金属矿物分析化验中的质量控制要点分析.pdf

世界有色金属2023年8月下226金属矿物分析化验中的质量控制要点分析王文娟（甘肃省有色金属地质勘查局张掖矿产勘查院，甘肃 张掖 7 3 4 0 0 0）摘 要：金属矿物的成分结构对于判定其性质和特点具有重要影响，随着矿产资源勘探的不断深入，需要对金属矿物进行全面分析，以确定矿体的品质和开采价值。在这样的背景下，矿物分析化验质量控制成为关键的环节，要求建立标准化的实验体系，采用国家和行业标准指南来规范分析过程，配备先进的实验设备和仪器，注重技术人员的培训学习，并进行严格的质量管理，保证分析结果的准确性和可靠性，为科学决策和工程应用提供重要的依据。关键词：金属矿物；分析化验；质量控制；开采价值中图分类号：P 5 7 5 文献标识码：A 文章编号：1 0 0 2-5 0 6 5（2 0 2 3）1 6-0 2 2 6-3Analysis of Quality Control Points in Metal Mineral Analysis and TestingWANGWen-juan(Z h a n g y e Mi n e r a l E x p l o r a t i o n I n s t i t u t e o f G a n s u No n f e r r o u s Me t a l s G e o l o g i c a l E x p l o r a t i o n B u r e a u,Z h a n g y e 7 3 4 0 0 0,C h i n a)Abstract:T h e c o mp o s i t i o n a n d s t r u c t u r e o f me t a l mi n e r a l s h a v e a n i mp o r t a n t i mp a c t o n d e t e r mi n i n g t h e i r p r o p e r t i e s a n d c h a r a c t e r i s t i c s.Wi t h t h e c o n t i n u o u s d e e p e n i n g o f mi n e r a l r e s o u r c e e x p l o r a t i o n,c o mp r e h e n s i v e a n a l y s i s o f me t a l mi n e r a l s i s n e e d e d t o d e t e r mi n e t h e q u a l i t y a n d mi n i n g v a l u e o f o r e b o d i e s.I n t h i s c o n t e x t,q u a l i t y c o n t r o l o f mi n e r a l a n a l y s i s a n d l a b o r a t o r y t e s t i n g h a s b e c o me a k e y l i n k,r e q u i r i n g t h e e s t a b l i s h me n t o f a s t a n d a r d i z e d e x p e r i me n t a l s y s t e m,t h e u s e o f n a t i o n a l a n d i n d u s t r y s t a n d a r d g u i d e l i n e s t o s t a n d a r d i z e t h e a n a l y s i s p r o c e s s,t h e p r o v i s i o n o f a d v a n c e d e x p e r i me n t a l e q u i p me n t a n d i n s t r u me n t s,t h e e mp h a s i s o n t r a i n i n g a n d l e a r n i n g o f t e c h n i c a l p e r s o n n e l,a n d s t r i c t q u a l i t y ma n a g e me n t t o e n s u r e t h e a c c u r a c y a n d r e l i a b i l i t y o f a n a l y s i s r e s u l t s,p r o v i d i n g i mp o r t a n t b a s i s f o r s c i e n t i f i c d e c i s i o n-ma k i n g a n d e n g i n e e r i n g a p p l i c a t i o n s.Keywords:me t a l mi n e r a l s;A n a l y s i s a n d t e s t i n g;Qu a l i t y c o n t r o l;Mi n i n g v a l u e收稿日期：2 0 2 3-0 6作者简介：王文娟，女，生于1 9 9 0 年，汉族，甘肃陇南人，本科，地质实验测试助理工程师，研究方向：地质实验测试。