化学检测过程对矿山地质样品中元素研究.pdf

106技术应用与研究引言矿山地质样品中的元素研究对于矿产勘探和开采具有重要意义。通过分析地质样品中的元素组成，可以获取有关矿床性质、成因及矿石品位等重要信息。化学检测作为一种常用的分析方法，在矿山地质样品元素研究中具有广泛的应用。基于此，旨在探讨化学检测在矿山地质样品中元素研究中的应用，并介绍化学检测过程中的质量控制和质量保证措施。具体包括样品前处理、常规分析技术以及针对不同元素的分析方法。通过本文的研究，我们可以更好地了解矿山地质样品中元素的特征，为矿产资源的勘探和开发提供科学依据。一、矿山地质样品的定义和来源矿山地质样品是指在矿产勘探和开采过程中，从地质环境中采集的具有代表性的固体、液体或气体样品。这些样品可以是岩石、土壤、矿石、矿物、水体、气体等，它们包含了丰富的地质信息和矿产资源的组成成分。矿山地质样品的来源主要包括以下几个方面。首先是地质勘探钻孔，在地质勘探过程中，通过钻孔或岩心钻探等方式获取的岩石样品，用于研究地下地质结构、矿床性质、矿物组成等。其次是采矿过程中的矿石样品，在矿山开采中，从矿体中采集的含有矿物的矿石样品，用于研究矿石的品位、成分、矿石类型等。还有地表和地下水样，通过地下水井、地表水采样等方式获取的水样，用于研究水体中的溶解物、离子浓度、水质状况等。土壤样品是采集自矿山附近的土壤，用于研究土壤中的元素分布、土壤类型、土壤污染等。气体样品是采集自矿山周边的大气中的气体，用于研究气体组成、矿山气体的来源、矿井通风等。二、元素研究在矿产勘探和开采中的作用元素研究在矿产勘探和开采中起着关键的作用，对于了解矿床性质、评估矿产资源潜力以及指导矿山开采具有重要意义。通过元素研究可以确定矿床的类型、成因和演化过程。元素分布的空间变化和富集程度可以揭示矿床的形成机制，帮助勘探人员识别有矿潜力的区域，指导勘探工作的方向和目标。并且元素研究可以确定矿石中矿物的含量和品位。通过测定关键元素的含量，可以评估矿石的经济价值和开采潜力，指导矿石的选矿和加工过程。再者元素研究可以揭示矿山开采活动对环境的影响。通过分析矿山周边土壤、水体和大气中的元素含量，可以评估矿山污染的程度，制定相应的环境保护措施，保护生态环境。某些元素的存在和分布与矿山安全和灾害相关。例如，瓦斯爆炸的发生与矿井中的瓦斯含量有关，而一些元素的富集可能预示着地下水的涌出和矿山坍塌等灾害的风险。通过元素研究，可以预测和防范矿山安全和灾害风险。通过对矿山地质样品中元素的分析和研究，可以更好地了解矿床性质、评估矿产资源潜力、指导矿山开采，并采取相应的环境保护和安全措施。这对于可持续发展和高效利用矿产资源具有重要意义。三、化学检测在矿山地质样品元素研究中的应用1.样品前处理在进行化学检测之前，需要进行样品前处理，以确保样品的准备和处理过程不会引入干扰或损失关键信息。样品前处理的主要步骤包括样品采集、制备和预处理。样品采集是关键的第一步，采集过程应该遵循科学的采样原则和方法，以保证采集到具有代表性的样品。采集方法的选择取决于样品类型，可以是岩石、土壤、化学检测过程对矿山地质样品中元素研究梁龙平赵鸿飞辽宁省有色地质一三队有限责任公司【摘要】本次主要探讨了化学检测在矿山地质样品中元素研究中的应用。首先，介绍了矿山地质样品的定义和来源以及元素研究在矿产勘探和开采中的重要作用。随后，详细阐述了化学检测在矿山地质样品元素研究中的应用，包括样品前处理、常规分析技术和元素分析方法。具体地介绍了硼元素与硼矿石检测、磷元素和磷灰石的化学检测、硫元素和硫铁矿的分析以及铂族元素和铼-锇同位素的检测分析。最后，对化学检测过程中的质量控制和质量保证进行了讨论，包括样品准备中的控制措施、仪器校准和质量控制标准以及检测过程中的质量保证措施。此次的研究结果对于深入理解矿山地质样品中的元素特征以及矿产资源的勘探和开发具有重要意义。【关键词】化学检测；矿山地质；元素研究【DOI】10.12316/j.issn.1674-0831.2023.18.036107技术应用与研究矿石等，需要避免污染和样品损失，并确保样品的空间分布符合研究需求。样品制备是样品前处理的重要环节，其目的是将原始样品加工成适合分析的形式。制备过程可能包括样品的粉碎、研磨、筛分等操作，以获得均匀且可代表性的样品。不同的样品类型和分析要求可能需要不同的制备方法。