铁矿石成分分析样品预处理技术探讨 |
| 2012-10-13 20:45 作者：陈 雯 来源：硅谷网 HV： 编辑： 【搜索试试】
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【硅谷网10月13日讯】据《科技与生活》杂志2012年第15期载文称，样品前处理工作一直都是铁矿石整个分析测定最困难也是最亮费时间的工作。近几年，伴随着铁矿石小销路的不断好转，铁矿石成分分析样品预处理技术也越来越受到人们的重视。科技的发展使得分析仪器也呈现了快速发展的势头，测定速度的高速化、预测技术的灵敏化和精密度，以及自动化程度的不断提高，都大大提升；铁矿石成分分析样品预处理技术的效率。本文从实际出发，主要介绍了样品与处理技术的发展历史以及铁矿石成分分析样品预处理的主要方法。针对几种方法找出各自的不足，最终为铁矿石成分分析样品预处理技术的发展奠定良好的保障，指明发展的方向。
1铁矿石成分分析样品预处理技术的发展历史
伴随着时代的发展铁矿石成分分析样品预处理技术也获得了突飞猛进的发展。技术水平的不断推进，应用技术的不断创新以及人才培养的积累都有利的促进了铁矿石成分分析样品预处理技术的发展。然而回顾历史我们不难发现成分分析样品预处理技术的发展是时代发展的产物。可以说如今采用的样品预处理技术起源于十九世纪，十九世纪的样品预处理技术主要利用漏斗、试管、铂坩埚这样的工具，在当时而言，铁矿石成分分析样品预处理技术的发展还是较为先进的。发展到1834年Henry突破技术限制，利用混酸溶解并分析了有机样品中的硫，并不断突破创新终于开启了固体样品湿法预处理技术的大门。这样的技术在当时是极大的突破了当时科技以及技术水平的限制。到了二十世纪初期。物理观念的推进促进了当时观念的改变。物理化学溶液理论的深入发展为铁矿石成分分析样品预处理技术的发展提供了重要的工具手段，使得分析化学真正发展成为一门科学。到了20世纪六七十年代，随着科学技术的发展以及相近学科之间的不断渗透。特别是电子计算机技术的发展都使得铁矿石成分分析样品预处理技术的发展开始朝着仪器分析的方向演进。可以说技术的演技以及相关工具的成熟发展都为铁矿石成分分析样品预处理技术的演进奠定了重要的基础。
2铁矿石成分分析样品预处理技术发展分类
2.1微波消解法
随着科学技术的发展以及时代发展的需要，铁矿石成分分析样品预处理技术的发展也呈现出多姿态的发展态势。自从Abu－Samra等人1975年首度将微波溶样技术应用于生物试样的制备之后，该项技术就获得了人们的关注以及认可。其实微波消除法的使用，大大降低了制样时间，提升了制样的效率，并有效的减少了制样过程中的污染问题。
微波消解法作为重要的铁矿石成分分析样品预处理技术，与传统的应用技术表现出了很大的不同。常规的分析技术大多采用由外向里通过热传导加热方式，而微波消除法则采用由里向外加热的加热方式。这种这种方法的改进以及提升将冷却、开罐、冲洗、移液、定容的时间降低到了最低。
2.2高温碱熔解法
高温碱溶解法作为重要的铁矿石成分分析样品预处理技主要适用于难容铁矿石样品处理或是残渣的处理技术。一些铁矿石以及残渣由于难容性的特征。传统的铁矿石成分分析样品预处理技是很难达到应有的效果的。为了更好的分析铁矿石的成分，得出相应的结论，一些学者利用物理技术的发展以及原理作用将高温碱熔解法作为处理难容铁矿石的首选方法。