金属矿物分析作为矿产勘探和环境评价等领域中的基础工作，对于准确获得矿物的元素组成和结构特征等有着突出的意义，对相关工程领域的应用亦起到了至关重要的作用。然而，金属矿物分析的准确性和可靠性受到实验误差、设备性能、操作技术等多种因素的影响，可能导致分析结果存在偏差或不准确。有鉴于此，质量控制工作应运而生，通过对实验方法、仪器设备、操作流程和质量管理体系等方面的研究和优化，旨在提高金属矿物分析的精准度，确保分析结果的可对比性、可重复性，从而保证金属矿物分析能够满足科学研究和实际应用的需求。1 岩石矿物分析化验概述1.1 定义金属矿物分析化验是指通过化学分析的方法，对金属矿石进行定性和定量分析，以确定其中金属元素的含量和性质。这种化验方法可以帮助矿业开发者评估矿石的潜力和价值，以确定是否值得进行进一步开发或加工。通过金属矿物分析化验，可以准确获取金属的元素组成、矿物组成和结构特征等重要信息。因此，矿物分析化验的定义主要体现在两个方面，首先，它是一种为了研究和了解金属的成分和性质而进行的实验过程。分析金属中的矿物，了解金属的起源、组成和变质过程等关键信息，对于金属学研究、地质勘探和矿产资源开发具有重要意义；其次，金属矿物分析化验也是一种工业实践，用于评估金属的品质和价值，指导选矿和冶金过程，对于矿物资源的开发利用和经济发展起到了推动性作用。分析化验结果对金属样品进行定性和定量的分析，从而获得有关金属成分、物性和特征的详细信息，并为科学研究、工程应用和资源评估提供可靠的数据支持1。金属矿物分析化验的意义不仅在于提供金属组分的定性和定量信息，更在于为金属学研究、矿产资源勘探和工业应用提供了科学依据，推动了地球科学、工程技术和经济发展的不断进步。1.2 常用技术金属矿物分析化验涉及多种常用的技术方法，以实现对样品的成分分析、结构表征和性质评价。火焰原子吸收光谱法是一种常用的金属分析化验方法，用于确定金属元素的含量。这种方法利用金属原子对特定波长光的吸收特性，通过测量被吸收的光强来确定金属元素的浓度，基本原理是将待测样品溶解，然后将特定波长的光传递到气燃焰中，金属元素会吸收特定波长的光。测量吸收的光强，与标准曲线进行比较，就可以确定样品中金属元素的浓度；电子显微镜技术指采用专业仪器观察金属中微米级到纳米级的矿物和金属结构，通过扫描电子显微镜下不同工作方式的观察（如次表面成像、能谱分析），可以获得矿物的形貌、微观结构以及元素组成等详细信息；电感耦合等离子体原子发射光谱法，利用电感耦合等离子体（ICP）产生高温等离子体，通过激发样品中的金属元素，使其发射特定波长的光线，并使用光谱仪测量；原子荧光光谱法常测量那些可以生成易挥发性氢化物的元素，特别适用于痕量金属分析；最后是质谱分析技术，采用质谱仪测量金属样品中各种化学物质的质量/电荷比，获得金属中有机和无机物质的结构信息和组成分析，常用的质谱技术包括气相色谱质谱联用、液相色谱质谱联用等。2023年8月下 世界有色金属 2272 质量控制在金属矿物分析化验中的意义2.1 目标质量控制是指通过一系列系统的措施和方法，以确保产品、服务或实验过程在规定的质量要求下达到预期的目标。在金属矿物分析体验中，质量控制的目标是确保分析结果的准确性、可靠性和可重复性，以支持科学研究和工程应用。为了达到这一目标，金属矿物分析需要建立完善的质量控制体系。在金属矿物分析化验中，质量控制体系建设包括几个关键要素。首先，需要制定和执行标准化的分析方法和操作规程，明确分析的流程和步骤，统一实验条件和操作要求，确保在不同实验条件或环境下分析化验的一致性和可对比性，获取精准的分析结果；其次，金属矿物分析中需要使用标准物质作为参照物进行校准和验证，确保仪器设备准确无误。通过定期对仪器进行校准、维护和标定，可以降低仪器差误，提高分析结果的可靠性，同时金属矿物分析中还需要进行平行样品测试和盲样品测试，以评估实验室的分析质量。通过与已知结果的样品进行对比，检测出潜在的分析偏差和系统性误差，并及时进行调整和修正；再者，金属矿物分析化验过程中，应建立完善的记录和文档管理系统，包括实验数据的记录、样品信息的管理和实验操作的记录，确保分析过程具备可追溯性和审查性，保障数据的可靠性与合法性2；另外，持续的人员培训和技术交流也是质量控制的重要组成部分。