样品预处理是为了去除样品中可能存在的干扰物或提取所需元素，以保证分析结果的准确性。预处理过程可以包括溶解、提取、浸取等步骤，根据研究的目的和元素的性质选择适当的方法。2.常规分析技术常规分析技术是化学检测中常用的方法，用于确定样品中各种元素的含量和组成。常规分析技术包括原子吸收光谱法、电感耦合等离子体发射光谱法、质谱法、离子色谱法等。这些技术可以进行定量和定性分析，提供关于样品中元素含量、存在形态以及与其他元素的相互关系等信息。常规分析技术的选择取决于研究目的、样品类型和待测元素的特性。不同的技术具有不同的灵敏度、准确性和分辨率，需要根据具体需求进行选择。3.元素分析方法（1）硼元素与硼矿石检测硼是一种重要的矿产资源，在矿山地质样品中的检测对于评估硼矿石的品位和开采潜力至关重要。硼元素的分析通常采用火焰原子吸收光谱法（Flame Atomic Absorption Spectroscopy，FAAS）或者电感耦合等离子体发射光谱法（Inductively Coupled Plasma-Optical Emission Spectroscopy，ICP-OES）。这些方法通过样品的预处理和仪器的测量，可以精确测定硼元素的含量，并提供关于硼矿石的质量和特征信息。例如，硼元素的含量分析可以用于评估硼矿石的品位，指导选矿过程，并帮助制订合理的开采方案。（2）磷元素和磷灰石的化学检测磷是冶金、农业和化工等领域的重要元素，其含量分析在矿山地质样品中具有重要意义。磷元素的分析方法包括分光光度法、离子色谱法和电感耦合等离子体发射光谱法。这些方法通过样品的制备和仪器的测量，可以准确测定磷元素的含量。磷元素的分析应用广泛，例如在磷灰石矿石中的磷含量分析可以用于评估矿石的品位，指导选矿和冶炼过程。（3）硫元素和硫铁矿的分析硫元素是矿石中常见的元素之一，在矿山地质样品中的分析对于评估矿石的含硫量和硫铁矿的质量至关重要。硫元素的分析方法包括气相色谱法、火焰光度法和电感耦合等离子体发射光谱法等。这些方法通过样品的制备和仪器的测量，可以准确测定硫元素的含量。硫元素的含量分析可以用于评估硫铁矿石的品位和硫含量，指导冶炼过程，以及控制和优化硫铁矿的生产。（4）铂族元素和铼锇同位素的检测分析铂族元素（铂、钯、铑、钌、铱和钌）以及铼-锇同位素是重要的贵金属元素，在矿山地质样品中的分析具有重要的地质和金属勘探意义。这些元素的分析方法包括电感耦合等离子体质谱法（Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry，ICP-MS）、电感耦合等离子体发射光谱法和火焰原子吸收光谱法等。这些方法可以测定铂族元素和铼-锇同位素的含量和比例，并提供关于矿床成因和金属勘探的重要信息。例如，铂族元素的含量分析可以用于评估铂族金属矿石的品位，指导选矿和冶炼过程，而铼-锇同位素的测定可以帮助确定矿床的年代和地质演化过程。四、化学检测过程中的质量控制和质量保证1.样品准备中的控制措施当进行样品准备阶段时，采取适当的控制措施非常重要，以确保样品的完整性和准确性。在样品准备过程中，每个样品都应分配唯一的标识，例如样品编号或条形码。这些标识需要与相应的记录关联，包括样品的来源、采集日期、采集者等信息。通过正确标识和记录样品，可以确保样品的追溯性和准确性，方便后续数据分析和结果解释。样品在采集后应妥善保存和处理，以防止样品的污染、损失或变质。这包括正确的样品容器选择、适当的温度控制、避免光照暴露等。对于液体样品，冷藏或冷冻保存可以延长其稳定性。对于固体样品，应存放在干燥、密封的容器中，避免湿度和氧气的接触。样品处理时需要遵循适当的操作程序，例如避免交叉污染，及时处理样品以防止降解等。根据样品类型和要求，可能需要进行适当的预处理步骤，以确保样品的均匀性和代表性。例如，对于固体样品，可能需要研磨或粉碎，以获得均匀的颗粒大小。对于液体样品，可能需要进行筛分或离心步骤，以去除悬浮颗粒或固体杂质。此外，某些样品可能需要进行溶解、稀释或浓缩等处理，以便后续分析能够在适当的样品浓度范围内进行。在进行溶液配制过程中，需要准确称取试剂和溶剂，并遵循标准操作程序。这包括使用精确的量杯、量筒或天平称取试剂，遵循所需的稀释比例和溶解条件。确保溶液浓度的准确性和一致性对于后续分析结果的可靠性至关重要。