礦物分析的誤差控制辦法

摘 要：文章闡述了礦物分析的基本概念，分析了礦物分析過程中產生的主要誤差，探討了礦物分析誤差控制對策方法。

關鍵詞：礦物分析；誤差；控制

1 引言

礦物分析是指根據礦物的物理化學性質的差異，利用機械、儀器或試劑進行定性和定量分析方法的總稱。分析方法包括機械分離方法：分選、水洗、重液分離、磁重分離、電化學分離等；物理方法：雙目立體顯微鏡鑒定、偏光顯微鏡鑒定、X射線差熱分析、電子顯微鏡鑒定、電子探針等；化學方法：吹管分析、顯微化學分析、全化學分析、光譜分析、極譜分析等。但是在礦物分析過程中，由于人為因素，或者是儀器、環境等因素的影響，礦物分析往往會產生一定的誤差，從而導致對礦物成分等判斷產生偏差，甚至會產生錯誤。強化對礦物分析誤差的分析，探索相對可靠的誤差控制方法，對提高礦物分析質量，更好地服務當地經濟社會發展意義重大。

2 礦物分析過程中產生的主要誤差

任何元素或組分的測定過程，總包含著三個因素，即方法、儀器、操作者。方法可能不夠完美，儀器可能有缺陷，操作者可能有主觀誤差。即使所使用的是最可靠的方法，最精密的儀器，而操作者也是最富有經驗而且最細心地觀察，每次測定的結果也仍然不會完全相同。所以在礦石分析中，誤差是不可能完全可以克服的。礦物分析誤差是指礦物成分測定結果與真實含量之間的差數。誤差的測量是準確度的測量。即誤差愈大，準確度愈低。礦物分析誤差主要可以分為兩類，即：系統誤差與偶然誤差。系統誤差總是可以追索到某一產生的原因。這類誤差具有單向性。偶然誤差則由于許多未能控制的因素而造成。不可定誤差則不是單向性的，可能偏高，也可能偏低。

2.1 系統誤差

每一元素或組分的測定過程，都包含方法、儀器、操作者三個因素。以來源劃分誤差亦可分為三種，即方法誤差、儀器誤差、操作誤差。

2.1.1 方法誤差

方法誤差是由方法內在的缺陷所引起，是誤差中較嚴重的類型。如重量法中沉淀的溶解度、共沉淀；容量法中反應不完全、誘導反應等引起的誤差都屬方法誤差。用動物膠凝聚測定二氧化硅，結果總要偏低千分之幾。用差減法測定鋁時，鋁是從R2O3減去鐵、鈦、鋯、硅和磷等而獲得，因之所有這些元素的誤差都落在鋁上，方法誤差普遍存在。

2.1.2 操作誤差

這類誤差分析人員要負責。如因燒杯未加蓋而引入灰塵、溶液的濺出、沉淀沒有完全移至濾紙上、洗滌過頭或不足、滴定終點掌握不好、灼燒溫度不正確等都屬操作誤差。細心的操作熟練而有理解的工作可以使操作誤差降低到最低限度。

2.1.3 儀器誤差

這類誤差來源于儀器的某些缺陷，或因儀器受環境的影響而產生。例如天平的某一砝碼不準而未加校正；容量器皿有缺陷而未加校正，即使校正了，但受溫度影響又使體積改變；玻璃器皿被腐蝕引入雜質；鉑坩堝在強熱之下失重等都可帶來誤差。測定的精密度不可能超越所用的重復性。重復性的下限是由儀器的靈敏度所限度的。在常量分析中，儀器的局限性不致影響準確度或精密度。但在微量重量分析，微量天平的靈敏度或重復性便對準確度起決定作用。在用分光光度法測定痕量元素時，儀器的局限性有時顯著。總之，當被測定的成分的量減少，儀器的靈敏度便成為測定的精密度與準確度的決定因數。