通过培训，可以提高实验室人员的分析技能和质量意识，加强对仪器仪表的操作和维护知识的掌握，定期的技术交流与科学讨论，有助于分享经验、解决技术难题，并促进质量控制工作的不断提升。2.2 对金属矿物分析工作的影响质量控制是为了确保实验生成的结果准确可靠，而这些结果又是进行金属矿物分析和研究的基础，整体来看，质量控制所涉及的措施包括标准样品的使用、仪器校准和验证、实验操作的规范等。标准样品的使用是质量控制过程中的关键步骤之一。通过使用合适的标准样品，实验人员可以对分析方法的准确性进行检验。标准样品具有已知成分和特性，可以与待分析样品进行比较，以验证实验的可靠性和准确性，通过与标准样品进行对比，可以检测出实验误差并进行校正，从而提高分析结果的精准度；其次，仪器的校准和验证也对分析结果的准确性产生重要影响。在金属矿物分析化验工作中，使用的仪器通常是精密复杂的仪器设备，如X射线荧光光谱仪和电子显微镜等。这些仪器需要定期进行校准和验证，以确保其测量结果符合相关标准。通过校准和验证，可以确定仪器能否正确测量样品中的元素含量和物理特性，实现精准分析；另外，实验操作的规范也是保障分析结果准确性的重要因素。实验人员需要严格按照规定的操作步骤进行实验，采取统一的操作方法和处理程序。这可以减小实验误差的发生，提高实验重复性和可比性。同时，还需要注意实验环境的控制，如温度、湿度等因素的影响，以及避免外来污染的引入。3 金属矿物分析化验中的质量控制要点3.1 样品采集和预处理的质量控制样品采集是前期准备工作的重要环节，旨在获取地质构造、金属组成等方面的数据，以推断地质历史与矿产资源分布。样品采集的质量控制至关重要，直接影响最终结果，因此样品采集时，首先要根据研究目的明确采集位置，并遵循一定的采样密度，以保证样本的代表性。采样点应覆盖不同地质特征，避免选取过于局部或单一类型的样本。在采集金属样品时，应选择无明显风化、裂隙少的样品，避免采集含有异物或表面受污染的样品，以减少后续实验分析的干扰。钻孔、锤击等方式是常见的采样方法，但应根据岩性特点选择适当的工具，以避免样品破碎或变形，做好防护措施，确保采样人员的安全。为保障样品质量，样品的编号与位置信息应准确记录，以便于后续分析结果的追溯与校核。采样后的样品应妥善包装，防止在运输过程中受损3。如果采集的是液态矿物样品，应使用无污染的容器进行封存，拍照记录相关地质描述，严格遵循标准的操作规程，确保采样过程的科学性和可重复性。此外，应充分考虑现场环境因素，如天气、地形等，以及可能对样品质量产生影响的因素，如污染、氧化等。样品预处理是保障后续分析准确性的关键环节，其质量控制流程涵盖了多个步骤。样品进入实验场地后，应进行初步外观检查，排除可能存在的表面污染或异物。随后，样品需要经历机械破碎、研磨等物理处理，以确保样品颗粒适宜、大小均匀，有利于后续分析的均一性。化学处理是另一重要步骤，通过酸洗、碱洗等方式去除可能的氧化膜、杂质等，保证分析的准确性。样品预处理的最后阶段是进行粒度分选，确保实验所需颗粒尺寸范围内的样品。整个流程中，严格的操作规程、高质量试剂以及精密仪器的使用都是保障样品预处理质量的关键所在，良好的质量控制直接关系到后续岩矿分析、地质研究结果的精准性。3.2 实验条件的质量控制仪器和设备校准是确保测量结果准确可靠的重要步骤，其质量控制流程应遵循一系列严格的规程。选择有迹可循的标准体系，确保其与国家给定的质量标准保持一致。校准前，首先应对仪器进行外观检查，确保其无损伤且功能性正常，随后进行零点校准，将仪器调整至无任何输入时的基准状态，再使用标准物质进行定点校准，调整仪器刻度。校准过程中，记录每一步的操作和结果，构建校准报告。在报告中应包括校准日期、使用的标准物质、校准前后的读数、调整量等详细信息。报告的完整性和准确性对于后续的质量评估至关重要。校准后，进行稳定性测试，验证仪器在一段时间内的测量结果的一致性。最后一步是仪器验证。通过与独立可靠的仪器或设备进行比对，确认校准结果的准确性和可靠性。在整个校准过程中，应严格遵循标准操作规程，避免误操作或疏漏。实验室管理控制亦是需要考虑的重点问题。实验员接收待检样品，并在样品接收登记表中填写详细信息，包括样品来源、送检日期等。接着，为确保数据一致性，每个样品被分配唯一标识码，并在样品容器上进行标识。实验前，实验员需准备所需试剂、仪器设备，并核对其状态与校准记录。实验开始时，实验员按照标准操作程序进行实验，确保实验的准确性和可重复性。实验中，应定期进行自身对照实验以验证分析的稳定性。实验结束后，应对仪器设备进行清洁、维护，并填写设备使用记录4。