礦石的化學(xué)取樣與化學(xué)分析

摘 要：在礦床勘探工作中，礦石的化學(xué)取樣和化學(xué)分析是一項(xiàng)非常重要的基礎(chǔ)工作，通過(guò)對(duì)取定的樣品進(jìn)行化學(xué)分析，其目的是研究與評(píng)定礦石的質(zhì)量，礦石加工及礦體開(kāi)發(fā)技術(shù)條件，為礦體的圈定，儲(chǔ)量計(jì)算及采礦選礦等提供資料依據(jù)。

關(guān)鍵詞：化學(xué)取樣化學(xué)分析；礦石；樣品；方法

化學(xué)取樣也稱(chēng)為普通取樣，是采集有代表性的巖石樣品，并對(duì)它們進(jìn)行相應(yīng)的化學(xué)分析，測(cè)定出樣品中的化學(xué)成分及其含量，確定礦石中的主要成分、伴生有益成分、有害雜質(zhì)的種類(lèi)、數(shù)量，及其礦石化學(xué)物質(zhì)的分布狀態(tài)和分布規(guī)律，進(jìn)而推斷出相鄰礦石的成分含量。

一、礦石的取樣

勘探工作中的首要作業(yè)是采樣。通過(guò)對(duì)采集樣品的化學(xué)分析可以確定礦石中的主要成分，評(píng)價(jià)礦床儲(chǔ)量和工業(yè)價(jià)值的可靠性。所以在對(duì)礦石取樣時(shí)一定要保證樣品的可靠性。否則會(huì)因取樣的不準(zhǔn)確而喪失了取樣工作的全部意義。因此，我們?cè)诳碧焦ぷ髦袑?duì)礦石進(jìn)行取樣時(shí)應(yīng)遵循以下原則：①在勘探中先對(duì)所選的地區(qū)進(jìn)行其地質(zhì)特點(diǎn)的研究，然后通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)其有足夠可靠性后，再做出選擇和確定，同時(shí)還要兼顧取樣的效率和開(kāi)采的經(jīng)濟(jì)效益，嚴(yán)禁選擇性采樣。②取樣間距要保持相對(duì)一致的原則，不能有大有小，這樣更能得出正確可靠的取樣結(jié)果。③取樣應(yīng)該遵循礦體研究的完整性、整體性的原則，樣品必須沿礦化變化性最大的方向采取，對(duì)于沒(méi)有明顯邊界線的礦體，要在穿過(guò)礦化帶的整個(gè)勘察工程上取樣。④對(duì)于不同類(lèi)型、品級(jí)的礦石與夾石，應(yīng)根據(jù)其厚度與工業(yè)指標(biāo)，逐一連續(xù)的進(jìn)行分段采樣，以滿足開(kāi)采信息的需要。在工程中常見(jiàn)的取樣方法有鉆探取樣，自然露頭與坑探工程中取樣。

1.鉆探取樣。鉆探取樣的方法多采用于鉆探工程質(zhì)量符合要求的工程中。巖石鉆孔的巖心取樣，對(duì)于口徑者較大的巖石常采用劈半法，即沿巖心軸面用機(jī)器劈開(kāi)成相同的兩部分，一半作為樣品，一半保存下來(lái)可以作為替補(bǔ)或留為它用。在巖心取樣時(shí)應(yīng)注意以下問(wèn)題：①巖心取樣率應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)定的要求，礦體及其頂?shù)装?～5m內(nèi)的沿礦心采取率不低于80%，當(dāng)厚礦體巖心采取率連續(xù)5m低于要求時(shí)，要停止取樣。②根據(jù)礦體不同的特點(diǎn)采用分回次取樣，當(dāng)所要取樣的礦體很厚，礦化均勻，巖心收取率差別不大時(shí)，可將相鄰回次樣品合并成為一個(gè)樣品，若礦體內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜時(shí)，應(yīng)連續(xù)分段采樣。

2.自然露頭與坑探工程中取樣。常用的采樣方法有刻槽法、剝層法、打眼法、方格法、揀塊法和全巷法。①刻槽法一般是沿礦體厚度方向按一定斷面規(guī)格和長(zhǎng)度刻鑿一條長(zhǎng)槽，并把槽中鑿下的全部礦石作為樣品。②剝層法是連續(xù)或間隔的均勻的在礦體上剝下一薄層礦石作為樣品的采集方法，剝層法一般用于礦化極不均勻，有用礦物顆粒粗大，用其它采樣方法不能獲得可靠結(jié)果的礦床。③方格法是在礦體中露部分劃分一定網(wǎng)格，然后在網(wǎng)格各交點(diǎn)上均勻的鑿取一定數(shù)量和大小一致的礦石塊，將其合并成一個(gè)樣品的采樣方法。該法常用于礦化比較均勻、礦體厚度較大的礦體取樣。④揀塊法是將繩網(wǎng)鋪在礦石堆上，從每個(gè)網(wǎng)格中揀取塊度大致相等的小塊礦石碎塊，合并成一個(gè)樣品的采樣方法，該方法簡(jiǎn)單功效高。⑤打眼法是在坑道掘進(jìn)過(guò)程中用一定設(shè)備收集鉆鑿炮眼所產(chǎn)生的巖礦粉、泥作為樣品的采樣方法。⑥全巷法是坑道在礦體內(nèi)掘進(jìn)時(shí)隨即將一定長(zhǎng)度內(nèi)采出的全部礦石作為樣品的取樣方法。

