地質(zhì)礦物樣品化驗(yàn)誤差處理方法研究

王曉東

（甘肅省有色金屬地質(zhì)勘查局張掖礦產(chǎn)勘查院測(cè)試中心，甘肅 張掖 734000）

在礦山地質(zhì)勘測(cè)工作中，對(duì)于所開采的礦物樣本作出化驗(yàn)是基本且關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，主要是對(duì)礦物樣本中的金屬元素作出檢測(cè)，以此來(lái)確定礦產(chǎn)的屬性與使用范圍。傳統(tǒng)的檢測(cè)方法沿用時(shí)間較久，雖然可以獲取預(yù)期的檢測(cè)結(jié)果，但是在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中依然會(huì)存在誤差和缺陷，對(duì)于最終的檢測(cè)結(jié)果造成影響，面對(duì)這種情況，需要對(duì)化驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的誤差進(jìn)行處理，確?；?yàn)結(jié)果的真實(shí)可靠性。

其實(shí)，礦石樣品化驗(yàn)誤差的相關(guān)分析通常是判定礦產(chǎn)質(zhì)量以及屬性的重要途徑，在礦山勘探中占據(jù)主要地位。通過(guò)對(duì)礦石樣品中的金屬元素絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差對(duì)比，再加之誤差允許標(biāo)準(zhǔn)的判定，得出樣本的最終評(píng)價(jià)，以此來(lái)判斷礦石的品位信息以及儲(chǔ)量值的計(jì)算。通常情況下，對(duì)礦石樣本進(jìn)行化驗(yàn)，并處理出現(xiàn)的誤差是一項(xiàng)十分繁瑣且龐大的工作，主要是因?yàn)榈V石的樣品獲取需要在不同的區(qū)域提取，而樣品化驗(yàn)一旦重新進(jìn)行就會(huì)造成大量的資源浪費(fèi)以及返工浪費(fèi)[1]。所以，最近幾年，我國(guó)在礦物樣品化驗(yàn)誤差處理方面投入了大量的人力物力財(cái)力，立志于實(shí)現(xiàn)高效率、高質(zhì)量的化驗(yàn)工作，最大程度地降低存在的誤差[2]。因此，對(duì)地質(zhì)礦物樣品化驗(yàn)誤差處理方法進(jìn)行研究，在較為真實(shí)的環(huán)境之中，在礦石樣本中提取相關(guān)的金屬元素，例如：金、銀、銅、鉛、鋅、鎢等，利用科學(xué)的儀器和設(shè)備獲取具體的數(shù)據(jù)信息，在化驗(yàn)的過(guò)程中，對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)加強(qiáng)控制，以此來(lái)降低誤差，提升我國(guó)礦產(chǎn)品化驗(yàn)誤差處理的綜合水平[3]。

1 地質(zhì)礦物樣品化驗(yàn)誤差處理方法設(shè)計(jì)

1.1 確定樣品的平均誤差極值

在對(duì)地質(zhì)礦物樣品化驗(yàn)誤差處理方法進(jìn)行設(shè)計(jì)前，需要先確定樣品的平均誤差極值。誤差極值指的是在化驗(yàn)的過(guò)程中，允許出現(xiàn)的最大誤差，一旦超出這個(gè)范圍，則表明測(cè)量化驗(yàn)出來(lái)的結(jié)果相對(duì)不準(zhǔn)確，可靠性較低。需要計(jì)算出平均誤差極值，將其作為測(cè)量化驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)誤差進(jìn)行控制。獲取礦物樣品，并確保礦石處于同一個(gè)高度內(nèi)，利用無(wú)雜質(zhì)的水清潔礦石樣本，去除相應(yīng)的雜質(zhì)，將石塊放置在溶液之中，進(jìn)行化學(xué)浸泡，此步驟是為了去除礦產(chǎn)樣品內(nèi)部的雜質(zhì)，使其處于單一介質(zhì)的狀態(tài)，在化驗(yàn)的過(guò)程中也可以更加精準(zhǔn)、順利一些。將礦石樣品進(jìn)行密封處理，靜置大概24h之后，取出風(fēng)干，等待化驗(yàn)。

