摘 要:巖礦測試是一項專業(yè)性比較強的工作,在測試的過程中,需要利用較多的技術,在高新科技不斷發(fā)展的背景下,巖礦測試技術越來越先進,功能性越來越強。該文對巖礦測試中應用到的技術進行了介紹,還對巖礦測試中存在問題的解決辦法進行了探討,希望可以有效提高巖礦測試的質量與效率。在對巖礦進行開采時,需要對礦石的種類進行鑒別,而測試技術選擇的正確性,影響著鑒別的準確性,對巖礦開發(fā)以及分離的效果也有著較大的影響,只有不斷的改進與優(yōu)化測試技術,才能保證巖礦元素測試的準確性,才能促進巖礦行業(yè)更好的發(fā)展。
關鍵詞:巖礦 測試技術 物理 分析技術 辦法
中圖分類號:TD8 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2015)06(c)-0099-02
我國地大物博,有著豐富的礦產資源,在對巖礦進行開采時,需要對巖礦中所含的元素進行測試,這需要應用較多的測試技術,為了提高測試的質量,要根據實際情況選擇最佳的測試技術,這樣才能提取出更多的礦物質元素。巖礦測試的過程中,需要對巖礦的種類進行鑒別,這樣可以根據巖礦所含元素的成分的大小,選擇適合的采礦技術,提高資源的利用率。巖礦測試可以提高巖礦開采的質量,在測試前,要制定測試分析計劃,還要做好測試前的準備工作,一定要根據巖礦的實際情況,選擇最佳的測試技術與方法,這也有利于我國巖礦開采行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。
1 巖礦測試技術狀況分析
1.1 巖礦測試物理法
巖礦開采行業(yè)在不斷的發(fā)展,巖礦測試技術也在不斷的進步,測試的準確性越來越高。在20世紀70年代前,巖礦開采行業(yè)采用測試技術主要是物理法,比如顯微鏡分析或者化學分析法,這種傳統(tǒng)方法比較經典,但是測試過程卻比較復雜。在90年代以后,巖礦開采行業(yè)采用的測試物理法主要有晶體物理學測試法、量子力學測試法等。結合同射波譜學等原理,并應用電子譜、紅外光譜、核磁共振譜等技術,可以有效提高測試的準確性。在對巖礦所含元素進行測試時,還需要利用較多的大型儀器,這些測試技術與傳統(tǒng)測試相比,準確度提高了,而且測試的過程也更加復雜,流程比較多。在巖礦測試的過程中,晶體具有有序的特點,晶體晶介的分布呈現(xiàn)出了特定的規(guī)律,在測試的過程中,分析這些規(guī)律,有助于了解巖礦所含礦物的成分,還可以分析出晶體離子占位、化學鍵的性質,晶體變化情況等數據信息。應用先進的測試技術,可以推動巖礦研究事業(yè)的技術性突破,可以得出更多研究的成果,還可以實現(xiàn)巖石測試技術的變革。近年來,隨著信息技術的不斷發(fā)展,微區(qū)地質學測試在很多研究所都可以完成,能重新認識巖礦中所含礦物成分的物理性以及化學性,發(fā)現(xiàn)了更多的礦物質資源,實現(xiàn)了礦物巖石學科的快速發(fā)展。巖礦測試技術的發(fā)展,有助于促進工農業(yè)的發(fā)展,其擴充了礦物巖石學科的基礎知識,有助于對地質學科的研究,可以改善土地的性質。在測試完成后,可以更好地對礦物質資源進行開發(fā),可以使我國的礦產資源得到更加充分的利用。
1.2 Mpv-3顯微光度計法
