摘要:矿石的化学分析是一项基础性的重要工作,由于环境变化、温度、人为等各种因素导致化学分析出现一定的误差,影响化学分析的准确性。为了减少化学分析存在的误差,本文通过研究矿石的化学分析方法、化学分析误差的表示方法及分类与性质、分析结果的允许误差,并找到消除化学分析中各类误差的方法,为采矿选矿提供可靠的参考资料。
关键词:矿石;化学分析;化学取样;误差
矿石的化学取样是最常见的取样,通过采集选择一些具有代表性的矿石,对这些矿石进行品质分析,并将这种方式称为普通取样。通过对矿石样品中的化学成分进行有效鉴定,测定其中的主要成分、成分、含量和成分比例,从而明确化学样品中的各种物质的分布状态、规律,通过化学样品的边缘部分推断出相邻的矿石的具体成分含量,从而推断矿石化学取样在矿床勘测工作的重要作用。
1.矿石的化学分析
1.1 对矿石进行全分析法
对矿石的化学取样分析中,全分析法是可以对矿石中所有的化学成分已经各种元素含量比例进行全面掌握。全分析法对分析结果的要求高,需要达到完整的成分比例图,需要投入的成本高、消耗的时间长。样品进行化学分析时,工作人员需要采取光谱全分析对样品化学成分具体组成一一确定,对存在的所有元素进行逐一的分析处理,如果其结果接近或达到100%,就可以保障矿石开发、运用的充分性[1]。全分析方法需要做好初期勘测工作,避免初期阶段的矿床被破坏,从而保障矿石种类、含量被全面掌握,为矿床后期的工作指导奠定基础。
1.2对矿石的普通分析法
普通分析方法一般只是通过分析矿石中的有用成分,忽略其他的化学成分。如铁矿石,分析铁矿石存在的有用成分(二价铁、三价铁等),从而明确矿石的实际价值,而对于其他化学分析其潜在的工业价值、开发价值,如果其他化学成分价值较高,应该将其纳入普通分析的规格内[2]。对化学样品进行普通分析时,全面分析全部化学样品,根据具体的分析范畴逐一分析每一个样品,确保分析的系统性,明确化学样品有用成分的比例、含量、成分[3]。
1.3 对矿石的物相分析方法
物相分析的目的是掌握有用成分在矿床上的分布情况,对矿石的具体储层状态和矿物相进行矿石分类。根据实际的矿物学原理进行判断,对两种不同类型的矿石进行取样,将其分成单一样品、组合样品,采样以后对其展开物相分析,这样可以避免出现样品部分元素氧化的现象,从而导致物相分析观测的结果可知,化学分析结果可以对勘测地质、矿床和环境保护具有重要意义[4]。
2 化学分析的误差
2.1误差的表示方法
2.1.1 正确度
正确度主要是指在测定过程中,根据相关规定的条件,对其所有的测定结果的误差进行综合,通过修正的方法对运用正确度标示的误差结果进行消除。如果误差尚未明确,则需要计算其不确定度,从而提高分析结果的准确性。
2.1.2准确度
准确度是指在测量过程中,会出现随机误差与系统误差的综合,常被用来表示测定结果的平均值或者标准值与实际数据之间是否具有一致性。也可以通过准确度判断分析方法是可靠,准确度越高,误差越低,二者成负相关的关系。
2.1.3精密度
精密度是指在化学分析的测定过程中,产生的随机误差的大小。一般情况下,在特定的条件采用多次测量的方式进行测试,获得的数据无限接近,很大程度可以增加数据的准确性,减少随机误差。但是它只能显示数据的精密度,而无法表示数据的真假。采用统计的方法对数据进行处理时,一般通过标准偏差衡量数据精密度,将偏差划分在一定的范围内。在观测仪器的稳定性时,常通过精密度以确保其准确度,相关的精密度标准包括:极差、双差标准偏差等,差值越大,精密度越高[5]。
2.2分类及性质
