陳 斐

(安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局313地質(zhì)隊(duì)，安徽 六安 237010)

現(xiàn)今大部分稀有金屬元素均來(lái)源于巖礦，因此如何了解巖石成分成為一項(xiàng)至關(guān)重要的任務(wù)。巖礦通常在野外，其地理環(huán)境相對(duì)惡劣，基于這種情況下，難以順利完成勘察工作。

1 對(duì)原子熒光光譜測(cè)定法的介紹

原子熒光是一種性質(zhì)為光致發(fā)光的原子光，即二次發(fā)光。光是由原子外層電子進(jìn)行能級(jí)的跳躍而形成，而原子熒光是由氣態(tài)原子經(jīng)原激光的輻射，其電子向低能級(jí)躍遷，并發(fā)射出與原激光波長(zhǎng)相同或不同的光，即為原子熒光。基于原子熒光光譜法對(duì)不同金屬元素有不同測(cè)定方式，因此本文舉例說(shuō)明。

(1)針對(duì)于汞元素的原子熒光光譜法。首先將已經(jīng)初步測(cè)定具有汞元素的礦石進(jìn)行第一次粉碎，之后再進(jìn)行第二步碾碎，通過(guò)篩分將其直徑降低到100μm以下。將礦石粉放入預(yù)先備好的王水溶液進(jìn)行消解。將礦石與王水溶液的混合物放在優(yōu)化好的原子熒光下，通過(guò)王水標(biāo)準(zhǔn)溶液與溶液混合物對(duì)熒光值的影響，對(duì)兩者熒光強(qiáng)度進(jìn)行對(duì)比來(lái)繪制出溶液中汞元素含量曲線，之后，由該曲線得出礦石中汞元素含量，之后，再選用另外幾塊礦石進(jìn)行測(cè)定，通過(guò)計(jì)算大致估計(jì)出同一礦區(qū)礦石中汞元素的含量。需注意的是，汞元素的靈敏度和污染性極高，因此在測(cè)量后進(jìn)行安全的處理。

(2)針對(duì)于銻元素的原子熒光光譜法。銻元素與汞元素有很大不同，因此，其所用的原子熒光光譜法也有些不同。將銻礦石用鹽酸溶解，制成銻標(biāo)準(zhǔn)溶液。分別取五種不同濃度的梯度銻標(biāo)準(zhǔn)溶液各100ml，將配置好的溶液放入原子熒光光度計(jì)中，進(jìn)行測(cè)定，通過(guò)熒光強(qiáng)度的對(duì)比繪制熒光強(qiáng)度曲線，再根據(jù)該曲線計(jì)算出原銻標(biāo)準(zhǔn)溶液的銻含量及礦石中的銻含量。

以上為針對(duì)于汞、銻兩種元素采用的不同原子熒光光譜法。雖然所采用的方法不同，但是都達(dá)到了準(zhǔn)確測(cè)定的目的，即實(shí)現(xiàn)了礦石中金屬元素測(cè)定的不確定度的降低。

2 巖礦中稀有金屬元素測(cè)定分析的重要性

隨著巖礦開(kāi)采業(yè)的不斷發(fā)展，實(shí)現(xiàn)巖礦稀有金屬元素的科學(xué)測(cè)定分析，是實(shí)現(xiàn)科學(xué)開(kāi)采利用的重要基礎(chǔ)。當(dāng)前，隨著測(cè)定技術(shù)的不斷發(fā)展，測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性得到顯著提升。在測(cè)定分析中，需要基于金屬元素的化學(xué)特性，采取合理的測(cè)定分析方法，保障稀有金屬元素測(cè)定的科學(xué)有效性。

2.1 稀有金屬元素測(cè)定分析是全面了解巖礦成分的重要基礎(chǔ)

在測(cè)定分析中，通過(guò)采取科學(xué)合理的測(cè)定方法，能夠更好地了解巖礦的成分。當(dāng)前，隨著測(cè)定方法技術(shù)的不斷發(fā)展，稀有金屬元素的測(cè)定的準(zhǔn)確性得到了顯著提升。首先，為了更好地了解巖礦成分，需要采取相應(yīng)的測(cè)定方法，進(jìn)而更好地基于稀有金屬元素的含量，了解各稀有金屬元素的成分；其次，由于巖礦成分復(fù)雜，稀有元素的開(kāi)采利用，要求基于測(cè)定方法的有效構(gòu)建，進(jìn)而更好地通過(guò)定量分析，對(duì)相關(guān)特定金屬元素進(jìn)行有效分析。因此，在新的歷史時(shí)期，采取科學(xué)有效的測(cè)定方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)稀有金屬元素的測(cè)定分析，是全面了解巖礦成分的重要基礎(chǔ)，具有重要的實(shí)踐意義。

2.2 稀有金屬元素測(cè)定分析是實(shí)現(xiàn)巖礦科學(xué)開(kāi)采利用的有力保障

巖礦開(kāi)采利用，涉及多不同金屬元素的合理分析，為開(kāi)采提供有力保障。特別是在稀有金屬元素的分析構(gòu)建中，能夠通過(guò)定量分析，為開(kāi)采利用提供可靠的數(shù)據(jù)保障。一方面，稀有金屬元素測(cè)定能夠從全面分析、組合分析的構(gòu)建中，通過(guò)若干金屬元素的測(cè)定分析，了解稀有金屬元素的含量情況；另一方面，巖礦稀有金屬的開(kāi)采利用，要求針對(duì)巖礦的實(shí)際情況，采取合理的開(kāi)采方法，保障開(kāi)采利用的科學(xué)有效性。因此，稀有金屬元素測(cè)定分析是實(shí)現(xiàn)巖礦科學(xué)開(kāi)采的重要基礎(chǔ)，應(yīng)提高測(cè)定分析的科學(xué)有效性。