Mpv-3顯微度計法也是巖礦開發(fā)中常用測試技術,其對測試的條件有著一定要求,需要在白光或者連續(xù)波譜的條件下,對反射系統(tǒng)中的礦物進行反射率測定,應用這種方法可以實現(xiàn)對色度學的研究。在透射系統(tǒng)中,還可以對礦物資源機械能透過率測試,這項測試主要是針對有顏色的透明礦物,可以測試出該礦物所有在主波長范圍內的顏色,利用定量描述法有利于研究色度學。在對礦物資源進行成分測定時,一般需要將其包體打開,然后對其進行相色譜測試,可以得出礦物質所含有機成分的情況。
1.2.1 電子顯微鏡法
電子顯微鏡法也是一種新型的巖礦測試技術,其與傳統(tǒng)的顯微鏡測試有著較大的區(qū)別,是在基于粘土礦物學的基礎上研究出來的新方法。這項技術自應用以來發(fā)展很快,而且在測試的過程中,可以對礦物微區(qū)的結構以及形貌進行細致的觀察,這對研究礦物的化學成分有著較大的幫助,也可以為地質研究提供重要的信息。電子顯微鏡是一種新型的設備,其提高了礦物觀察的真實性,但是在圖像處理方面卻存在較大的缺陷,圖像處理時,會出現(xiàn)原子層的疊加的現(xiàn)象。我國的電子顯微鏡研究比較晚,日本在20世紀80年代就研究出了可以分辨原子層的具有透射效果的高新顯微鏡,這種先進的設備在發(fā)展的過程中,性能越來越強,不但可以分辨原子層,還可以構建三維圖像,可以在測試的過程中,清晰的看到原子。電子顯微鏡在礦石領域、化學領域以及生物領域都有著良好的應用前景,其對巖礦測試有著促進的意義。
1.2.2 分子光譜法
分子光譜法在巖礦測試中應用比較多,其具有測試速度快、成本低、測定范圍廣等優(yōu)點,這種方法在巖礦測試中普及速度比較快,應用的范圍比較廣,而且應用的效果比較好,很多地質研究人員都習慣使用這種方法。分子光譜法包括多種類型,其中紅外光譜法應用的頻率最高,其利用紅外分光光度計可以代替紅外光譜儀,所以,靈活性比較高。分子光譜法分析的速率比較高,其最快可以達到0.05 s,在分析的過程中,分辨率與頻率范圍內的數值相同,所以,應用分子光譜法可以提高巖礦測試的準確性,促進巖礦行業(yè)更好的發(fā)展。分子光譜法在進行礦物質的化學實驗時,不會受到反應前后因素變化的影響,可以對礦物化學反應的全過程進行了解。
1.2.3 穆斯堡爾譜法
穆斯堡爾譜在晶體化學領域中的貢獻很大,其研究性也極強,形態(tài)、離子占位和有序無序、磁性和相分析等方面的信息可通過它來提供。另外,在礦物細晶或非晶態(tài)性質研究方面也有其獨特的地方。利用該技術,北京礦床所配合其他測試手段,解決了福建郭山高嶺土礦中鐵的賦存狀態(tài),為高純度選礦提供了科學根據。
1.2.4 X射線法
四圓單晶x射線衍射儀的問世是近10年來的最大進展。如今基本不再使用單晶x射線照相法,因為該法往往需要幾個月來分析一個單晶結構,但配有旋進照相機的四圓x射線衍射儀則只要一周甚至更短的時間,精度很高的晶胞參數數據可通過照片直接讀出。所以,礦物學家較為青睞該法。當前,x射線衍射儀已在我國普遍使用,不過在儀器方面沒有什么突破,知識在巖組分析、粒度分析、多重峰的解釋、未知礦物晶系的指標化等方面,實現(xiàn)了與編寫軟件、成圖自動化、計算機聯(lián)網等的拓寬使用。
1.2.5 核磁共振法
在研究類質同象、超微細結構和金屬離子占位方面普遍用到了核磁共振法。例如,正長石原來確定為單斜晶系,但通過該法研究發(fā)現(xiàn),是由很多三斜晶系超x射線雙晶所構成,所以現(xiàn)在被確認為假單斜晶系。普及和使用物理測試礦物巖石,很大程度地推動了礦物物料學科、化學、材料學科的發(fā)展。
1.3 巖礦分析技術法