在化驗(yàn)之前，通過(guò)專業(yè)的測(cè)量工具或者設(shè)備對(duì)樣品屬性以及內(nèi)部所含元素進(jìn)行測(cè)量，通常情況下，礦石中會(huì)含有一些金屬元素，例如：銅、鐵、金、銀等，這些元素需要對(duì)其作出特殊的處理，一旦處理不當(dāng)，便會(huì)對(duì)化驗(yàn)結(jié)果造成影響。不僅如此，在實(shí)際的處理過(guò)程中，還需要將多余的元素進(jìn)行剔除，以此來(lái)避免出現(xiàn)化驗(yàn)誤差。當(dāng)然，提出外部元素的方法也有很多，應(yīng)用最為廣泛的大致可以分為以下幾種：化學(xué)法、物理法以及復(fù)合強(qiáng)效消解法?；瘜W(xué)法通常情況下，是利用與元素呈相反特性的另一種化學(xué)元素來(lái)營(yíng)造相互抵消的處理環(huán)境，同時(shí)，在處理的過(guò)程中，可以最大程度地降低存在的誤差；物理法與復(fù)合強(qiáng)效消解法主要是采用高溫或者低溫的方式來(lái)對(duì)礦物樣品進(jìn)行化驗(yàn)，最終得出預(yù)期的處理結(jié)果。完成元素剔除處理后，接下來(lái)，通過(guò)測(cè)量出的數(shù)據(jù)信息，首先需要計(jì)算樣品中各個(gè)元素的品位，具體如下公式1所示：

公式1中：F表示各個(gè)元素的品位占比，D表示實(shí)測(cè)均值，V表示元素的單個(gè)數(shù)值，?表示極值誤差。通過(guò)以上計(jì)算，最終可以得出實(shí)際的元素品位占比。以此來(lái)確定相應(yīng)的化驗(yàn)百分比，通過(guò)不同的種類將樣本劃分為不同的區(qū)域，測(cè)量隨機(jī)誤差，并在此基礎(chǔ)上計(jì)算平均誤差極值，如下公式2所示：

公式2中：M表示平均誤差極值，F(xiàn)表示各個(gè)元素的品位占比，?表示元素的單個(gè)誤差。通過(guò)以上計(jì)算，最終可以得出實(shí)際的平均誤差極值，結(jié)合樣品的實(shí)際變化情況，再加上元素的分解程度，采用比照的方式來(lái)驗(yàn)證得出的平均誤差極值是否處于合理的范圍之內(nèi)，如果存在誤差，則可以通過(guò)差值引入的方式來(lái)消除誤差，并形成更為全面、系統(tǒng)、穩(wěn)定的處理結(jié)構(gòu)，為化驗(yàn)誤差的實(shí)際處理奠定基礎(chǔ)。

1.2 創(chuàng)建校正礦物樣本誤差處理模型

在完成樣品的平均誤差極值的確定之后，接下來(lái)，在以上基礎(chǔ)中，創(chuàng)建具有校正能力的礦物樣本誤差處理模型。首先，利用以上所計(jì)算和測(cè)量的相關(guān)數(shù)值，計(jì)算樣品的誤差校正系數(shù)，如下公式3所示：

公式3中：G表示樣品的誤差校正系數(shù)，f表示實(shí)際校正距離，g表示誤差距離，ω表示預(yù)估差值。通過(guò)以上計(jì)算，最終可以得出實(shí)際的誤差校正系數(shù)。完成之后，利用其確定校正的實(shí)際范圍，并設(shè)定校正的標(biāo)準(zhǔn)，如下表1所示。

表1 礦物樣本誤差校正標(biāo)準(zhǔn)表

根據(jù)表1中的數(shù)據(jù)信息，最終可以完成對(duì)礦區(qū)樣本誤差處理校正標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)定。在此基礎(chǔ)上，創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的體系，形成誤差處理的模型。隨后，將上述得出的數(shù)據(jù)信息匯總整合，添加在模型之中，進(jìn)行初次的化驗(yàn)訓(xùn)練。但是訓(xùn)練的過(guò)程中，對(duì)于礦物樣品的取樣存在不同程度的差異，這也會(huì)導(dǎo)致在訓(xùn)練中時(shí)常會(huì)產(chǎn)生一定量的隨機(jī)誤差。這種隨機(jī)誤差通常是不可避免的，其沒有規(guī)定的方式完全消除，僅可以盡量避免。所以，化驗(yàn)人員可以先在不同的區(qū)域分別獲取對(duì)應(yīng)的樣品，隨后，依據(jù)設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)樣品進(jìn)行化驗(yàn)前的處理，此時(shí)，應(yīng)該盡量保持化驗(yàn)因素環(huán)境的高度統(tǒng)一，并排除外部因素帶來(lái)的影響，盡量避免隨機(jī)誤差的出現(xiàn)。在模型中建立線性的對(duì)比結(jié)構(gòu)，化驗(yàn)的過(guò)程中出現(xiàn)異?；蛘哒`差時(shí)，可以依據(jù)模型中固定的處理模式，及時(shí)對(duì)化驗(yàn)中樣內(nèi)部的物質(zhì)以及金屬元素進(jìn)行識(shí)別，通過(guò)特殊的方法去除，盡量避免誤差在此初出現(xiàn)，利用模型作出高效率，高質(zhì)量的化驗(yàn)誤差處理，進(jìn)一步確保最終化驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

