探讨岩矿分析与测试技术在当前阶段的应用与发展

2022-10-28党陈萍

四川建材 2022年10期

党陈萍

(中国建筑材料工业地质勘查中心四川总队，四川成都 610000)

0 前言

矿产资源在自然界中以不同的形式深藏于地下或露出地表，其存在与人类的发展与进步之间的关系密不可分，自石器时代制造石器工具起，其在人类生产生活中的作用早已凸显。就当前开采形势而言，岩矿分析与测试的技术在实际开采过程中发挥巨大作用，此项技术能精准探测岩矿的化学成分、结构状况等，便于工作人员制定后续开采方案，提升矿产资源利用率。因此，需要对岩矿分析与测试技术进行创新拓展，以推动我国地质工作水平的全面提升。

1 岩矿分析测试步骤

1.1 对岩石矿物的实体样品进行加工

首先需要根据采矿的具体要求进行样品采集操作，为确保岩矿测试结果的准确性，应当遵循操作规范以及岩矿本身的外观特征，合理选择样品数量。随后将样品送至指定单位进行检测，在正式分析之前，对岩矿样品依次进行破碎、过筛、拌匀、缩分等加工操作，使样品细化以便提升分析精确度。值得注意的是，样品加工必须合法合规，否则将会影响后续分析时效。

1.2 对岩矿样品进行相应的定性分析

岩矿样品经加工处理后，为深入分析具体岩相属性，进一步得到元素、化合物构成数据，通过定性分析和半定量分析还可以获知岩石矿物内元素组合时不同的含量与比率[1]。半定量分析虽然在准确度上不及定量分析，但其成本低、见效快、易上手的优势也为后续的分析奠定坚实基础。

1.3 选择合适的测定方法

岩矿样品经上述定性分析后，可以得出岩矿样品中各元素的组成。而在后续的测定方法选择上，需结合岩矿样品的实际情况进行分析。倘若样品中元素含量相对较低，使用光谱法、仪器分析法或比色法将会发挥不错的效果；而在元素含量相对较高的情况下，通常选用滴定法或重量法。除元素含量外，测试方法还应考虑岩矿样品中各元素的共存特征进行合理选择。

1.4 依据鉴定结果来对分析方案进行合理选择

由于分离方法互相配合的问题以及其他因素的影响，对相关人员理论知识的掌握程度以及工作经验也提出了更高的要求[2]。在分析方案的选择上，应对矿业样品的分解与测定方法进行全面考量。而在实践阶段应选择较为全面的方案予以实施。虽然这些方法有许多优点，但也有很大的局限性。在实际操作过程中，应根据相关测定条件的变化适当调整测定方案，以免影响样品的分析结果，提高鉴别准确度。

1.5 分析与鉴定工作

在岩矿样品分析方案制定完毕后，应当根据具体的操作流程进行分析鉴定(如图1所示)。

图1 岩矿分析的过程

1.6 有效分析与审查分析结果

对测量结果进行有效的审查和分析对提高其准确性起着非常重要的作用。这是岩石和矿物分析阶段的一项非常重要的工作。通过对测量结果的有效审查和分析，可以进一步发现该阶段存在的一些问题，避免测量结果的不准确，使识别结果更加准确可靠。因此，在此过程中，应按照国家相关规定执行，对分析结果进行有效的分析和评审，不断提高其准确性。

2 岩矿分析技术法

在进行岩矿分析时，应采用专业技术进行岩矿测量，岩矿测试设备在历经不断的更新迭代后也已变得十分先进。面对这种情况，应该优化和创新其技术水平。为此，有关部门应高度重视各种岩矿分析测试技术的方法和控制。一般来说，这些技术和方法需要在测量技术的前提下完成。因此，有关部门必须加强对各种创新分析技术的管理和控制。

一般来说，由于现代岩矿工程的需要，采矿分析和取样逐渐变得越来越困难。面对这种情况，需要大量的深度测试仪器来完成这项工作。目前，分光光度法、原子吸收光谱法和动力离子探针是几种非常常见的岩石和矿物分析测试新技术。这些技术方法主要是利用岩石和矿物中的材料和元素，根据它们的性质和特征进行分析，从而阐明样品材料的整体性质。随着科学技术在各领域的广泛应用，在以后的检测和试验中应特别注意技术方法的应用，以便更准确、更有效地检测岩石和矿物。

此外，岩石和矿山中含有多种元素。在分析元素之前，需要做相关的工作，并合理分配主要和次要组件。只有这样，才能更好地管理要素运作过程，充分发挥分析过程的作用。通过使用这种新的分析技术，它还可以有效地抑制传统分析技术中的问题和漏洞，如传统的原子吸收光谱法。近10年来，岩矿分析与测量技术在各个领域得到了广泛的应用。然而，在实际操作过程中，这种技术仍然存在着非常明显的缺点。虽然保证方法相对简单，但根据最终结果来看，依旧没能达到预期目标。因此还需要相关工作人员在使用此类技术的时候，采取适当的措施进行合理优化，实现对样品材料中元素的精准测试[3]。

