岩矿分析化验技术研讨

秦治学

(四川会理铅锌股份有限公司, 四川 会理 615108）

我国矿产资源十分丰富，岩矿年开采量也比较大，怎样提高岩矿测试分析的质量以提取出更加有用的矿产元素是岩矿开采过程中最为关键的工作之一。岩石矿物中含有多种组成元素和化学元素。为了有效地对这些复杂成分进行综合评价和测定，必须采用科学的分析方法进行检测。在许多的岩矿分析仪器中，电感耦合式等离子体质谱仪（ICP-MS）都有着相当好的使用效果。通过对岩石矿物的分类化验可以更明确地掌握元素成分和具体含量等状况，为进一步研究和使用某些微量元素提供了必要依据。从而通过选用正确的化验方案和娴熟的操作技能才能使最终分析结果，保证了化验品质。

1 相关概述

1.1 岩石矿物概述

地质矿产是地壳中一个或数个化学元素的天然聚合物以及地壳的各种地质活动产物。岩矿是自然界中最普遍的化学元素组成类型之一，但由于地质活动的差异，岩矿的种类也呈现了多样性的特征。在大自然中，目前存在的岩矿类型已达百余种，其中盐矿类型更达百余种；但在大自然中常用的岩石矿物，大致有这样几类：铁及其化合物﹑磁铁矿等含氧矿石，以及碳酸盐类矿石（如方解石﹑白云石），硅酸盐类矿物（如云母﹑长石﹑角闪石）等。矿石通常都具有特定的外观形状和物理性质，这些特性能够有助于人们区分出各个类型的矿石。

1.2 岩石矿物分析的意义

岩矿分析化验工作是地质工作的前提和基础，在获取地质信息﹑确定基本地质条件以及人类观察自然和开发矿产资源方面起着重要的指导作用。目前我国已经建立起了较为完善的岩矿分析测试体系，并且取得了较好的成效。但是，在实际应用中仍存在一定问题需要解决，因此加强其研究十分有必要。一是进行矿物普查时，需要查明岩石矿物是否存在。二是要测定岩石矿物中各种化学元素的含量，以确定它们是否含有任何类型的矿物，并因此计算矿物的提取量和检查这种方法的可行性，以及比较使用岩石各种类型矿物的经济价值和成本。从勘探和找矿的角度出发，对岩石矿物原料分析基础上获得的统计数据进行加工处理，不仅可以了解到矿物与矿产之间的关系，还能为地质勘探提供依据。三是岩石矿物原料的分析结果还可以确定岩石矿物的共生元素及其状况，以便预测矿石品位和制定最佳开采方案。与此同时，在工程地质调查﹑采矿和矿物分析以及岩石检查中也发挥了不可或缺的作用，在建设﹑合理利用地质资源﹑重建地质灾害和防灾方面，可以为有关部门或机构提供基础地质资料，以利于相关工作的有序进行。