1.3 建立分離對(duì)比的回歸直線誤差處理矩陣

在完成校正礦物樣本誤差處理模型的創(chuàng)建之后，接下來(lái)，為了進(jìn)一步完善優(yōu)化誤差處理模型的性能，需要同構(gòu)分離對(duì)比的方式來(lái)建立回歸直線處理矩陣，以此來(lái)進(jìn)行更為細(xì)致的誤差處理。此時(shí)，化驗(yàn)出現(xiàn)的誤差通過(guò)模型的處理已經(jīng)確定，并實(shí)現(xiàn)了初始的誤差處理，通過(guò)上述測(cè)量的數(shù)據(jù)信息，再加之分離對(duì)比的方法，在模型中創(chuàng)建回歸直線誤差處理矩陣，如下公式4、5、6所示：

公式4、5、6中：T、X、Z表示回歸處理系數(shù)，χ表示差值對(duì)比值，t表示直線處理范圍，λ表示允許出現(xiàn)的極限誤差值。通過(guò)以上計(jì)算，最終可以得出實(shí)際的回歸處理系數(shù)，利用這個(gè)數(shù)值創(chuàng)建回歸直線誤差處理結(jié)構(gòu)，并計(jì)算其實(shí)際的誤差理范圍，與原本的處理范圍作出分離對(duì)比，范圍較大的作為模的誤差處理范圍，如下公式7所示：

公式7中：H表示誤差處理范圍，γ表示直線處理百分比，h表示估算誤差比例。此時(shí)，結(jié)合得出的是數(shù)據(jù)信息，進(jìn)行分離對(duì)比處理標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)定，具體如下表2所示。

表2 分離對(duì)比處理標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定表

根據(jù)表1中的數(shù)據(jù)信息，最終可以完成對(duì)分離對(duì)比處理標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)定。隨后，依據(jù)上述設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)所測(cè)算完成的誤差結(jié)果進(jìn)行比照，如果存在較大的誤差，會(huì)影響最終的化驗(yàn)結(jié)果，需要根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行對(duì)應(yīng)的處理與調(diào)整，嚴(yán)重的甚至要重新取樣，以確?；?yàn)結(jié)果的精準(zhǔn)性。隨后，在直線處理矩陣之中，將對(duì)應(yīng)的化驗(yàn)處理范圍擴(kuò)大，同時(shí)，結(jié)合地質(zhì)物樣品的特征，完善相對(duì)應(yīng)的處理結(jié)果，并進(jìn)行對(duì)比。通過(guò)對(duì)比可知，本文所設(shè)計(jì)的回歸直線誤差處理范圍較大，所以，作出分離融合，并將上述的范圍設(shè)定在誤差處理模型之中，使其在化驗(yàn)的過(guò)程中可以更加全面地隨出現(xiàn)的誤差作出處理，至此，便完成了分離對(duì)比的回歸直線誤差處理矩陣的創(chuàng)建。

1.4 重疊試劑作用法實(shí)現(xiàn)礦物樣品化驗(yàn)誤差的處理

在完成分離對(duì)比的回歸直線誤差處理矩陣的建立之后，此時(shí)，樣品的誤差已經(jīng)得到了大幅度降低，并且進(jìn)行了合理的誤差處理，但是在化驗(yàn)的過(guò)程中，仍然存在問(wèn)題和缺陷，需要通過(guò)試劑進(jìn)行重疊作用，以此來(lái)確保最終測(cè)試結(jié)果的穩(wěn)定可靠性。先利用相關(guān)的測(cè)量觀察儀器對(duì)此批次的礦物樣品作出一定的了解，如下圖1所示。

