矿石中金属元素化学分析方法研究

杨洁懿

（云南华联锌铟股份有限公司，云南 文山 663701）

随着社会的发展以及科技的进步，我国对于矿石的研究逐渐深入，并且对于矿石中的铁、铜、锌等元素得到了很好的应用。为了更好地发挥矿石金属元素的优势作用，在进行矿石开采前必须要对于进行金属元素化学分析，进而有效地保护矿石结构，最大化的发挥金属元素的应用价值。

1 常见的矿石金属化学分析方法

1.1 EDTA滴定监测

作为一种比较传统的检测技术，EDTA滴定检测技术由于具有操作简单、精度高等优势，为此被广泛的应用在矿石金属元素的化学分析中，并且随着信息技术的发展，该检测方式在对不同金属元素化学分析时也到了不同的优化创新。本文主要以铅、铁、钼、锌、钙、镁等金属元素的化学分析优化进行相关阐述。

第一，铅化学分析的优化改进。由于硫酸具有较高的腐蚀性，所以可以通过加入一定量的氢氟酸来降低不良反应，从而有效地消除二氧化硅对检测结果的影响，继而提升化学分析结果的精准度。并且经过相关学者专家的实验也可以表明，由于高硅铅的低碱性，所以在二氧化硅的溶解过程中加入氢氟酸，可以有效地提升检测结果的精度；第二，EDTA滴定检测对铁检测的优化方案[1]。在对重铬酸钾进行相关操作时，如果采取传统的检测方式不仅操作较为复杂还会给环境造成污染，所以，在利用EDTA测铁过程中，不仅可以消除对环境的污染，而且还可以保证测量结果的准确性；第三，对金属元素钼的检测优化。相关专家在对钼元素的含量进行测定过程中，如果将其的含量控制在10%～60%之间，可以有效地保证测量误差在1%以内，有效地提升了测量的精度；第四，EDTA测锌的改进方案。在对锌元素进行化学分析时如果采用传统的分析方式虽然可以确保分析结果的准确度，但是如果测量样品中含有较多的铁元素或者其他干扰元素，则势必会影响导致测量的准确度，为此，在应用EDTA滴定检测时则可以通过加入合适的氧化铵，来有效的消除其他干扰因素，确保高质量的对锌元素进行化学分析；第五，EDTA滴定检测对钙、镁的测量优化。在对矿石中钙、镁元素进行化学分析时，相关专家通过在碱性溶液中加入一定量的氯化铵，从而保证测量环境的合理性，然后在通过EDTA检测技术进行分析，从而有效地提升了检测结果的精准度。

1.2 碱溶ICP—MS法

对于矿石而言，其内部往往会存在较多种类的金属元素且各金属元素之间相互混合，并不是单独存在的。如今，金属元素已经成为人们日常工作和生活中不可或缺的一部分，为此加强对矿石金属元素化学分析具有现实意义。对于矿石中的金属元素而言，其往往并非单一存在的，更多是以游离或者化合物的形式存在，为此，为了保证对矿石金属元素分析的精准度，必须要确保方法的多样化，进而可以全面的掌握矿石中的金属元素的种类和含量[2]。在化学分析过程中不仅要保证实验环境以及实验方法的合理性，而且还要对金属元素进行科学额分析和监测，进而确保矿石中的金属元素可以有效的分离，譬如，在对岩石金属元素进行化学分析过程中，则可以通过碱溶ICP—MS法。该方法不仅操作简单而且精密度较高，可以有效的对金属元素进行分离，具有较高的可靠性。

1.3 稳健统计方法

作为一种现代化的算数系统，文件统计方法主要是通过对矿石中金属元素的化学分析结果数据进行科学规范化的处理，进而有效地降低中极值数据对测量精度的影响。一般情况下，传统的对于测量结果的计算方法主要是通过舍去最高以及最低值来求取平均数的方法，但是稳健统计方法则是依靠给所测量数据赋予一个最小值来降低最大和最小值对平均数的影响，进而确保在不去除任何测量数据的前提下提升分析的精准度[3]。与传统的计算法方法相比，该计算法方式更为科学严谨，在具体的操作过程中需要统计结果、中位数、标准四分位间距以及最大最下值等。通过对测定数据的评估可以大致的表征离数程度的方向和范围。一般情况下，稳健数值Z如果在正负2之间，则表明测量结果较为精准，而如果在2-3之间，则表明结果有待验证，需要对其进行分析；如果数值在3以上，则表示测量数据离群，不能进行分析使用。