2 岩石矿物分析化验

2.1 化验样品的加工制作工作

在分析化验过程中，岩石矿物样品的收集是第一步，并且样品收集，制作的方法，还将对于后续分析化验工作的进行和最终成果的精确性，有着直接的影响。①取样时应尽可能取自不同地区，使试验分析的结果更接近整个矿区的真实情况。来自不同地区的样品应尽可能保持其总重量以及样品袋和样品瓶的原始状态一致。在实验室中完成分析方法的分析，不需要复杂的设备和昂贵的仪器，只需简单的工具就能完成各种样品的检测及加工处理工作。如果采用其他方法来制作样品，则会导致样品成分含量出现较大差异。为了更好地实现地质样品的有效利用与研究，就应当针对其中存在的问题展开深入探究，从而制定出科学合理的解决方案。②粉碎机粉碎后得到的岩石样品呈粉末状，不受其他无关因素影响，从而提高了分析测定结果的精确性[1]。但是在实际应用过程中，由于受到测试要求﹑样品性质等方面的影响，往往会出现一些问题，如：样品的综合性差﹑样品设备不稳定﹑数据缺乏一致性和代表性等等。在对岩石矿物性质进行研究时，需要将实验分析作为重要的分析工作环节来对待，做好相应的质量分析管控；对于矿石样品而言，由于其成分复杂且不稳定，需要按照一定比例来制作成符合实验室分析方法使用的测试样本。此外，还可以根据相关规定，将样品分为矿样和非矿样两部分。矿物样品的均匀性越高，其代表性就越强，这对于实验分析样品来说至关重要。③样品加工时需要注意以下几点：第一，严格按照相关规定执行各项管控措施，确保样品加工后所获得的原始样品物质具有良好的代表性；样品的取样量也是非常重要的一个因素，因为它直接影响到产品的均匀性，所以一定要选择合适的加工方法来控制产品的质量和粒度大小，这样才能确保样品试样分析后得到的数据更加准确可靠，同时也能提高对试样的均匀性进行检测的能力；第二，还要做好样品运输及保管工作，避免因运输或存放不当导致其失去原有价值和使用功能；同时还应确保样品不受外界环境的干扰，保持样品性质不变。还要确保设备完善，合理和实验室管理程序以及确保样品在储存，试验，准备和待检期间不发生破损，遗失，变质和劣化。

2.2 矿物制样的测定方法

在矿物的收集中，要确保选择的样品是有代表性的，如不能包括全部矿物，应包括大部分矿物特质。在采矿区中进行采样工作之前，需要先确定所采矿物是否符合试样标准，这样才能确保采集数据的不完整性。在对矿石样品进行处理之前，首先要对其中具有工业价值的部分进行分离，然后再对分离后的矿石进行分析检验。对于矿山生产而言，采矿工程是一项十分重要的基础性环节，只有做好这项基础工作才能够为后续矿产开发提供可靠保障[2]。从目前来看，我国大部分地区都已经开始应用到了选矿技术。在进行矿物提取之前，一定要做好矿物样品的准备工作。一是采样器。采样器可以分为机械式和电子式两种类型。二是称量系统。矿物样品主要由矿物质组成，不同种类的矿物质具有不同性质。样品质量的好坏直接影响到最终得到的矿物重量。因此，样品测试时，可选择新的测试方式——多元化的样品重量。即样品制备时尽量多次破碎矿物样品为代表样品，该方法更切合实际，性价比较高。

2.3 制定矿物分析方案

由于岩矿中所含元素种类极多，且每种元素的测定方法也不相同，这就给岩矿测定方法选择增加了困难。在实际工作中，由于受到多种因素的影响，使得现有的矿石试样测定方法存在一定的问题，例如：数据不准确﹑数据不完整等情况，这些都会导致对元素的测定缺乏科学性与合理性，从而无法对矿石试样进行有效分析。在对矿石试样进行研究之前，首先要明确各种测定方法之间存在的差异，然后再根据这些差异来制定相应的分析方案，这样才能提高矿石试样的最终结果的精确度。为了使这些分析方法能被正确使用，必须对每种方法都要充分了解，并严格按照其规范操作。拟定测定方案时应全方面地考虑岩石矿物中所有元素的特性，如条件许可，可拟定各种测定方案并加以考虑，择优录取。