圖1 礦物樣品觀測(cè)圖

通過(guò)圖1，可以了解到此時(shí)礦物樣品的相關(guān)化驗(yàn)情況。利用不同的實(shí)試劑將礦物樣品重新去除雜質(zhì)。以重疊的形式在化驗(yàn)以及誤差處理模型中獲取對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)果，通過(guò)與前期化驗(yàn)的結(jié)果對(duì)比，最終可以得出存在的誤差。結(jié)合上述測(cè)定化驗(yàn)的模型，對(duì)樣品進(jìn)行誤差作出初始的預(yù)估。通常情況下，在測(cè)試處理過(guò)程中，對(duì)于誤差的預(yù)估也需要依照對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)執(zhí)行。礦物質(zhì)樣品的處理與檢驗(yàn)，相關(guān)的誤差標(biāo)準(zhǔn)值也存在不同程度的差異，結(jié)合重疊誤差作用法，先設(shè)定樣品化驗(yàn)的處理范圍，并計(jì)算允許出現(xiàn)的極限誤差值，如果測(cè)試的誤差值在所設(shè)定范圍之內(nèi)，表明對(duì)于最終的實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響較小，反之，如果超出相應(yīng)的范圍，則代表實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性與真實(shí)性有所降低，存在不可信的風(fēng)險(xiǎn)。隨后，結(jié)合得出的極限誤差值，計(jì)算誤差處理重疊數(shù)值，如下公式8所示：

公式8中：r表示誤差處理重疊數(shù)值，s表示重疊范圍，μ表示品位系數(shù)，通過(guò)計(jì)算，將得出的誤差處理重疊數(shù)值添加在模型之中，實(shí)現(xiàn)對(duì)出現(xiàn)誤差的處理。但需要注意但是，根據(jù)得出的誤差處理重疊數(shù)值可以設(shè)定出具體的重疊誤差處理范圍，在對(duì)樣品化驗(yàn)的過(guò)程中，創(chuàng)建多目標(biāo)的化驗(yàn)結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)化驗(yàn)環(huán)節(jié)不同的是，此時(shí)創(chuàng)建的多目標(biāo)化驗(yàn)結(jié)果是以階段時(shí)化驗(yàn)為主要的方式，并且每一個(gè)階段的化驗(yàn)結(jié)構(gòu)也是獨(dú)立的，通過(guò)設(shè)定化驗(yàn)的目標(biāo)，結(jié)合處理流程，最終完成預(yù)期的測(cè)試任務(wù)。另外，為了降低隨機(jī)誤差度測(cè)試結(jié)果的影響，可以對(duì)相應(yīng)的處理環(huán)節(jié)進(jìn)行合理地簡(jiǎn)化，一定程度上可以降低出現(xiàn)誤差的幾率，同時(shí)在測(cè)定時(shí)，擴(kuò)大延伸對(duì)應(yīng)的化驗(yàn)范圍，實(shí)現(xiàn)化驗(yàn)路徑的創(chuàng)新，沖破傳統(tǒng)化驗(yàn)方式的束縛，最終完成對(duì)化驗(yàn)誤差的處理與控制。

2 方法測(cè)試

2.1 測(cè)試準(zhǔn)備

本次測(cè)試主要是對(duì)地質(zhì)礦物樣品化驗(yàn)誤差處理效果進(jìn)行分析探討，測(cè)試共分為兩組，一組為傳統(tǒng)的重疊誤差處理方法，將其設(shè)定為傳統(tǒng)重疊誤差處理組；另一組為本文所設(shè)計(jì)的方法，將其設(shè)定為均值校正誤差處理組。搭建測(cè)試環(huán)境。本次測(cè)試選取K礦場(chǎng)中的不同區(qū)域礦產(chǎn)物作為對(duì)象。準(zhǔn)備處理試劑，如下：硫酸銅、高錳酸鉀、試驗(yàn)用稀鹽酸，測(cè)試允許出現(xiàn)的誤差范圍，相對(duì)誤差為0.25～0.5之間，決定誤差在0.11～0.135之間，元素的品位標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定在1.9以下，根據(jù)以上數(shù)據(jù)信息，計(jì)算樣品的實(shí)際平均品位，如下公式9所示：

公式9中：J表示樣品的實(shí)際平均品位，表示均方差，s表示系統(tǒng)誤差，β表示隨機(jī)誤差。通過(guò)以上計(jì)算，最終可以得出樣品的實(shí)際平均品位。結(jié)合實(shí)際平均品位，設(shè)定出相應(yīng)的品味化驗(yàn)處理測(cè)試模型。此模型的應(yīng)用僅限于測(cè)試過(guò)程中。模型中的結(jié)構(gòu)分別是獨(dú)立交互的，雖然在單一任務(wù)目標(biāo)的執(zhí)行與處理上不具有任何的聯(lián)系，但是在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，仍然具有一定的交互關(guān)系，此時(shí)，可以根據(jù)上述所計(jì)算獲取的數(shù)據(jù)信息，設(shè)定化驗(yàn)誤差的處理交互范圍。