3 岩矿测试物理法

岩矿物理测试法以量子力学、晶体学、矿物学等学科知识为理论基础进行科学结合。通常情况下，岩石和矿物测试的物理方法主要包括核磁共振光谱、电子光谱、发光和加热光谱、X射线光谱等。在实际深入测试之前，需要相关人员先进行测试，以确保仪器的稳定性和可靠性。在研究样品内部时，研究人员需要根据超显微显示的结果仔细研究晶体溶解、位错、反转和晶体畴。同时，还应重视X射线显微结构、晶体选择、有序无序和内部晶体介质分布的研究。此外，晶体化学研究领域在实际过程中积累的经验能够为岩石和矿物测试提供各种信息。晶体离子键、元素组成、离子占据和配位状态可供参考。根据相关调查报告，岩矿物理测试方法应用于岩矿测试，大大提高了测试效率和质量，不仅促进了微区域地质测试研究目的的顺利实现，同时也为我国矿产研究领域奠定了坚实的理论基础。

4 岩矿分析和测试技术在实际工作中的注意事项

4.1 岩矿分析测试技术工艺操作流程

通常，技术人员承担的每项工作都有其特定的工艺流程，岩矿分析测试也有一个标准化的操作流程。过程的正常有序发展是保证研究数据准确性和有效性的前提。岩矿分析和测试过程繁琐，工作人员必须按照规定的顺序依次进行，并记录每次操作的相关数据。在选择试验方案时，应通过比较各方案的优缺点来选择最合适的方案。样品的预处理应严格按照国家有关规定进行，以减少因操作不当导致最终数据不准确。

4.2 岩矿分析测试技术的工作准则

岩矿分析测试技术的应用应遵循一定的工作准则，既能规范行业，便于管理，又能为技术人员的工作提供依据。岩矿资源的勘查，不仅可以有效地利用国家的各种资源，而且有助于对地形地貌进行清晰的分析，尤其在部分偏远地区、平原、山区等，做好岩石分析测试技术能够发挥预知作用，从而减少因地质灾害造成的损失。也正因如此，我国在岩矿分析测试技术上不断探索进步，勘探的广度与深度也在逐步扩大，从陆地转向湖泊、海底资源的勘探与开发，这也是探测技术逐步完善的过程。

5 岩矿分析与测试技术发展现状

如今勘探技术已经进入了一个新阶段，伴随而来的地质学也取得了显著的进步。岩石和矿物测试以及岩石和矿物分析越来越深入到微观范围，并非仅包括宏观岩石和矿物分析。从天文学的角度来看，岩石和矿物分析应视为一个整体，旨在探测和分析宇宙中的某些天体。通过全面比较，找出今后的探索方向。岩石和矿物测试及相关分析仍侧重于岩石性质、岩石分子结构、岩石和矿物本身的化学性质等。从目前阶段来看，这些技术正在改进并显示出更高的价值。

岩矿分析与测试技术作为指导性步骤，对于后续的矿产资源开采工作发挥至关重要的作用。具体步骤如图2所示。随着岩矿分析技术的不断深入，岩矿样品中诸如晶胞参数、岩层比例系数也得以检测出来，进而在整体上提升了岩矿分析与检测的准确度。经系统测试后，样品中矿物元素成分以及外部形态得以区分。借助于三维图像，岩石和矿石样品的特征被立体和直观地显示，为后续的深入分析提供了基础[4]。

图2 分析及测试的流程

6 岩矿分析与测试技术发展方向

6.1 岩矿试样制备呈现无污染的“绿色化”发展方向

随着人们对环境污染意识的日益增强，低污染、无污染将成为岩矿分析测试技术发展的主旋律。我国岩矿分析测试中心在岩矿样品的消耗量与粒度之间的关联进行研究，并取得一定的研究成果。与此同时，在确保分析检测结果准确度的前提下，可以通过减少用于溶解样品的酸的用量来缩短样品的溶解时间，从而提高岩矿分析和试验的效率。这一成果减少了分析酸试剂对环境的二次污染。为推动岩矿样品制备和分析测试的“绿色”发展，岩矿分析测试中心还结合土壤和地下水有机污染调查数据，加强固相萃取研究，加快了溶剂萃取等技术的发展，为环境保护作出了重要贡献。

6.2 分析测试仪器研发呈现智能化发展方向

分析和测试仪器朝着标准化、智能化和自动化方向发展，启动了我国岩石和矿物分析和测试的伟大发展计划。在“绿色”溶剂萃取技术仪器设备开发过程中，开发了无溶剂萃取装置、自动快速溶剂萃取装置、光纤温控微波萃取装置等设备，最大限度地减少环境污染，实现智能化，自动化和标准化开发。在国内相关仪器设计和研发部门的努力下，这些仪器设备积极推动岩矿分析技术、试验设备和仪器向预期方向发展。

6.3 推动国家标准物质与标准方法的发展

岩矿分析测试技术的发展要求国家推进标准物质和标准方法的建设。一方面，是因为标准物质的研究发展趋势已大致确定，并对相关的检测技术方法进行整合[5]；另一方面，标准样品有一个统一的标准化定义，详细描述了标准样品的功能和新特点；在标准方法方面，加强了铂族金属、铝土矿铁等样品的分析检测技术研究。此外，锂矿石、铅矿石、锡矿石、硅酸盐岩、锑矿石等化学分析方法已通过同行业国家标准的认可。要积极推动岩矿分析测试技术的发展，提高矿产资源利用率，促进国家标准物质和标准方法的开发。