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摘要:近年来随着科技的发展,矿石采集受到足够的重视,正是由于矿石中含有丰富对人类有益的元素,所以矿石开采显得非常关键。然而对开采出的矿石没有足够精准的方式去考量其中富含的元素也是没有效果的,所以,研究矿石中有效金属成分成为目前化学科学中比较重要的课题。
关键词:矿石;金属元素化学;方法分析
随着科技不断发展,矿石资源开发利用,更加注重矿石成分中,金属元素的有效开采利用,以实现矿石资源价值最大化。因此,在矿石样品成分化学分析中,能够通过分析构建,实现对金属元素的有效分析,进而更好了解样品矿石成分,保障矿石资源的开发利用,体现了化学分析中的重要性。对于矿石样品成分分析而言,构建科学合理的分析方法,规范分析操作、提高人员素质,都是提高化学分析质量的重要保障。
1.矿石样品成分化学分析存在的问题
化学分析是一项专业性工作,分析方法的科学选择、数据质量的有效控制,都是确保矿石样品化学分析质量的重要基础。从实际而言,矿石样品成分化学分析仍存在诸多的不足与问题,特别是方法选择不合理、操作不规范等情况,不利于化学分析的有效构建,影响化学分析的实效性。①化学分析方法选择不合理在化学分析中,可选择的分析方法多样化,要求分析方法的合理选择。但是,从实际来看,矿石样品成分化学分析存在方法选择不合理等问题,导致化学分析质量等操作受到较大影响。一方面,在化学分析的过程,对于矿石样品的认识不到位,以至于化学分析方法的选择不合理性,反而在很大程度上影响到化学分析结果;另一方面,在化学分析的选择中,对不同分析方法缺乏正确了解,以至于化学分析具有较大的随意性,影响到矿石成分化学分析质量。②化学分析数据质量不高分析数据质量是化学分析的重要基础,但其易受到诸多因素影响,特别是操作不规范、外部环境影响等,都会对化学分析数据质量形成较大影响。
2.矿石中金属元素化学分析方法分析
2.1EDTA 滴定监测
相对而言,EDTA 滴定监测法的应用比较广泛,也是一种较为传统的金属元素分析技术。从实际来看,该化学分析方法的操作比较简单,成本较低,且化学分析结果的精度较好,总体具有较高的性价比。相比而言,随着化学分析技术的不断发展,EDTA 滴定监测存在诸多的不足与弊端,在金属元素的分析中表现出一定的问题。为此,需要对DTA 滴定监测进行优化与改进,以更好的保障其应用价值。①在对镁、钙等金属元素的化学分析中,可以在传统酸性溶液中加入氯化铵的方式的基础之上,对化学分析方法进行改进,通过聚四氟乙烯塑料器皿中加入氢氟酸溶解SiO2,在酸性状态之下,常出现冒烟状态时,将其进行有效去除,进而避免了外部因素对金属元素测定结果的干扰。②在对锌、钼等金属元素的分析中,可以通过加入氢氧化钠等方式,对干扰元数元素进行有效去除,进而更好地保障金属元素分析中,对锌元素的有效分离,确保了锌、钼等金属元素的分析质量。
2.2 黑色金属元素的化学分析方法
黑色金属主要指铁及其合金,如钢、生铁、铁合金、铸铁等。对于黑色金属元素主要采用的化学分析方法为普通分析法和沉淀滴定法。普通分析法主要是针对岩矿样本之中的某一种特定的化学元素进行分析,忽略其他不需要了解的化学元素的分析方法,这种化学分析方法一般来说主要是通过药剂来对岩矿样本当中富有较高工业价值的金属元素进行测定及分析,在实际的生产工作当中得到了大量的应用。针对岩矿中的黑色金属元素主要为铁元素,比较符合普通分析方法的使用特点。至于沉淀滴定方法适用于含量较多的金属矿石当中,需用到滴定管、容量瓶等玻璃仪器,加入与铁离子反应可以产生沉淀的试剂,通过对加入试剂的剂量、浓度以及产生沉淀的黑色金属元素含量来分析出岩矿中的黑色金属元素特点和分布情况。