2.4 岩矿化学成分的定量测定

为了保证岩石中矿物的分析质量，正确的分析方法尤为重要。样品的类型和分析所需的时间不同，从而导致分析检验结果存在差异。所以，在进行分析检验时，应根据实际情况合理地选取合适的方法和仪器，并严格按照规定的误差允许值﹑准确度及检出限等各项指标来进行试验，符合国家有关规定或者相关技术标准，从而保证化验分析的质量。化验分析需要在一定的环境条件下进行，包括特殊的实验设备，专业的实验人员以及专业的仪器等等，这些都是影响其安全性能的因素。通常选择更规范的实验分析方法，如顾客有特殊需求，有关部门特殊需求等，可以使用既定的非标准方法分析结果[3]。岩石矿物的测定方法主要有两个部分组成。一是要根据具体样品的具体情况来确定合适的测定方法，这可以更准确地反映出矿物的特征。同时，符合岩石矿物的各种性质。第二，还必须充分考虑到岩石的矿物特性，并应考虑到测量不同类型岩石或岩石中更复杂矿物的不同方法，以避免漏测或擅自添加工序等现象发生；三是在实际测定时，应注意灵活处理。对于矿物元素或杂质含量高的岩石，可采用原子吸收法进行测量；对于某些金属元素含量较高的岩石，应使用电感耦合等离子体质谱法来检测。对某些矿物元素含量相对较多的岩石应选择滴定法或重量法等来进行检测，以确保对岩石矿物进行分析化验的结果准确。

2.5 数据处理和结果分析

分析化验结束后，技术人员需要对若干组样本的测定结果加以总结并统一加工。但是由于受到样品和仪器等因素的影响，使得样品分析化验结果会出现一定的差异。所以，有必要对资料进行比较，加工，对有明显错误的测量结果加以排除。在实际工作中，为了保证化验数据的准确性，通常会从多个专业角度出发，采用以点带面的方式，对整个采矿区域内的各种化学元素进行检测。岩石矿物的数据管控主要包括数据核查﹑数据判断﹑数据采集与传输以及数据管控等环节；在实际工作当中，可以选择不同类型的实验设备来实施检测。具体而言，包括实验室分析天平﹑离子色谱仪﹑原子吸收光谱仪等等。数据收集是基于对数据的控制和验证，通常分为自动和手动数据收集两种类型；数据处理的质量控制包括公式﹑表格，常数及其他应用方式；数据判定包括基于规范，技术标准的数据进行具备时效性，准确性与合理性的评判；数据传递包括基于流程的控制，确保数据传递过程中不丢失，维护数据完整性；数据核查的关键在于转换，数据计算及其他环节的有效验证；数据更正中注明更正依据与理由。

3 岩石矿物分析化验的质量控制方法

3.1 仪器设备质量控制措施

实验的质量不仅受工作人员的影响，更重要的是受设备和实验质量的影响。在实际操作中，设备必须记录所有数据，以表明设备的状况决定了实验结果的准确性。为了提高实验室的工作效率，需要注意以下几个方面：①准备好仪器和相关工具。对于每一个实验员来说都应该熟悉自己所要用到的各种仪器设备。②认真维护﹑检修设备[4]。具体而言，在试验开始前，一定要考察好相应的装置，这样才能充分发挥装置的性能。在试验结束后一定要对其进行维修与养护，甚至在当时不需要时也要对其进行很好的维护与养护，以确保设备性能良好。③为了提高设备的正确率。工作人员一定要注意对设备进行管理标识以及校准工作，并且要对其运行状态以及故障维修情况进行详细记录，确保其具有良好的工作状态。

3.2 岩矿资源化验分析保证措施

岩石矿物化验分析资源的保障措施对于整个地质勘查行业来说是至关重要的，也是非常重要的环节之一。①在人员保障上。工作人员一定要具备专业操作能力才可以确保设备仪器正常运行，还可以合理评价和鉴定成果精准程度。仪器设备使用过程中，为了确保仪器设备能够正常运行，需要做好化验分析前的检定和校准工作，并按照相关规定建立相应的标准物质管理程序，通过严格的溯源核查来保证标准物质的溯源性。②分析化验环境方面，为了确保实验安全，必须对仪器设备进行维护，以提高化验分析结果的准确性。此外还要加强实验室管理，防止污染，确保检测数据准确可靠，同时也应注意保持室内通风﹑干燥﹑洁净等条件，保证操作人员身体健康。③在后勤保障中，为避免物料中存在杂质，要严格检验物料，试剂才能适用，不然会影响化验结果。另外还应重视对样品的保存与保管，保证其不变质﹑不变味或发生霉变现象，以便于后续研究和应用。