二、化學(xué)分析

化學(xué)分析可以測(cè)定礦石中的化學(xué)組成成分及各自所占的比例，是研究和分析礦石結(jié)構(gòu)最基本的方法。通過(guò)各組分的化學(xué)分析，其結(jié)果可用于圈定礦體、計(jì)算礦石儲(chǔ)量、評(píng)價(jià)礦石質(zhì)量和提取某一稀有的化學(xué)物質(zhì)，用于工業(yè)及冶金頁(yè)的發(fā)展。采用化學(xué)分析法測(cè)定礦石的質(zhì)量雖然靈敏度低，但測(cè)量精度高，只需樣品50～100g即可。根據(jù)對(duì)礦石分析的目的和要求劃分，化學(xué)分析可分為全分析、普通分析、組合分析及物相分析。

1.全分析。全分析就是全面了解礦石各類(lèi)型中所含的全部化學(xué)成分與含量及其所占的比例。一般要求分析結(jié)果之總和應(yīng)接近100%。全分析之前，一般先做光譜全分析，除痕跡元素外，其它元素都應(yīng)作為全分析的項(xiàng)目。由于全分析費(fèi)工費(fèi)錢(qián)，一般每種礦石類(lèi)型或品級(jí)做一到兩個(gè)。全分析最好在勘察的初期進(jìn)行，以便全面了解礦石的種類(lèi)成分及含量，指導(dǎo)勘察工作。

2.普通分析。普通分析的目的是了解礦石中主要有用組分的含量，當(dāng)其他有用組分達(dá)到工業(yè)要求時(shí)，也應(yīng)列入基本分析項(xiàng)目，以作為圈定礦體、計(jì)算儲(chǔ)量之用，因此必須系統(tǒng)的對(duì)每個(gè)樣品都要進(jìn)行分析。

3.組合分析。組合分析的目的是系統(tǒng)了解礦石中伴生有益組分和有害雜質(zhì)的含量及分布狀況，以便計(jì)算伴生有益組分的儲(chǔ)量及了解有害雜質(zhì)對(duì)礦石質(zhì)量的影響。組合分析的項(xiàng)目根據(jù)全分析或多元素分析的結(jié)果確定。樣品組合時(shí)必須遵循的原則按各樣品的原始質(zhì)量或取樣長(zhǎng)度成比例的組合；必須是礦石類(lèi)型、礦石品級(jí)相同時(shí)才能組合；原始樣品的取樣方法應(yīng)相同。

4.物相分析。物相分析的目的是查明有用組分在礦床自然分帶礦石中的賦存狀態(tài)和礦物相，以區(qū)分不同的礦石類(lèi)型。物相分析樣品的采集是根據(jù)對(duì)礦石的礦物學(xué)研究結(jié)果，在兩類(lèi)礦石的分界處附近專(zhuān)門(mén)采取，也可利用組合樣。采樣與分析必須及時(shí)進(jìn)行，以免樣品被氧化影響分析質(zhì)量。

根據(jù)探采結(jié)合和保護(hù)環(huán)境的原則，無(wú)論是在礦床地質(zhì)勘查，還是在礦山開(kāi)發(fā)勘探階段，對(duì)化學(xué)分析所取得的資料信息的重新發(fā)掘和利用，勘查人員最具優(yōu)勢(shì)和機(jī)會(huì)，也應(yīng)當(dāng)在新形勢(shì)下，在找礦增儲(chǔ)、充分合理利用礦產(chǎn)資源和環(huán)境保護(hù)等方面，應(yīng)該也能夠做出驚世駭俗的成就。

我們?cè)谄匠５膸r礦測(cè)試工作中，要把化學(xué)取樣和化學(xué)分析緊密的聯(lián)系起來(lái)，在取樣的基礎(chǔ)上，根據(jù)化學(xué)分析的方法，逐一測(cè)定出礦石中化學(xué)元素的種類(lèi)及含量，及提取出生活生產(chǎn)中必要的而儲(chǔ)量稀少的礦物質(zhì)，為工業(yè)發(fā)展提供便捷的途徑。作為化學(xué)分析的工作人員，我們要加強(qiáng)對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)，在不斷的研究中總結(jié)出更多的化學(xué)分析方法，為我國(guó)的礦石的化學(xué)分析做出更大的貢獻(xiàn)。

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作者簡(jiǎn)介：賀馳（1984-），男，現(xiàn)在遼寧省核工業(yè)地質(zhì)局二四一大隊(duì)工作。