色谱技术的内涵，并且在原有的基础上对其进行不断的优化和完善，使其能够更好的被运用在岩矿测定过程中，从而推动我国岩矿事业能够得到更加快速的发展。