3.3 岩矿分析实验环境控制措施

由于实验结果受环境影响较大，在完成材料﹑人﹑设备和实验方案的精确操作后，就需要严格控制实验室环境，实验室空气质量﹑光线和温度也是非常重要的。而这些条件中最关键的是空气品质问题。因为空气品质直接关系到人体健康及工作效率，同时还与企业的安全生产息息相关。目前很多企业已经意识到了这个方面存在的问题。所以，试验开始前一定要请工作人员对各项环境指标进行认真测试与控制，如出现不符情况一定要尽快落实治理。因为有些器材对光的要求较严，因此一定要摆正它们的位置，做好标志。另外，为了保证工作人员能够在良好的实验环境中进行操作和学习，还要注意控制好实验室内的温度﹑湿度等条件，防止各种腐蚀物品的侵入，同时也要避免产生刺激性气味。所以要求所有工作人员都要遵守实验室各项规章制度，这样才能确保实验工作顺利开展。

3.4 技术人员综合素养提升措施

岩石的矿物分析是一项技术含量很高﹑专业性很强的工作，需要专业人员具备丰富的专业经验和知识。在这方面，专家应更好地理解和掌握岩石中矿物的分析结果，以提高分析质量。这是确保为分析提供可靠技术支持的唯一途径。岩石矿物种类繁多，其性质也各不相同，因此，需要采用不同的测定方法进行测定。所以，在实际工作中，相关技术人员必须结合具体情况进行具体分析，选择合适的分析方法。只有具备较强的专业技能和丰富的工作经验，才能在岩石矿物原料分析中发挥应有的作用，从而提高自己的专业素质[5]。因此，技术人员必须具有较高的综合素质与业务技能水平。如严谨细致的职业精神，善与人配合，主动与人交流的优良性格等，这都是优质完成分析化验任务的重要保证。只有这样才能够保证岩矿分析测试结果的准确性和可靠性。

3.5 分析化验仪器管理措施

仪器设备的选择与管理也直接关系到岩石矿物的分析化验成果。如一些仪器，设备由于使用频率高，磨损比较严重，或灵敏度不够，易使测定结果误差偏大。也有部分容器，上一次分析化验后未进行全面清洗，容器内壁，底部仍残留有一定数量的岩石粉末等，这些都将干扰本试验的测定结果。所以在实施质量控制的过程中，一方面要与技术方案相结合，统计并检查各种仪器，设备的备齐情况，同时也要对其进行全面的检验。在检验中必须按照操作规程进行操作，保证各项指标符合相关要求，以确保检测数据准确可靠。同时还要做好校准工作。对不合格的测量仪器﹑设备及容器应及时进行调零和调整，确保所用标准材料的测量精度。如果出现质量问题，应及时更换。分析后，使用过的仪器，如容器，也应恢复到之前的状态，并彻底清洁。对于不符合检测要求的，应及时予以更换；对于损坏较大的，则需尽快修复或重新制作。此外，还应严格按照操作规程进行操作，使用后还应集中处理试样，以免产生污染。

4 结论

在地质勘探作业过程中，岩石矿物分析化验不但是一个重要组成部分，而且在我国矿业发展过程中有着明显积极的意义，所以相关工作人员要不断地加强对其进行研究和讨论，并且要注重积累工作经验，切实加强分析化验工作，从而为确保其分析化验成果的正确性提供保证。由于地质环境复杂多变，导致常规的岩矿分析测试方法不能完全满足实际需要，这就给地质找矿带来了一定困难。在实际开展地质工作时，要明确岩石矿物分析鉴定过程中存在的问题及相应的解决措施，选择适当的测量方法和识别方法来提高分析估计的准确性，从而促进地质勘探工作的顺利开展。