对矿石进行化学分析时,需要明确误差与错误是不同的概念,误差是测定过程中无法避免的,一般根据其本身的性质进行分类:随机误差、粗大误差、系统误差。随机误差是测定过程中,由于外界各种因素的因素导致测量的数据发生随机变动,对其变动的方向大小是不可预测的,这种误差属于偶然现象,因此又被称为偶然误差。但是,随机误差遵循一定的规律,频次、大小成正态分布,多次测试的方法可以有效减少数据的误差,提高数据的准确性。系统误差是在测定过程中,由于各种常见的原因导致测量值发生固定的变化,造成系统误差的原因很多,主要包括理论误差、方法误差、使用误差等,可以测定系统误差的正负、大小,其具有单向性特点,很容易导致测量数据过高或过低,一般可以通过一定的方式进行修正消除。粗大误差是指在测定过程中,由于一些不正确的检测方法引起的,这类误差被归为人为因素引起的,但与错误存在本质区别,具有不固定性的特点,但可以通过测定找出具体诱因。
2.3分析结果的允许误差
在化学分析中使用频率最高的词语是允许误差,即为针对某种测定元素在规定的范围内允许的最大误差。不同的行业对允许误差的设定标准不同,某些行业进行标准物质的定值测定、分析时,设置允许误差的数值到最小,而快速分析、生产控制分析的允许误差可以被放大。日常的化学分析中,对允许误差的设置分为两个层面:针对高含量元素的测定,允许“绝对”误差大,允许“相对”误差小;而低含量元素的测试则相反。在设置允许误差时,必须根据行业内具体的数据分析质量的要求、分析方法的水平、人员因素等相关情况,对有关试验的待测样品进行测定,采用严格的数据统计方法,再根据具体的情况协商允许误差的设置。
3.减少化学误差分析的方法
3.1消除系统误差的方法
根据系统误差的特性,再对矿石进行化学分析时,在测定过程中修正、消除系统误差。相关工作人员进行样品接收时,需要及时刷选以消除矿石的污渍,防止矿石出现损失。根据化学分析的具体要求对矿石样品进行加工,打磨矿石以保障矿石满足化学分析的标准。需要在化学分析的准备阶段,准备好测定、分析过程的相关仪器、设备、试剂,按照相关的要求进行摆放。
3.2 消除随机误差的方法
外界的各种因素都会导致随机误差的出现,一般包括环境的变化、设备性能等。在矿石的化学分析过程中,通过保证化学分析过程中的相关仪器、设备的准确性,定期进行检测、校正,从而减少随机误差。对数据结果进行分析时,也可以通过采取多次测量求平均值的方式,实现随机误差的消除。
3.3 消除粗大误差的方法
人为因素导致的粗大误差主体部分是人,消除化学分析过程中存在的粗大误差,需要加强对测试人员的职能培训,提高技术人员的水平。对于同一样品的化学分析,可以采取多个人员分组测试的方法,相互比对各自的测试结果,将每组的测定数据筛选出相差最大的数据组,每组的数据减去相差最大者,再选出平均值。
结束语:
综上所述,可以从中得知,化学分析主要通过化学取样获取准确的数据,对其进行误差分析。通过合理、系统、全面的分析可以得知矿石的有用组分,从而提高矿石的开采效率,对后续的指导工作具有重要意义。由于环境变化、温度、人为等各种因素的影响,常常会导致化学分析出现误差,为了保证矿石化学分析的准确性,需要有关人员控制好误差,有效减少误差。
参考文献:
[1]曹建明,周春露,陆庭銮.基于STEM教育,浅议促进化学深度学习的“一线四阶”课堂教学设计[J].化学教与学,2020(02):11-14+74.
[2]陈风仙.铁矿石的化学分析以及减少误差的方法[J].大科技,2019,(44):258-259.
[3]王晓东,关鑫.矿石的化学取样与化学分析[J].农家科技(下旬刊),2018,(8):241.
[4]刘忠新.矿石化学取样及化学分析[J].化工设计通讯,2018,44(10):230,260.
[5]李娜,刘玖芬,赵正鹏,刘淑亮,柳晓丹.ICP-OES测定区域地球化学样品多元素的研究[J].黄金,2016,37(09):77-82.