108技术应用与研究表1样品准备控制措施的数据图表示例样品编号样品标识样品保存条件预处理方法001A001-20研磨002A002室温筛分003A0034溶解2.仪器校准和质量控制标准在化学检测过程中，仪器的准确性和可靠性对于获得准确的分析结果至关重要。仪器校准和质量控制标准是保证仪器性能和分析结果准确性的关键措施。仪器校准是指通过使用已知浓度的标准物质对仪器进行校准，以确保仪器的测量结果与实际值一致。常见的仪器校准方法有标准曲线法，根据已知浓度的标准物质制备一系列浓度梯度的标准溶液，通过测量它们的信号强度或响应值，建立标准曲线。然后，使用该曲线来确定未知样品的浓度。同时还有内标法，添加已知浓度的内标物质到样品中，在测量过程中通过内标物质的信号强度来校准和校正样品的测量结果。最后还有平行样品法，同时对同一样品进行多次测量，并比较测量结果的一致性和稳定性，以评估仪器的准确性和稳定性。质量控制标准是为了监控和评估分析过程中的准确性和可靠性而采取的一系列标准。包括内部质控样品（Quality Control,QC），内部质控样品是已知浓度的标准样品，用于验证分析方法的准确性和精确度。在每个批次的分析中，应同时测量内部质控样品，并与预期结果进行比较，以评估分析的准确性和可靠性。以及外部质量控制（External Quality Control,EQC），外部质量控制是通过参与认可的质量控制方案或与其他实验室进行比对来评估分析结果的准确性。通过参与EQC计划，实验室可以评估自己的分析结果与其他实验室的一致性，并及时发现和纠正分析过程中的偏差。表2仪器校准和质量控制标准的记录表日期仪器校准方法校准结果内部质控样品批号预期结果 分析结果 结果比较2022-01-01标准曲线法通过QC00110 ppm9.8 ppm一致2022-02-01内标法通过QC00250 ppm50.2 ppm一致2022-03-01平行样品法通过QC00320 ppm19.9 ppm一致五、元素研究在矿山地质中的应用案例元素地球化学研究通过分析地质样品中元素的含量和分布，揭示了地球物质的来源、运移和富集规律，为找矿勘探和资源评估提供了重要的依据。例如，通过对地质样品进行多元素分析，可以绘制元素分布图和地球化学异常图，指导勘探人员寻找矿产资源。不同类型的矿床在元素组成上存在差异，通过对不同矿床类型的地质样品进行元素研究，可以判别矿床类型，为矿产资源评估和选矿工艺设计提供依据。例如，铜矿床通常富集铜、钼、金等元素，而铁矿床则富集铁、硅等元素。元素研究在矿山环境监测和污染评估中也具有重要作用。通过分析地质样品中的元素含量和分布，可以评估矿山活动对周边环境的影响程度。例如，通过对水体、土壤和植物等样品的元素分析，可以确定是否存在重金属等污染物，及其对环境和生态系统的潜在危害。六、结论综上所述，化学检测在矿山地质样品中元素研究中是一种有效的分析方法，对于矿产勘探和开采具有重要的指导意义。未来，随着化学检测技术的不断发展，我们可以期待更高效、精确的分析方法的应用，进一步推动矿山地质样品中元素研究的发展。参考文献：1方昌建.GPS测绘技术在矿山地质测绘中的实践研究J.冶金管理,2023(08):42-46.2陈彦.废弃采石场矿山地质环境现状及其治理技术J.能源与环保,2023,45(04):142-147.DOI:10.19389/ki.1003-0506.2023.04.023.3张兴辉,王海亮.矿山地质灾害勘查及其防治措施研究J.能源与环保,2023,45(04):123-130.DOI:10.19389/ki.1003-0506.2023.04.020.4陶成曦.化学检测过程对矿山地质样品中元素的分析J.世界有色金属,2022(15):223-225.5闫春燕.矿山地质样品中微量锑的原子吸收法测定方法分析J.内蒙古科技与经济,2019(21):105.6丛稳,张启新.矿山地质勘查中矿石物理力学试验用样品采制样方法简介J.世界有色金属,2019(01):132-133.7吴建华.原子吸收法测定矿山地质样品中的微量锑J.世界有色金属,2017(21):204-205.作者简介：梁龙平（1986），男，汉族，山西吕梁人，大学本科，工程师，研究方向：地质实验测试；赵鸿飞（1986），男，汉族，辽宁东港人，大学本科，工程师，研究方向：地质实验测试。