3 基于原子熒光光譜法對(duì)礦石中金屬元素不確定度的研究

不確定度的概念是指由于測(cè)量誤差的存在，對(duì)測(cè)量值不能確定的程度。它是測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確度的指標(biāo)，不確定度越小，測(cè)量值與真實(shí)值就越接近。基于原子熒光光譜法對(duì)礦石中金屬元素不確定度的研究，一方面可以提高其可靠性，另一方面也可以與其它測(cè)定方法進(jìn)行比較，從而彰顯其不確定度低的優(yōu)勢(shì)。本文對(duì)于金屬元素不確定度的研究，僅從對(duì)比方面研究，將原子發(fā)射光譜分析法、原子吸收光譜法、X射線熒光光譜法這三種方法與原子熒光光譜法進(jìn)行比較。

3.1 原子發(fā)射光譜分析法

原子發(fā)射光譜分析法：用電弧或者電火花提供高能量使礦石樣品汽化并激發(fā)其發(fā)光，將所發(fā)的光用分光器分光，得到不同波長(zhǎng)的原子光譜，根據(jù)原子光譜線的波長(zhǎng)與強(qiáng)度，確定元素的種類與其濃度，最終求出礦石中金屬元素的含量。這種方法最大的優(yōu)點(diǎn)就是實(shí)用性很強(qiáng)，可以同時(shí)分析多種元素的種類和含量。但缺點(diǎn)也很明顯，有些元素?zé)o法通過(guò)該方法測(cè)出，并且準(zhǔn)確度要低于原子熒光光譜法。

3.2 原子吸收光譜法

原子吸收光譜法：將樣品礦石進(jìn)行特殊處理使其成為汽化，設(shè)置一個(gè)適當(dāng)?shù)陌l(fā)光源，利用不同金屬元素吸收不同波長(zhǎng)的光輻射的性質(zhì)，用光源照射氣態(tài)物，這是就可以形成不同強(qiáng)度和波長(zhǎng)的線性光譜，再根據(jù)強(qiáng)度與波長(zhǎng)推測(cè)出元素的種類與濃度。這樣運(yùn)用原子吸收光譜法就得出了礦石中金屬元素的含量。原子吸收光譜法有很大的弊端，它不能對(duì)多種元素進(jìn)行同時(shí)分析，并且檢測(cè)時(shí)間較高。

3.3 X射線熒光光譜法

X射線熒光光譜法：用X射線照射礦石樣品，照射到原子核的X射線能量與原子核內(nèi)層電子的能量在同一數(shù)量級(jí)時(shí)，能量會(huì)發(fā)生躍遷，最終會(huì)形成過(guò)剩的能量并會(huì)以X射線的形式輻射出來(lái)。這種方法操作比較簡(jiǎn)單，方法也比較靈活多變，但與原子熒光光譜法相比較的話，X射線熒光光譜法只能測(cè)定出礦石樣品中的元素種類，并不能測(cè)定出各種元素的含量。

將三種金屬元素測(cè)定方法與原子熒光光譜法進(jìn)行對(duì)比，原子熒光光譜法的實(shí)際運(yùn)用時(shí)，將熒光光度計(jì)置于優(yōu)化條件下，可根據(jù)金屬元素種類與測(cè)定方法，得出以下方程：

Y=aX+b

該方程為測(cè)定金屬元素標(biāo)準(zhǔn)曲線方程，a、b表示均表示不同金屬元素的性能參數(shù)，該曲線所測(cè)定值能精確到0.1ug/ml，而與其它三種的對(duì)比，如表1所示。

表1 三種方法對(duì)比

總結(jié)來(lái)說(shuō)，在礦石金屬元素的測(cè)定中，這四種方法是目前最先進(jìn)，效率最高的，在實(shí)際測(cè)定時(shí)，往往會(huì)將幾種方法相互配合來(lái)使用。在不同標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)定中，會(huì)使用不同的方法，當(dāng)對(duì)礦石中的金屬元素的準(zhǔn)確含量要求很高，即不確定度要求很低時(shí)，用原子熒光光譜法是最優(yōu)的選擇。

4 結(jié)語(yǔ)

如今原子熒光光譜法在礦石金屬元素測(cè)定上的應(yīng)用已經(jīng)越來(lái)越廣泛，并且原子熒光的技術(shù)的研究也在逐漸進(jìn)步完善，相信日后原子熒光光譜法必將成為礦石金屬元素測(cè)定的主流測(cè)定方法。本文通過(guò)介紹原子熒光光譜法的性質(zhì)與實(shí)施步驟，以及將原子發(fā)射光譜分析法、原子吸收光譜法、X射線熒光光譜法這三種金屬元素測(cè)定法與原子熒光光譜法進(jìn)行對(duì)比研究，最終得到原子熒光光譜法對(duì)于礦石中金屬元素的不確定度的降低具有更佳的效果。