淺析試樣粒度對測定結(jié)果的影響

徐蕾

（新疆有色金屬研究所 烏魯木齊 830000）

淺析試樣粒度對測定結(jié)果的影響

徐蕾

（新疆有色金屬研究所 烏魯木齊 830000）

在試樣雜質(zhì)過多的情況下，試樣粒度又偏大，無法保證分析時稱取試樣的均勻，就會造成分析結(jié)果偏差大，同時還不能確保試樣能夠完成溶解，也就無法反映出試樣的真實結(jié)果。

試樣粒度 誤差

取樣和樣品分析是分析全過程的兩個相互獨立的步驟。取樣誤差的理論研究主要集中在固體物質(zhì)的取樣，取樣總體的理化性質(zhì)如組分含量的分布、粒度及其均勻度等都會直接影響取樣誤差，B.Baule在1982年也提出取樣誤差與礦石特性、樣品粒度與質(zhì)量及待測組分含量有關(guān)。由此可見，試樣的粒度能直接影響到分析結(jié)果。但是試樣的粒度還要以被測物的性質(zhì)而定，一般為74 μm（-200目），如要測定FeO等容易氧化還原的成分或易揮發(fā)的成分不能太細，一般為104 μm（-150目）即可。因此，樣品分析中對試樣粒度的要求是很嚴格的，試樣粒度的大小對分析結(jié)果影響較大，如果按照試樣的性質(zhì)要求粒度為-200目，這時粒度越大，誤差越容易增大。

1 試樣粒度是試樣具有代表性的重要保障

正規(guī)的采樣規(guī)范要求每一原始樣品必須代表所取物料的物質(zhì)組成。樣品重量大時樣品都要經(jīng)粉碎、縮分到一定的重量。為了使所取的試樣真正是代表性試樣，能全面的反映物料中各種成分含量、化學組成等，來確定出不破壞試樣精確性，重量又不過大的試樣最小重量。我們常用的計算試樣最小重量的公式是契喬特公式，這一公式是試樣重量與粒度直接關(guān)系的經(jīng)驗公式。該公式確定了代表性試樣的最小重量，在確定這個重量之前，組合試樣在一定的顆粒最大尺寸情況下，應仔細地摻和、混勻，然后進行縮分。在試樣加工的每一個步驟都必須保證粒度與相應的重量相符，才能保證試樣具有代表性。它也反映了物料均勻性、試樣中有用物質(zhì)顆粒數(shù)目和實際平均粒度對試樣重量的影響。

2 影響試樣測定結(jié)果誤差的主要因素

在試樣測定分析中誤差產(chǎn)生的原因分為系統(tǒng)誤差和隨機誤差兩類。而系統(tǒng)誤差是定量分析誤差的主要來源，對測定結(jié)果的準確度有較大影響。它產(chǎn)生的原因主要有方法誤差、儀器和試劑誤差和操作誤差。而隨機誤差是難以預測的，又稱為偶然誤差或不可測誤差。但是分析者要加強責任感，注重培養(yǎng)嚴謹細致的工作作風，嚴格按照操作規(guī)程進行操作，那么過失是可以避免的。

除了上述兩種原因之外，在分析過程中如果使用了缺乏代表性的試樣，或者試樣的粒度達不到要求造成試樣分解不完全也是造成測定中誤差的重要因素，這樣即便是完成避免了分析中的系統(tǒng)誤差和隨機誤差都難以保證測定結(jié)果準確可靠。

我工作中就遇到這樣的問題。在對普通磨料碳化硅結(jié)晶塊試樣加工時，按照《GBT3045-2003普通磨料碳化硅化學分析方法》中要求試樣粒度需全部通過355 μm網(wǎng)篩，針對質(zhì)量均勻、品質(zhì)穩(wěn)定的碳化硅試樣，按標準要求做是沒有問題的，而在對碳化硅生產(chǎn)中爐皮產(chǎn)生的物料也按照同樣要求進行制樣加工，卻造成爐皮料試樣分析中SiC含量的平行結(jié)果都難以比對，比對結(jié)果見表1。

表1 爐皮料355 μm試樣SiC含量 %

由表1可知，結(jié)果不穩(wěn)定，于是在分析方法、儀器和試劑以及自身的操作中分析查找原因，反復試驗分析，仍然存在分析結(jié)果不穩(wěn)定的現(xiàn)象。在排除分析中產(chǎn)生誤差的原因后，我們才意識到試樣的粒度對測定結(jié)果的重大影響。由于爐皮料本身就是一種品質(zhì)不穩(wěn)定，雜質(zhì)含量多的物料。按照GBT3045-2003中要求試樣粒度只需通過355 μm網(wǎng)篩，使雜質(zhì)偏多的爐皮料試樣中雜質(zhì)不能均勻?qū)е路治鰡T稱取試樣無法取到同一質(zhì)量的試樣，造成測定結(jié)果難以比對。這時就顯示出試樣粒度的大小就成了影響試樣測定結(jié)果誤差的主要因素。

3 確定試樣粒度是保證測定結(jié)果的關(guān)鍵

B.Baule在1982年提出取樣誤差與礦石特性、樣品粒度與質(zhì)量及待測組分含量有關(guān)?？梢?，試樣的粒度能直接影響到測定結(jié)果。在工作中出現(xiàn)的問題，也讓我們充分認識到粒度對測定結(jié)果的影響。由于試樣本身雜質(zhì)含量多，粒度大小又無法保證。那么分析員就不可能給一個質(zhì)量不均勻的試樣做正確的分析。

查找出爐皮料試樣測定結(jié)果誤差偏大的主要因素后，在制樣人員反復試驗摸索和論證后將試樣粒度由355 μm確定為150 μm，這樣使所加工制作的試樣中完全沒有355 μm時明顯雜質(zhì)顆粒，150 μm粒度的試樣質(zhì)量均勻，看不見雜質(zhì)顆粒。經(jīng)過對原包樣和副樣的分析比對，爐皮料試樣的粒度為150 μm是適宜的。比對結(jié)果見表2。

表2 爐皮料150 μm SiC含量 %

通過對分析原包樣和副樣中碳化硅含量的比較，其誤差值符合《GBT3045-2003普通磨料碳化硅化學分析方法》中允許誤差要求。這樣更加能說明，在試樣雜質(zhì)過多的情況下，試樣粒度又偏大，就無法保證分析時稱取試樣的均勻，造成分析結(jié)果偏差大，同時粒度過大無法確保試樣能夠在同樣的分析條件下完成溶解，也就無法反映出試樣的真實結(jié)果。

[1]高志.取樣理論研究進展.分析化學，2000,4.

[2]普通磨料碳化硅化學分析方法.國家標準GB/T3045-2003.

收稿：2014-01-03