對(duì)地質(zhì)礦物化學(xué)分析的基本流程的探討

吳剛 宋凡 劉顯 趙陽

摘 要：我國礦產(chǎn)資源豐富。在實(shí)際的地質(zhì)和礦物化學(xué)分析中，需要準(zhǔn)確運(yùn)用相關(guān)技術(shù)，標(biāo)準(zhǔn)化分析過程，結(jié)合社會(huì)成本，也就是后期對(duì)于礦產(chǎn)資源的利用成本以及環(huán)境價(jià)值。在此基礎(chǔ)上，本文對(duì)地質(zhì)礦物化學(xué)分析基本過程進(jìn)行了綜合分析探討，希望能夠提供有效的參考，從而更好地促進(jìn)地質(zhì)礦物化學(xué)分析提升水平。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)礦物 ；化學(xué)分析 ；基本流程

自工業(yè)革命以來，各項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展為人民的生活帶來了極大的改變。當(dāng)前科學(xué)技術(shù)已經(jīng)廣泛運(yùn)用于現(xiàn)代化的各行各業(yè)中，是現(xiàn)代化行業(yè)的核心支柱?，F(xiàn)代化社會(huì)的不斷發(fā)展對(duì)于化學(xué)工業(yè)的發(fā)展提出了更高要求。而在化學(xué)工業(yè)的發(fā)展中，極為重要的一部分就是化學(xué)分析，他與化學(xué)工業(yè)相輔相成，密切相關(guān)?，F(xiàn)代化的化學(xué)工業(yè)需要現(xiàn)代化的化學(xué)分析方法，而科學(xué)化的化學(xué)分析方法也促進(jìn)的化學(xué)工業(yè)的發(fā)展與成熟。

一、地質(zhì)礦物化學(xué)分析的基本原則與工藝

1.1地質(zhì)礦物化學(xué)分析的技術(shù)選取原則

首先，應(yīng)利用地質(zhì)礦物的化學(xué)分析技術(shù)研究儲(chǔ)層的非均質(zhì)性效應(yīng)和儲(chǔ)層所覆蓋的化學(xué)性質(zhì)。 在研究基礎(chǔ)上對(duì)于巖石結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，使之更加符合地質(zhì)礦物調(diào)查的需求，達(dá)到更好的化學(xué)分析效果。在對(duì)地質(zhì)化學(xué)的分析要滿足以下幾點(diǎn)要求：第一，地質(zhì)礦物應(yīng)當(dāng)具有一定的能量積累和儲(chǔ)量積累，以保證分析取樣范圍；第二，對(duì)于地質(zhì)礦物資源的一些關(guān)鍵性參數(shù)要嚴(yán)格要求，這是為了提高安全性與分析效果，例如元素分裂技術(shù)系數(shù)應(yīng)滿足0.8MPa / 100m。最后，還要對(duì)水驅(qū)單元內(nèi)的雙向或多流柱應(yīng)精確匹配，這對(duì)于之后的化學(xué)元素測定有著極為重要的意義，是樣本采集的重要保障。

1.2地質(zhì)礦物化學(xué)分析應(yīng)用的技術(shù)工藝

首先，進(jìn)行壓裂設(shè)計(jì)模擬。在實(shí)際地質(zhì)礦產(chǎn)勘測中，為了更好實(shí)現(xiàn)分段化學(xué)分析，完成地質(zhì)礦物化學(xué)測定，需要遵循射孔優(yōu)化原則。這是一個(gè)重要的原則，并進(jìn)行阻力、排量和摩擦之間的漸進(jìn)關(guān)系進(jìn)行較為準(zhǔn)確的分析。然后用不同的排量標(biāo)準(zhǔn)來選擇孔的穩(wěn)定摩擦力，以此來分析巖石層中含有的化學(xué)元素的總量和組成比。利用壓裂設(shè)計(jì)模擬工藝，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于地質(zhì)礦物元素的取樣深度進(jìn)行恰當(dāng)?shù)目刂?，以此達(dá)到對(duì)于地質(zhì)礦物化學(xué)元素的精確控制，主要包含化學(xué)量指數(shù)和密度指數(shù)。其次，進(jìn)行陶粒工藝的組合。由于在實(shí)際地質(zhì)勘探的巖石地層的穩(wěn)定性未必可以達(dá)到要求，以此需要利用組合陶粒工藝進(jìn)行高效支撐。首先采用直徑較小的合適陶粒置于終端處，在進(jìn)行藥效支撐的同時(shí)可以保證可以較好的容納之后的陶粒進(jìn)入。接下來要將恰當(dāng)?shù)闹睆街械鹊牡V物陶粒妥善放置在地質(zhì)礦物的中部位置，并且要注意要將陶粒置于一個(gè)與化學(xué)元素定量測量位置與巖石縫的位置處于相對(duì)水平。之所以需要這樣做，是要保證兩點(diǎn)，第一要利用這一位置的陶粒對(duì)于整體結(jié)構(gòu)起到支撐作用，第二是在達(dá)到有效支撐、保證亞裂縫穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，對(duì)于儲(chǔ)層的化學(xué)元素性分析與非均勻性之間有效對(duì)應(yīng)關(guān)系的精確定義。最后，完成高砂比壓裂工藝。這一工藝主要對(duì)探測礦井的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，并且利用井內(nèi)的高砂密度比，在維持探測礦井內(nèi)部的空間穩(wěn)定性的同時(shí)，保證礦井內(nèi)部的封閉性，并且對(duì)于需要開采探測的礦物巖石體提供一個(gè)較為通暢的環(huán)境。對(duì)于內(nèi)部的高砂密度要進(jìn)行精確控制，確保在 10kg/m3 以上的壓裂狀態(tài)，通過研究表明在這一狀態(tài)的裂壓井的巖石層的穩(wěn)定開發(fā)性能較好，對(duì)于巖石礦物儲(chǔ)層的化學(xué)元素測量進(jìn)展也有極大的幫助。

