礦石中金銀銅鉛鋅的測(cè)定及不確定度探討

王佳琦

（黑龍江省有色金屬地質(zhì)勘查七O一隊(duì)，黑龍江 哈爾濱 150028）

隨著近些年來(lái)我國(guó)國(guó)家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和工業(yè)化水平的不斷提高，對(duì)各種礦物資源的需求也在不斷加大。同時(shí)事業(yè)各國(guó)也將礦物資源問(wèn)題作為一種重要的問(wèn)題加以重視。在進(jìn)行采礦過(guò)程中，只有通過(guò)對(duì)采到的礦石樣本進(jìn)行分析，獲得其中各種元素含量的信息才能對(duì)接下來(lái)的采礦工作進(jìn)行指導(dǎo)，因此不確定度以及各種檢測(cè)方法的相關(guān)研究已經(jīng)成為一個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容。本文將就此進(jìn)行研究。

1 金屬元素含量測(cè)定及當(dāng)前研究現(xiàn)狀分析

通過(guò)對(duì)各種礦石樣品進(jìn)行研究可以發(fā)現(xiàn)，在礦石中主要含有的金屬元素是金銀銅鉛鋅。金作為一種性質(zhì)良好的貴金屬，由于具有較好的延展性、性質(zhì)穩(wěn)定、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性較好等特點(diǎn)被廣泛的應(yīng)用于各種尖端科技。同時(shí)也是當(dāng)前外匯儲(chǔ)備的基礎(chǔ)。雖然經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展我國(guó)現(xiàn)階段黃金儲(chǔ)備已經(jīng)得到很大的提高，但是同發(fā)達(dá)國(guó)家相比還是有很大的差距。銀作為一種良好的導(dǎo)體，在近些年的研究中還發(fā)現(xiàn)其納米粒子具有較好的殺菌作用。除了作為貨幣流通，在近些年的材料研究以及醫(yī)藥研究方面也得到了廣泛的應(yīng)用。近些年來(lái)銀在工業(yè)上的應(yīng)用也在逐年升高，已經(jīng)占據(jù)了每年的開(kāi)產(chǎn)量的大部分。同作為一種傳統(tǒng)的金屬材料，同時(shí)也是人體所必須的微量元素之一。黃銅是一種應(yīng)用較多的工業(yè)原料，熔點(diǎn)較低，冶煉方法較為簡(jiǎn)便，已經(jīng)成為現(xiàn)階段工業(yè)發(fā)展過(guò)程中用量?jī)H次于鋁的一種金屬材料。鉛的密度較大，抗腐蝕性較好，熔點(diǎn)較低，材料性質(zhì)較為柔軟，因此可以加工成各種用品，在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中都得到了廣泛應(yīng)用。同時(shí)鉛與其他金屬結(jié)合制得的合金可以獲得單個(gè)合金所沒(méi)有的性質(zhì)，在電池制造和各種酸性物質(zhì)的制造方面得到廣泛應(yīng)用。鋅是人體中的必須元素之一，一般呈現(xiàn)出淺灰色，具有良好的抗腐蝕性。在工業(yè)上一般作為合金元素進(jìn)行應(yīng)用。銅鋅合金、氧化鋅等都在工業(yè)上得到廣泛應(yīng)用。同時(shí)也是電鍍的主要材料之一，在汽車(chē)制造和機(jī)械制造方面應(yīng)用較多。

2 礦石樣品中金屬元素不確定性度的研究

2.1 現(xiàn)階段各種檢測(cè)方法介紹

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)階段對(duì)礦石中各種金屬成分的研究主要采取各種儀器進(jìn)行分析。當(dāng)前對(duì)礦石成分進(jìn)行研究的主要方法主要有以下幾種。

第一、發(fā)射光譜分析法。不同的金屬元素對(duì)不同的波長(zhǎng)的激發(fā)光源都會(huì)產(chǎn)生不同波長(zhǎng)的光譜。這主要是由于不同金屬由于其分子振動(dòng)情況不同，在接收到激發(fā)光源給予的能量之后會(huì)產(chǎn)生不同的能量。通過(guò)對(duì)獲得的光譜進(jìn)行分析可以對(duì)礦樣中的金屬含量和種類(lèi)進(jìn)行研究。這種方法可以對(duì)波長(zhǎng)在紫外光區(qū)的各種金屬元素進(jìn)行分析，具有實(shí)用性強(qiáng)、可實(shí)現(xiàn)多組分同時(shí)檢測(cè)、準(zhǔn)確度較高的優(yōu)點(diǎn)。

第二、原子吸收光譜法。這種方法主要是利用不同的金屬原子具有不同的振動(dòng)特點(diǎn)進(jìn)行的。在進(jìn)行測(cè)量過(guò)程中同樣要設(shè)置一個(gè)合適的光源，然后對(duì)再次獲得的光進(jìn)行分析，以獲得其吸收波長(zhǎng)。不同的金屬元素其吸收波長(zhǎng)都不同，因此該方法具有較好的選擇性。同時(shí)隨著近些年來(lái)各種科學(xué)儀器的不斷更新?lián)Q代，原子吸收光譜法的操作變得更加簡(jiǎn)單，同時(shí)分析耗費(fèi)的時(shí)間也在不斷的縮短、檢測(cè)線也在不斷降低?，F(xiàn)階段已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)機(jī)元素的痕量檢測(cè)。但是這種檢測(cè)方法同樣具有一定的局限性，因此在進(jìn)行檢測(cè)之前必須對(duì)所要檢測(cè)的目標(biāo)物有所了解，才能實(shí)現(xiàn)檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確。

