探討巖礦測試技術狀況分析及解決辦法

彭秉軍 張曉敏 姚福存

摘 要：巖礦測試是一項專業性比較強的工作，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，對巖礦開發以及分離的效果也有著較大的影響，只有不斷的改進與優化測試技術，才能保證巖礦元素測試的準確性，才能促進巖礦行業更好的發展。

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的穩定發展。

1 巖礦測試技術狀況分析

1.1 巖礦測試物理法

巖礦開采行業在不斷的發展，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出了特定的規律，在測試的過程中，分析這些規律，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的技術性突破，可以得出更多研究的成果，還可以實現巖石測試技術的變革。近年來，隨著信息技術的不斷發展，微區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，發現了更多的礦物質資源，實現了礦物巖石學科的快速發展。巖礦測試技術的發展，有助于促進工農業的發展，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，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波譜的條件下，對反射系統中的礦物進行反射率測定，應用這種方法可以實現對色度學的研究。在透射系統中，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，其與傳統的顯微鏡測試有著較大的區別，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展很快，而且在測試的過程中，可以對礦物微區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，會出現原子層的疊加的現象。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，促進巖礦行業更好的發展。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、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，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，實現了與編寫軟件、成圖自動化、計算機聯網等的拓寬使用。

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，但通過該法研究發現，是由很多三斜晶系超x射線雙晶所構成，所以現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，不過缺乏協同研究使用，因此大型儀器真正的研究效應沒有很好地發揮。該課題研究著認為，要對不同儀器多機聯用大力倡導，使其使用的功能和范圍盡可能地擴大。例如聯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，全過程實現自動化、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境情況。巖礦測試技術不但在礦產行業有著廣泛的應用，還在生物工程、工業行業中發揮著重要的作用。巖礦測試技術在應用與發展的過程中，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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