该原理与X荧光玻璃片法预处理极为相似，将强碱性碳酸盐－硼酸盐作为助溶剂，放于铂坩埚中。用玻璃棒将其搅匀，并在高温的电热板上进行烘烤。然后将坩埚置于1020℃的马弗炉中熔融，取出坩埚，迅速转动熔融物使之凝固、冷却，连同坩埚一起放入烧杯中，加入一定比例的盐酸和水，盖上盖，在带磁力搅拌器的电热板上边搅拌边加热，直到熔融物完全溶解为止，冷却溶液，稀释至要求规定刻度。这样的试验方法是利用物理技术发展的重要成果。
2.3常规酸溶解法
铁矿石成分分析样品预处理技术的特性各不相同。原理也各具差异。而我们本次所说的常规酸溶解法则主要是在铁矿石中加入酸或是酸的混合液，并积极利用酸碱中和的方法将待测元素释放出来。常规酸溶解法的原理十分简便，应用的范围也较为广泛，常规酸溶解法是众多高精度仪器首选的主要方法以及原理。
常规酸溶解法主要利用双氧水等强氧化剂去除样品中的有机质，再用氢氟酸溶解二氧化硅及硅酸盐难溶非金属矿物，避免有硅质结核、包裹体影响含量测定，最后以一定浓度的常规酸溶液来解离铁矿石中不同组合的盐岩，进而达到将样品充分溶解的目的。常规酸溶解法是适合众多铁矿石成分分析样品预处理技术的首选方法，更是锑矿石成分分析的重要工具手段之一。
2.4物理研磨法
铁矿石成分分析由于自身的局限性在分析过程中对粉末状的矿石分析较为困难难。在科技以及物理技术的飞速发展下，物理研磨法飞速发展。物理研磨法是当今在铁矿石成分分析样品预处理技术中可直接对粉末样品进行测试，这样一来大大降低了矿石粉末对铁矿石成分分析样品预处理技术带来的挑战。
但是在物理研磨法解决铁矿石成分分析样品预处理技术的弊端的同时也有自身值得注意的问题。在物理研磨法中要十分注意助溶剂的选择，因为这是此类方法的关键因素。助溶剂的应用较为普遍，很多金属都可以作为助溶剂，但是光靠样品本身是不能完全感应燃烧的。因此纯铁的使用往往是必须的。这是物理研磨法在长期的发展与实践中得出的结论，促进铁矿石成分分析样品预处理技术飞速发展的重要保障。
2.5高温熔片法
在分析了以上众多方法的同时，我们认识到了铁矿石成分分析样品预处理技术的原理以及应用范围。高温熔片法是科技以及时代发展的产物，是适合铁矿石成分分析样品预处理技术的重要工具以及手段。
目前，在铁矿石成分分析的样品预处理阶段采用高温碱熔法的，主要是X射线荧光谱法分析用的熔融玻璃片法。该法是将试样熔解在熔化的熔剂中，以形成易于分析的化合物的方法。不但可以有效消除样品的颗粒度效应、矿物效应和不均匀性等差异，更有利于快速、准确对铁矿石多元素进行定量分析。高温熔片法将铁矿石成分分析样品预处理技术更加规范化，丰富化，并积极促进了铁矿石成分分析样品预处理技术的发展。
3铁矿石成分分析样品预处理技术的不足以及发展趋势
3.1铁矿石成分分析样品预处理技术的不足
铁矿石成分分析样品预处理技术是解决铁矿石成分分析的重要工具，是分析铁矿石成分的重要保障。但是在铁矿石成分分析样品预处理技术的应用过程中我们也发现了相应的不足，下面我们将作出具体的论述。
3.1.1微波消解法
微波消解法在应用的过程中具有耗时较为短暂，效率较高，操作也较为简便的优点，但是在长期的应用以及发展中我们也认识到了微波消解法的不足：首先微波消解法对于易容的样品而言，程序是较为固定的，这样一来就大大降低了微波消解法的效率；此外微波消解法对于相同的铁矿石分析要采用不同的消解条件，这样一来，就加大了微波消解法的工作负担，浪费了成分分析的时间。可以说微波消解法在铁矿石成分分析的领域还显得不那么成熟，这样一来就使得铁矿石成分分析的发展受到了一定的阻碍。
3.1.2常规酸溶解法