第三、X射線熒光光譜法。這種方法是近些年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型檢測(cè)方法。其作用原理是通過(guò)向礦石樣本發(fā)射X射線使得礦石中各種金屬元素出現(xiàn)各種特殊的震動(dòng)輻射。通過(guò)對(duì)各種震動(dòng)輻射進(jìn)行研究實(shí)現(xiàn)對(duì)元素含量和種類(lèi)的分析。這種方法由于其操作簡(jiǎn)便、可以進(jìn)行較為靈活的檢測(cè)、檢測(cè)限較低等特點(diǎn)現(xiàn)階段已經(jīng)逐漸取代了原子吸收光譜法成為一種主流檢測(cè)方法。但是這種方法同樣具有一定的不足之處，例如不能對(duì)一些原子質(zhì)量較小、含量較低的元素進(jìn)行檢測(cè)等。同時(shí)這種檢測(cè)方法可以實(shí)現(xiàn)同其他檢測(cè)方法進(jìn)行聯(lián)用，以實(shí)現(xiàn)測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確度的提高。

2.2 對(duì)礦樣中的金銀銅鉛鋅等元素的測(cè)定方法介紹

對(duì)于不同的金屬礦物需要采用不同的測(cè)定方法進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)銅礦進(jìn)行分析一般采用強(qiáng)酸進(jìn)行溶解或者高溫進(jìn)行融解的方式進(jìn)行。在采用強(qiáng)酸地礦樣進(jìn)行溶解過(guò)程中一般采用王水進(jìn)行。對(duì)鋅、鉛元素進(jìn)行溶解檢測(cè)時(shí)同樣一般采用王水。在溶解之后，依據(jù)礦樣中各種金屬元素的含量高低不同采用合適的方式進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)金元素進(jìn)行檢測(cè)時(shí)可以選擇的方式較多，既有傳統(tǒng)的火試金法，也有應(yīng)用較多的酸解法，同時(shí)還可以采用氯化或熔融等方式進(jìn)行。在選擇檢測(cè)方法時(shí)可以采用原子發(fā)射光譜法等進(jìn)行。對(duì)于銀進(jìn)行檢測(cè)時(shí)一般可以依據(jù)含量的不同選擇合適的檢測(cè)方法。對(duì)于痕量的銀，一般采用原子發(fā)射光譜法。對(duì)于微量的銀，一般采用分光光度法、原子吸收光譜法以及差量法進(jìn)行檢測(cè)。以新疆莫地區(qū)采集到的礦樣檢測(cè)過(guò)程為例，對(duì)其中所含有的金銀銅鉛鋅等元素一般先進(jìn)行富集，盡可能完整的將礦樣中的各種金屬元素進(jìn)行獲取。然后采用原子吸收光譜法等方式進(jìn)行檢測(cè)。具體過(guò)程為，首先將礦樣在往水中進(jìn)行完全溶解，將礦渣進(jìn)行過(guò)濾之后采用泡沫塑料等材料對(duì)礦樣中的元素進(jìn)行富集。然后向富集之后的溶液中加入硫脲等試劑對(duì)各種金屬元素進(jìn)行洗脫。由于金的原子吸收光譜時(shí)確定的，在進(jìn)行原子吸收光譜進(jìn)行測(cè)量時(shí)可以依據(jù)這一數(shù)據(jù)設(shè)置各種參數(shù)，對(duì)礦樣的吸光度進(jìn)行檢測(cè)。然后對(duì)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算獲得相應(yīng)的結(jié)果。這種方法同樣適用于銀，但是對(duì)銅、鉛等金屬測(cè)定一般采用容量法，以減小其不確定度。

2.3 礦石中金銀銅鉛鋅等金屬元素檢測(cè)過(guò)程中的不確定度的分析

所謂的不確定度是指測(cè)量所獲得的試劑結(jié)果同相關(guān)規(guī)定中設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)果之間的分散性是否在合理范圍之內(nèi)。因此，不確定性一般采用置信區(qū)間進(jìn)行衡量，但是這個(gè)置信區(qū)間要處于置信范圍之內(nèi)。對(duì)于獲得的結(jié)果的不確定度一般可以用標(biāo)準(zhǔn)、合成標(biāo)準(zhǔn)、以及擴(kuò)展不確定度三個(gè)程度進(jìn)行衡量。同樣的，以新疆某地的金屬礦樣為例，該礦樣主要對(duì)分析天平乘涼獲得的質(zhì)量、酸解之后獲得的溶液體積以及酸解之后溶液的濃度三個(gè)結(jié)果對(duì)不確定度進(jìn)行分析。通過(guò)這種分析可以有效的對(duì)實(shí)驗(yàn)獲得的結(jié)果準(zhǔn)確度繼續(xù)寧衡量，以保證對(duì)礦樣分析獲得的結(jié)果處于較為準(zhǔn)確的范圍之內(nèi)。

3 總結(jié)

礦產(chǎn)作為一種關(guān)系到國(guó)家發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的重要資源，在現(xiàn)階段的研究中收到了人們的廣泛關(guān)注。因此，在進(jìn)行礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，只有通過(guò)對(duì)礦樣中各種金屬元素的含量進(jìn)行準(zhǔn)確分析才能保證其開(kāi)發(fā)的可行性。因此，只有對(duì)礦石中各種金屬元素，例如金銀銅鉛鋅等進(jìn)行準(zhǔn)確分析，同時(shí)對(duì)各種分析方法出現(xiàn)的不確定度進(jìn)行研究具有重要意義。