二、地質(zhì)礦物化學(xué)分析基本流程

在實(shí)際進(jìn)行礦物化學(xué)分析的過程中，一般有固定的測量分析流程，具體步驟如下：獲取加工試樣→進(jìn)行定性與半定量分析→確定測定方法→制定測定計(jì)劃→制定測定方案。在所有步驟中，主要是在于前三步，之后的計(jì)劃于方案確定都在前三步的基礎(chǔ)上進(jìn)行。因此對(duì)于前三步進(jìn)行具體說明與分析。

2.1試樣的提取和加工

在整個(gè)流程中，第一步就是測試分析樣本的提取與加工，這是極為重要的一步，是之后所有步驟的基礎(chǔ)，因此需要高度重視。樣本主要是對(duì)于礦物原料進(jìn)行一定處理，以便于后期進(jìn)行化學(xué)分析操作的高效進(jìn)行。簡單而言就是利用物理手段對(duì)已經(jīng)開采出的礦物巖石進(jìn)行縮分破碎處理，得到樣本特征較為顯著的樣本。對(duì)于實(shí)際樣本的采集要注意以下幾點(diǎn)：首先，對(duì)于采樣點(diǎn)的選取要在原始工程采集點(diǎn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行合理篩選，采樣的工程施工點(diǎn)的具體條件要較好；其次要充分利用原有的巖芯與礦芯，為了避免資源的浪費(fèi)，可以將一些已經(jīng)開采的礦山資源進(jìn)行合理利用，將一部分正在開采中的礦物開采工程點(diǎn)進(jìn)行采樣，既可以保證樣本的實(shí)際效果，并且可以避免采樣點(diǎn)對(duì)于原有地質(zhì)結(jié)構(gòu)的破壞，對(duì)于其他礦區(qū)造成影響。并且利用已有工程點(diǎn)也可以較好的達(dá)到理想測量深度，避免采樣處理的耗時(shí)耗力。

2.2進(jìn)行定性和半定量分析

對(duì)于定性與半定量分析可以簡單理解為兩個(gè)方面，首先需要對(duì)于采集樣本的化學(xué)元素種類進(jìn)行定性分析，也就是確定測量樣本的元素種類，而半定量分析則是對(duì)于已知的化學(xué)元素的含量做一個(gè)大致的測量，測量結(jié)果不需要非常準(zhǔn)確。這一步的實(shí)行主要是為了減少分析工作，避免盲目操作，提高工作效率的同時(shí)也降低分析成本。其中要注意的要點(diǎn)有：這一階段工作的重點(diǎn)在于元素定性的精確測量與之后對(duì)于不同元素比例的大致測定，元素比例的精確性難以保證，因此需要引入化學(xué)元素性質(zhì)特性進(jìn)行對(duì)比選取。并且作為實(shí)際測量分析的前置環(huán)節(jié)，在時(shí)間上需要保證能夠在保證效果的基礎(chǔ)上盡量縮短。

2.3選擇測定方法

在定性與半定量分析的基礎(chǔ)上，需要做針對(duì)性的分析方法選擇，在明確分析方向的基礎(chǔ)上選擇精確高效的分析方法。其中要注意與待檢測元素含量與共存元素含量情況進(jìn)行對(duì)比分析選擇，從而選出最為合適的方法。通常，樣品中高含量的元素可以用容量法或重量法測定。對(duì)于一些含量相對(duì)較低的化學(xué)元素，則需要考慮其他分析方法的使用，通常選用比色法，或者一些其他方式以達(dá)到更好的檢測結(jié)果。這是為了解決在礦物中化學(xué)元素含量極低導(dǎo)致的測量結(jié)果誤差較大的問題，因此需要在進(jìn)行容量檢測的基礎(chǔ)上利用比色法進(jìn)行試驗(yàn)反省，對(duì)于具體含量進(jìn)行進(jìn)一步的檢測判斷。

2.4 后期測量分析計(jì)劃的確定

在進(jìn)行測量方法選用之后還要進(jìn)行更進(jìn)一步的具體測量分析方案的確定，制定具體操作計(jì)劃，這是對(duì)于原理分析之后，根據(jù)實(shí)際的設(shè)備情況與當(dāng)?shù)夭蓸迎h(huán)境數(shù)據(jù)的一次綜合性考量。要將具體的礦物樣本采集流程、定性與半定量分析的具體操作方案與流程以及最終于測定方法的對(duì)接問題進(jìn)行完整考慮。并且還需要對(duì)分析過程中可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)把控，避免不必要的損失，對(duì)于工作流程進(jìn)行規(guī)范化審核，最終得到一個(gè)較為合理的測量分析方案。

綜上所述，對(duì)于在現(xiàn)代化道路上不斷前行的中國，工業(yè)產(chǎn)業(yè)需要發(fā)展就不能忽視對(duì)于地質(zhì)礦物化學(xué)分析。而在實(shí)際的地質(zhì)礦物開采事業(yè)中，對(duì)于礦物化學(xué)元素的測量分析是極為有意義的，對(duì)于之后的礦物開采與利用有著極高的價(jià)值。因此，需要高度重視對(duì)于地質(zhì)礦物的化學(xué)分析工作的發(fā)展與探索。在對(duì)礦產(chǎn)資源具體儲(chǔ)量進(jìn)行探測的同時(shí)還需要對(duì)于地質(zhì)礦物的具體性質(zhì)做進(jìn)一步的研究分析，這就是化學(xué)分析的主要意義。

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