常规酸溶解法是一项技术成熟、操作流畅、理论完善的铁矿石成分分析样品预处理技术，在铁矿石成分分析样品预处理中占据重要的地位。但是在多年的技术应用发展过程中常规酸溶解法的技术以及理论弊端也日渐显现。首先，常规酸溶解法大多数是需要人工劳动的，这样一来就加大了常规酸溶解法的人工劳动负担；其次，常规酸溶解法的步骤较为繁琐，添加剂的使用较为普遍，污染严重，而且在实验过程以及分析过程中的误差也较大。最后，常规酸溶解法由于其繁琐的步骤就造成了矿石成分分析的时间周期较长，造成了时间以及人力资源的浪费。
3.1.3物理研磨法
物理研磨法在发展过程中属于简便易于操作的重要铁矿石成分分析样品预处理技术。物理研磨法是物理技术发展结果，是铁矿石成分分析样品预处理技术的重要应用。由于其简便的操作过程以及较少的污染，深受铁矿石成分分析者的喜欢。但是也正是因为物理研磨法的简便、易于操作，也就造成了其发展的局限性。众所周知，物理研磨法主要是应用物理技术发展的结果，也是较为简便易于操作的成分分析手段。所以在很长的发展时间内受到人们的喜爱。但是伴随着技术以及应用范围的广泛，物理研磨法相对狭窄的应用范围就暴露了自身的缺点。所以在如今看来，物理研磨法简便的优点也成了阻碍其自身发展的缺点。
3.1.4高温熔片法
高温熔片法是铁矿石成分分析中应用过程较为复杂需要添加成分较多的用用技术。高温熔片法可以彻底消除矿物效应和颗粒效应；降低基体效应；而且高温熔片法的溶解能力强，耗时较短，操作简便，目前该法可以给出最为准确的XRF值。但是正是因为高温熔片法的复杂程序也造成了其发展过程中的不足核问题。首先，高温熔片法的操作需要加入一定的添加剂，这样一来就会带来相应的杂质；此外高温熔片法在采用的做成中，容易损伤易挥发组分，这样一来就造成了数据分析的准确性降低，以及相关的环境污染问题加重。
3.2提升铁矿石成分分析样品预处理技术的建议
3.2.1提升铁矿石成分分析样品预处理技术的科技含量
科学技术是现代应用技术发展的重要保障，铁矿石成分分析样品预处理技术是铁矿石事业发展的重要保障，是满足经济发展的重要工具。在上文我们提出，铁矿石成分分析样品预处理技术的弊端中环境污染以及程序复杂是主要问题。所以为了更好促进铁矿石成分分析样品预处理技术的发展，提升铁矿石成分分析样品预处理技术的应用效率，我们就必须不断引进先进的科学技术，并积极应用于铁矿石成分分析样品预处理技术中，最终运用科学技术提升铁矿石成分分析样品预处理技术的工作效率，减少铁矿石成分分析样品预处理技术的环境污染问题，最终促进铁矿石成分分析样品预处理技术的优质高效发展。
3.2.2积极培养铁矿石成分分析样品预处理技术的人才
科技是发展的动力，人才是推动科技的保障。只有先进的人才才能为经济以及技术的发展提供不竭的动力。铁矿石成分分析样品预处理技术需要的是先进力量的引入，需要的是先进思想的创新，需要的是不断更新与简化的步骤。为了更好的优化铁矿石成分分析样品预处理技术，我们必须积极培养铁矿石成分分析样品预处理技术的后备人才，加强对铁矿石成分分析样品预处理技术及方法的人才培养。形成自身的核心竞争力。着力解决铁矿石成分分析样品预处理技术的不足，优化铁矿石成分分析样品预处理技术的方法。在先进人才的引领下。实现铁矿石成分分析样品预处理技术的飞速高质量发展。
结语：铁矿石成分分析样品预处理技术是经济技术发展的需要，是提升自身核心竞争力降低环境污染的重要手段之一。科技的发展使得分析仪器也呈现了快速发展的势头，这也需要铁矿石成分分析样品预处理技术及时发现自身的不足并积极做出改善，最终实现自身用用技术的显著提高以及高速发展。
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