2.3 稳健统计方法
①概述。稳健统计方法是主要是针对数据进行规范处理的算术系统,可以使数据达到极端的结果(即数据中心或离群值和其它数值不在一个量化等级上)对平均值产生的影响降到最低。而极端数值的统计对样品成分的数据结果影响较大,我们所采用的办法就是将其舍去,但该方法会将群值赋予最小权,为求得在不舍弃其它数据的情况下得到一个准确的数据结果,与传统方法相比稳健统计法更加科学。②测定方法。需要统计的所有参数包括:极值、最小值、最大值、结果值、标准四分位间距(简称“标准IQR”)、中位数、稳健变异系数。上述所有数值的测定全部是对数据表征离散程度不同范围与方向的预估。③优势与弊端。稳健Z 比分的计算方法是基于大量工作经验的智慧总结。结果除了确定稳健参数Z 比分得分可靠性的国际通用能力外,还需要监测结果的实际应用值是否满足被测对象的相应应用技术。然而,Z 比分是在实验室中获得的典型研究结果。所有数据处理和统计方法得出的数据都是在实验室中完成的,不涉及到真实应用中的实际要求,有时结果与现实情况不符。如果从目标的实际情况的角度进行评价,则可能发生超过三次实验室测量的不令人满意的结果。计算出小于2 的满意Z 值也可能发生,但在实际目标的评估中不合格。因此,需要改进实际应用,但在理论水平上已经提高了很高的精度。
2.4 对浸出液的测定
在污水污泥中会出现大量的浸出液,八大污水污泥样本由于所含有的工业污水污泥与生活污水污泥的比重不同,所以浸出液所含有的重金属元素也会有所不同,例如浸出液中的Cu、Cd、Pb、Zn 采用火焰原子吸收分光光度法测定;As 和Hg 采用原子荧光光度法测定;DOC 采用非分散红外吸收法在TOC 分析仪上进行测定;硝酸根离子和磷酸根离子利用离子色谱法进行测定。因此在实际测定时,要根据具体情况有选择的进行,具体情况具体分析,才能减小测定误差。
2.5 有色金属元素的化学分析方法
有色金属狭义来讲也被称为非铁金属,是铁、锰、铬以外的所有金属的统称。广义的有色金属还包括有色合金。在岩矿当中有色金属元素包括:铜、锡、锌、镍、钴、钨、钼等。有色金属是国民经济发展的基础材料,在很多的行业当中都得到了应用,例如航空、航天、汽车、机械制造、电力、通讯、建筑、家电等,也是绝大部分领域的生产基础。有色金属的种类繁多,根据金属元素的特点化学分析的方法可以采用全分析法。这种方法需要岩矿中所有的化学成分进行分析测量,是一种精准度要求较高的测评方法。主要采取光谱先对整个岩矿样本进行全面的分析测定,以便掌握岩矿样本中的全部元素信息,具体含有的金属元素种类以及各元素在样本中所占百分比。接着对样本中的每一种金属元素进行分析。通过这种化学分析方法可以对样本情况有更全面的了解,可推断出整个矿区的岩矿金属含量分布状况。全分析的方法更加适合包含元素种类较多的样本,所以更加适用于有色金属的化学分析研究。
3.结语
综上所述,在矿石样品化学分析中,通过科学有效的化学分析方法构建,能够对金属元素进行有效测定,为矿石开发及利用,提供可靠依据。在本文研究中,矿石金属元素化学分析存在诸多问题,强调化学分析方法科学构建的必要性与重要性。在实践研究中得出,碱溶ICP-MS 法、EDTA滴定监测法具有良好的应用价值,对于提高化学分析的准确性,起到了十分重要的作用。
参考文献:
[1]李成雄.矿石样品成分中金属元素的化学分析与研究[J].中国新技术新产品,2016,(21):47‐48.
[2]赵海山,付晓燕.岩矿中稀有金属元素化学分析探析[J].化工管理,2016,(08):51.
[3]甘露,王苏明.生态地球化学调查评价形态分析实验室间比对试验结果分析[J].中国环境监测,2018,27(4):12‐18.