随后，实验员根据实验结果世界有色金属2023年8月下228填写实验报告，记录分析数据、方法、条件等详细信息，报告需经主管或质量控制人员审核以确保结果的可追溯性。具体流程如下所示。图1实验结果填写流程3.3 分析方法的质量控制校准曲线是基于已知浓度的标准样品，通过测量其信号强度（如吸光度或荧光强度）与浓度的关系，建立起来的数学模型。校准曲线的建立首先需要准备一系列不同浓度的标准样品，覆盖所需分析范围。这些标准样品需经过严格的制备与验证，以确保其浓度准确且稳定。在建立校准曲线时，使用先进的仪器设备进行分析，记录标准样品的信号强度。通过统计数据分析方法，绘制出信号强度与浓度之间的线性关系。校准曲线的斜率和截距代表了信号强度与浓度之间的定量关系，用于后续未知样品浓度的计算。为维护校准曲线的准确性，需要定期检验标准样品的浓度，确保其稳定性。若出现浓度漂移，应重新制备标准样品或进行修正。同时，仪器的稳定性也是维护校准曲线的关键因素，定期进行仪器性能验证与校准，以保证测量信号的稳定性和精度。对于长时间的分析，还需进行质量控制样品的分析，以监测分析结果的准确性和一致性。另一方面，还需对数据的重复性和准确性进行验证，重复性指在相同条件下多次进行同等实验，以评估实验结果的一致性和稳定性。这有助于确定结果是否能在不同时间和不同实验者之间重复进行，准确性是指实验结果与真实值的接近程度，它反映了测量或实验方法的精确程度。为验证重复性，工作人员应在相同的实验条件下，使用相同的方法和设备，多次进行实验并记录结果。通过统计分析上述结果，可以计算出实验值的平均数、标准偏差和变异系数等指标，从而评估出实验结果的稳定性。较小的标准偏差和变异系数表明实验具有较高的重复性，增强了结果的可靠性。同时，重复性验证还能揭示实验中可能存在的随机误差或异常情况，有助于排除不可预见的因素对结果的影响。要验证准确性，工作人员需要进行与已知标准或真实值的对比。这可以通过标准物质、校准曲线等方法来实现。通过与标准值的比较，可以计算出误差、偏差等指标，来评估测量或实验方法的准确程度。准确性验证还需要关注系统误差和随机误差的影响，以确保实验结果不受不确定性因素的显著影响。3.4 数据处理和样品测量在获得实验数据后，需要进行数据预处理，包括数据清洗、去噪和异常值检测，以排除实验误差和干扰。接着进行数据转换，将实验测量值转换为适当的物理量，如浓度或比例。随后进行数据校准和校正，以消除仪器漂移、背景噪声等因素引入的误差，使用标准物质来校准仪器响应，还需考虑仪器响应函数的非线性修正，以获得更准确的测量结果。在数据校准完成后，即可开展数据分析工作，应用适当的统计方法和模型来分析数据间的关系和趋势，常见的分析方法包括聚类分析、主成分分析等，用于发现数据中的模式和结构，亦可采用数据插值和外推的方法，以填补缺失值或扩展数据范围。在数据分析的基础上，进行计算和推断。这涉及从数据中提取有关金属成分、矿物含量、地质过程等信息。根据实验结果，进行元素浓度的计算、矿物比例的推算以及地质参数的估计5。这些计算需要考虑不确定性和误差的影响，通常通过统计方法来进行不确定性分析。最终将数据处理、转换、校准、分析和计算等步骤结合起来，可以得出关于金属样本的详细信息，继而对地质过程和资源分布做出更深入的认识。样品测量时需要重点关注几个问题。其一是样品的前处理阶段，在矿物样品的制备过程中，应避免样品污染和含水率变化，样品的研磨、筛分和分散等步骤应按照标准操作进行，以保持样品的均匀性，以免影响后续测量的准确性；其二，必须引入质控样品和空白样品。质控样品应是已知成分的标准样品，用于验证仪器的准确性和稳定性。空白样品则用于检测可能的污染源。通过与质控样品和空白样品的比对，可以评估数据的可靠性，并进行必要的修正；此外，为避免可能的仪器漂移和样品交叉污染，应合理安排测量顺序，并在不同样品之间进行清洗和校准。4 结语综上所述，在金属矿物分析化验中，有效的质量控制措施不仅有助于提高分析数据的精度，还能够降低实验误差，确保结果的可信度。除文中提到的要点建议外，还可考虑引入更为先进的仪器设备和数据处理方法，进一步提升分析精度，并加强与其他研究机构的合作，开展数据交流与共享，以促进分析方法的标准化、科学化，为金属矿物分析工作提供重要保障。1孙秀锦.矿物分析化验中的质量控制要点研究J.现代盐化工,2023,50(01):36-38.2张明炜,龚亮,宋甜甜.地质矿物分析测试技术的分析J.现代盐化工,2022,49(04):77-79.3廖 政.金 属 矿 物 分 析 测 试 工 作 中 滴 定 法 的 应 用 J.化 工 设 计 通讯,2021,47(12):98-99.4赵力颖,杰,刘二情等.金属矿物分析鉴定的探讨J.世界有色金属,2021(18):174-175.5梁博文.金属矿物分析中微波能分解法的运用实践J.化工管理,2021(23):93-94+121.