2.1.4 附加誤差與比例誤差

附加誤差不依所測定組分的含量而變動。例如因沉淀的溶解度而引起的誤差，其數值幾乎是固定的。鉑坩堝的失重，每次灼燒引起的誤差，與沉淀的量無關。比例誤差則隨組分含量而增減。如因標準溶液標定錯誤所引起的誤差，則組分含量愈高，誤差愈大，實際上這兩種誤差亦是方法誤差或儀器誤差。

2.2 偶然誤差

2.2.1 因系統誤差的改變而引起的誤差

這種誤差是由于各種不可控制的因素或條件的變動而引起系統誤差的變動。例如灼燒相關礦物，相繼得到的重量都不完全相同，且無一定方向。灼燒時間的微小差異、暴露于空氣中的時間差異、在干燥器中的時間差異等，都可能使礦物改變重量。這種無一定方向的微小的重量差異，由于許多不可控制的因素或條件而引起。

2.2.2 意外誤差

意外誤差顧名思義就是由于受到意外因素的影響，而產生的意外誤差。在礦石分析中，這類誤差容易受到不可預測干擾因素很多。各種預防措施只能使此類干擾的影響減小，但不能完全克服。

3 礦物分析誤差控制對策

要控制礦物分析誤差，必須要選擇正確的方法，遵循規范的操作規程，以減少礦物分析誤差。

3.1 恰當選擇空白試驗

試驗中的“空白試驗”，系指在不加供試品或以等量溶劑替代供試液的情況下，按同法操作所得的結果；含量測定中的“并將滴定的結果用空白試驗校正”，系指按供試品所耗滴定液的量（ml）與空白試驗中所耗滴定液量（ml）之差進行計算。實驗室對礦石分析作空白試驗的習慣，有利于減少分析誤差。但決不能硬套，比如在用二苯胺磺酸鈉作指示劑，硫酸亞鐵溶液標定重鉻酸鉀溶液時，或在用重鉻酸鉀標定硫酸亞鐵時，都不應作空白。因為重鉻酸鉀氧化硫酸亞鐵，對二苯胺磺酸鈉的氧化有誘導作用。

3.2 搞好礦物分析校正

在某些要求高準確度的分析中，可以對分析結果進行校正。如在磷酸銨鎂沉淀中作猛的校正。搞好礦物分析校正，可以較大限度地降低礦物分析的誤差，提高測量分析準確度。

3.3 創新礦物分析方法

創新礦物分析方法是提高礦物分析準確度的根本措施。要加強對傳統方法的研究與創新，不斷完善其分析過程，提高分析精度。要逐步建立起新的礦物分析方法體系，探尋規律，搞礦物分析效率。

3.4 強化試驗控制

在礦物分析試驗中，在礦樣中加入一定量的已知元素，然后進行該元素的測定。測定結果與原樣來結果比較，兩個結果之差是加入元素的回收。倘使回收是完全的，則對準確度較為可信，但仍然不能證明誤差不存在。此法在分光光度、極譜方面較為適用。但加入的量應接近礦樣原來含量，相差太遠或太少都會失去檢查的作用。

4 結束語

總之，不論采用多么科學的分析方法，使用多么精密的分析儀器，操作者多么的認真細致和熟練，測得的結果與真實值之間一定存在一定的誤差，這就是測試分析結果的可靠度問題。對一些可預見和可避免的誤差減到最低，根據實際情況和經濟效益綜合考慮選用科學的分析方法和分析儀器，這樣可以提高分析結果的可靠度。

參考文獻

[1]湯淑芳，符斌，李華昌.礦物分析技術及進展[J].分析試驗室，2004（3）.

[2]湯志勇，邱海鷗，鄭洪濤.巖石礦物分析[J].分析試驗室，2006（9）.

[3]巖石礦物分析編寫組.巖石礦物分析[M].北京：地質出版社，1991：253-270.

[4]武漢大學.分析化學[M].北京：高等教育出版社，1995：212-213.

[5]孫慧琴.門健.四川有色金屬，2002（2）：33.

[6]殷學峰，崔軍，董玉蘭.冶金分析[Z].2003，23（5）：74.

[7]蘇剛，李向青，郝振彤.內蒙古石油化工，2003，29（3）：15.