目前,已從地表轉至深部、從陸地轉至海洋和天體來探索礦產資源,還有地質學家已轉向環(huán)境地質等方面,這就意味著巖礦分析技術即將面臨第三次重大變革。化學分析儀器包括光學法中的比色比濁法、熒光測定法、分光光度計法、發(fā)射光譜法等;核技術法中包括中子活化分析技術、x射線熒光測定法、v輻射測量技術等;色譜法包括液相、熱解色譜法、氣相等。另外,還有熱分析法和電化學法。
十年來,因具有簡單的操作方法和很小的干擾優(yōu)勢,原子吸收光譜法得到的廣泛的應用。基于對該法不是很好的檢出限的考慮,使用時可加入有機表面活性劑在溶液中,這樣就會使其vb的靈敏度提高兩倍,不過在地質樣品中,vb有較低的含量,因此不能作為常規(guī)分析。對此,有人又采用原子捕集器使某些元素測定的靈敏度提高。近幾年在地質實驗室中,開始使用石墨爐原子吸收光譜法,其只需很少的樣品,且具有高靈敏度,已成為貴金屬及稀散元素測定的重要方法,具有很大的發(fā)展空間。
在技術較為成熟的x射線熒光光譜法,主要用來分析硅酸鹽、化探樣品中的多元素,以及鐵礦、鉛鋅礦和錳結核等痕量元素、主次成分。近幾年來,該法結合數字校正模型、數據處理、試樣制備和離子交換紙等分離技術,又開辟一條新的分析痕量或超痕量元素的道路。
2 解決巖礦測試存在問題的辦法
(1)我國已具備近代巖礦測試分析儀器業(yè),不過缺乏協(xié)同研究使用,因此大型儀器真正的研究效應沒有很好地發(fā)揮。該課題研究著認為,要對不同儀器多機聯(lián)用大力倡導,使其使用的功能和范圍盡可能地擴大。例如聯(lián)合使用光學顯微鏡和紅外光譜,可逐個檢測有機包體,并對有機包體的成分進行確定;美國實Ames聯(lián)用了電感藕合等離子體與質譜儀(ICP-MS),不但可對6種砷和硒進行分析,還能夠對30多種元素同時進行測定,可以達到檢出限。再比如聯(lián)用氣相或液相色譜儀同傅立葉紅外光譜儀,因獲得的信息量大而且準確,因此備受推崇。多機聯(lián)用有很大的潛力,值得大力推廣。
(2)在巖礦開采過程中,巖礦分析測試是了解巖礦元素構成,提高巖礦開采和元素提取效果的關鍵。只有根據巖礦的實際開采需要正確選擇巖礦測試分析方法,才能提高巖礦的測試分析質量,才能提高測試分析的整體效果。整體分析法,在1990年國際會議上反映出的一個新動向,備受各界關注。其實,早在20世紀80年代后期,我國就初步形成了以多元素為龍頭的近代巖礦整體分析體系業(yè),全過程實現(xiàn)自動化、智能化,甚或達到“無人操作”程度的測試儀器和分析,就是其特點。
(3)近代巖礦測試分析技術應對所研究的領域進行拓寬。受種種原因的影響,當前我國地質系統(tǒng)的大型儀器設備,工作量飽和度遠遠不夠。所以,敞開胸懷,拓寬使用范圍是必然的趨勢。許多研究工作雖已在環(huán)境地質或其它領域開展,但是還為很好地融入到材料工程、生物工程及人類醫(yī)學等諸多領域中,在實踐應用中應有更多的重視。
3 結語
該文對巖礦測試技術狀況進行了分析,隨著科技的不斷進步,巖礦測試技術越來越多,而且也越來越先進,應用先進的技術與設備,可以保證測試結果的準確性。巖礦測試可以了解到巖石中各個元素的含量,還可以了解到當地的地質環(huán)境情況。巖礦測試技術不但在礦產行業(yè)有著廣泛的應用,還在生物工程、工業(yè)行業(yè)中發(fā)揮著重要的作用。巖礦測試技術在應用與發(fā)展的過程中,也在不斷的改進與完善,其性能越來越強,功能也越來越多,可以提高資源的利用率。在對巖礦進行測試時,要選擇正確的技術,這樣才能保證測試結果的有效性,才能提高巖礦測試的整體效果。
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