通常情況下，設(shè)定誤差的極限值為5.25，但是由于此次是對(duì)地址礦物樣品的化驗(yàn)，礦物的化學(xué)元素在不同的環(huán)境下會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，所以，在測(cè)試化驗(yàn)的過(guò)程之中，也極有可能會(huì)因?yàn)橥獠恳蛩鼗蛘咛鞖鉅顩r的影響而發(fā)生變化，進(jìn)而產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的測(cè)定誤差。而誤差可能是隨機(jī)誤差、系統(tǒng)誤差也有可能是粗大誤差，均是較難控制的。所以，需要將將這個(gè)品位值作為誤差處理的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，在此基礎(chǔ)上，計(jì)算誤差極值范圍，如下公式10所示：

公式10中：N表示計(jì)算誤差極值范圍，?表示誤差標(biāo)準(zhǔn)，c表示概率系數(shù)，J表示樣品的實(shí)際平均品位。通過(guò)以上計(jì)算，最終可以得出實(shí)際的計(jì)算誤差極值范圍。所設(shè)定的范圍之中，可以對(duì)上述的方法進(jìn)行二次測(cè)試，以此來(lái)確保最終測(cè)結(jié)果的穩(wěn)定性以及可信性，但是需要注意的是，測(cè)試的環(huán)境以及條件均是相同的，并且在所搭建的測(cè)試環(huán)境和應(yīng)用數(shù)據(jù)信息中進(jìn)行測(cè)試。使用兩組方法同時(shí)進(jìn)行，測(cè)試前核查相關(guān)的設(shè)備以及測(cè)量?jī)x器，確保其處于穩(wěn)定運(yùn)行的狀態(tài)，并不存在影響最終測(cè)試結(jié)果的外部因素，完成之后，開始測(cè)試。

2.2 測(cè)試過(guò)程及結(jié)果分析

在以上創(chuàng)建的測(cè)試環(huán)境中，進(jìn)行地質(zhì)礦物樣品化驗(yàn)誤差處理的測(cè)試，本次測(cè)試選取K礦場(chǎng)的礦石分析化驗(yàn)，需要先對(duì)礦石樣本進(jìn)行基礎(chǔ)處理。在實(shí)驗(yàn)皿中倒入四分之一的硫酸銅溶液，和大約10ml的試驗(yàn)用蒸餾水，將礦石樣本置于其中，靜置20min，隨后，取出樣本，在處理皿中加入2g的高錳酸鉀，并添加適量的淡鹽水，大約5ml即可。將樣本二次浸入處理溶液之中，去除其中的雜質(zhì)，避免影響最終的測(cè)試結(jié)果。完成以上布置，進(jìn)行化驗(yàn)誤差的處理，具體的測(cè)試過(guò)程如下圖2所示。

圖2 化驗(yàn)誤差的處理流程圖

根據(jù)圖2中的處理測(cè)試，可以得出相應(yīng)的測(cè)試結(jié)果。進(jìn)行兩組測(cè)試，對(duì)兩組測(cè)試結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，如下表3所示。

表3 礦產(chǎn)樣本化驗(yàn)誤差處理結(jié)果分析

通過(guò)表2中的數(shù)據(jù)信息，可以得出最終的結(jié)論：在相同的測(cè)試環(huán)境之中，對(duì)比于傳統(tǒng)的重疊誤差處理方法，本文所設(shè)計(jì)的誤差處理方法得出的差值百分比相對(duì)更低，這表明其對(duì)于化驗(yàn)誤差的處理效果較好，有效地降低了存在的誤差，同時(shí)在測(cè)試的過(guò)程中，簡(jiǎn)化了具體的化驗(yàn)處理環(huán)節(jié)，將存在的化驗(yàn)誤差降至最低，在合理的范圍之內(nèi)，不會(huì)對(duì)最終的測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生較大的影響。確保了自重化驗(yàn)結(jié)果的可靠性，具有一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，便是對(duì)地質(zhì)礦物樣品化驗(yàn)誤差處理方法的研究與分析。其實(shí)，礦產(chǎn)品的化驗(yàn)誤差出現(xiàn)的原因主要是隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差。這兩方面的問(wèn)題可以通過(guò)加強(qiáng)相關(guān)的人員的專業(yè)素質(zhì)，或者提升化驗(yàn)設(shè)備質(zhì)量來(lái)避免。除此之外，就是完善優(yōu)化對(duì)應(yīng)的誤差處理方法。這種形式更加全面，可以提高化驗(yàn)結(jié)果的精確度以及可靠性，對(duì)于礦石中的元素測(cè)量也更加準(zhǔn)確，細(xì)化各個(gè)化驗(yàn)流程，盡量避免過(guò)程中出現(xiàn)誤差，一旦出現(xiàn)，則通過(guò)科學(xué)的方法做出正確的處理，以此來(lái)提升結(jié)果的可靠性。