1.4 原子吸收法

所谓的原子吸收指的主要是基态原子受激吸收跃迁的一个过程，当满足辐射并有自由原子蒸汽进行通过，而且该入辐射的频率和原子中外层电子跃迁所需能量辐射频率相同，此时原子则会出现共振吸收的情况。将原子吸收法应用到矿石中金属元素化学分析主要是依据待测金属元素所产生的原子蒸汽在受到有辐射待定波长光所吸收形象的不同而对金属元素进行定量的分析。当待测矿石金属元素受到光源所发射的某波长辐射通过时，其势必会产生相应的原子蒸汽，而原子中的外层电子则会进行选择性的对波长进行吸收，进而导致其原子蒸汽所透过的入辐射强度有所减弱，而待测矿石中所含金属元素的蒸气中的基态原子浓度和入射辐射的减弱程度之间是正比例的关系，从而对金属元素进行定量的分析。

1.5 仪器分析法

仪器分析法主要是通过仪器来对所要检测的矿石进行化学分析的一种方法。通过传感器、探头或者分析转化器等设备来直观的被检测物质的成分、含量以及结构等信息展示出来。通过仪器分析法的应用可以有效的满足人们视觉无法看到的物质结构等，但即使如此，在采用此方式分析中仍存在一定的问题，譬如，在对铁矿石中全铁容量时，仍存在耗时长、过程较为复杂、中电颜色变化不明显以及结果较为不准确等问题，而且此方法无法满足现代化企业快速、批量的生产要求，因此，在实际的应用过程中仍需对该方法进行优化改进，确保可以精准的分析铁元素的含量，从而为企业的生产提供可靠的数据。

2 矿石中金属元素化学分析中的误差控制措施

2.1 消除系统误差

消除系统误差主要包括以下三个方面：第一，认真仔细检查；主要是对即将开始试验的环境、所需要使用的药剂和水等物品进行仔细认真的检查，对其是否符合试验的要求进行明确。第二，对比试验；此举有两个目的：其一是通过将待测样品与已经确定核验过且数据准确无误的样品进行对比试验，以标准化的样品数据和物质作为参照物，对待测样品进行科学合理的分析。比如，通过色谱分析对钾离子和钠离子标准溶液进行试验，标准溶液中的是含有适量的甲醇。其二，方式方法对比试验，主要是将所采用的试验方法与标准试验方法进行对比试验，通过此举可以为选择合适的试验方法提供科学合理的数据基础，从而最大限度地降低由此产生的试验误差。第三，空白试验，即按照与实际样品试验操作步骤完全相同的方法对不含待测物质的样品进行独立试验，最终得出的结果为空白值。

2.2 选择合适的分析方法

分析方法的差异性导致了试验数据的不同，要综合考量试验对于准确性的要求和试验对于组分中含量的要求，然后再选择适当的分析方法，随后将选择的几种分析方法进行对比试验，最终选择出最适合且误差最小的分析方法。比如，对于铁质量分数的测定试验可以采用K2Cr2O7滴定法，实测出其结果为50.10%，分析方法的实际相对误差为0.20%，那么最终得出的铁质量分数范围应该是50.02%～50.18%；由于直接比色的分析方法相对误差较大，可以达到2%，一旦采用此分析方法进行试验，那测定结果与实际真值之间的误差就会变大。因此，最为合适的分析方法为仪器分析法。

2.3 增加平行测定次数

测试分析的平均值与真值间的误差取决于平行测定次数的多少，在实际的矿石中金属元素化学分析方法中要增加平行测定的次数，一般选取2～4次，再根据试验所得平均值进行计算。在标定标准滴定溶液浓度的试验中，要求需要两名操作人员进行试验，且每人操作次数要大于等于4次，同时平行测定的次数要大于等于8次，试验平行测定的次数根据不同的试验测定要求而定，为了保证分析试验结果的准确无误，增加平行测定次数往往是最直接的方法。

一般来说，由于地域之间存在的差异性导致了不同地区的矿石样品会有所不同，当今金属元素应用愈发广泛，矿石中金属元素的化学检测有着非凡的意义，这可以为矿石的开采和分离提供充足的数据支撑；与此同时，矿石中金属元素化学分析的方式方法有很多，不同的方法有着自己本身的优缺点，也拥有本身特有的试验测定要求和范围；因此，增加平行测定次数会使得测定结果更科学、更合理、更准确，而且对于矿石的实际应用有着举足轻重的影响和意义。