礦石中金銀銅鉛鋅的測定及不確定度探討

在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展以及人口數(shù)量的不斷激增背景下，人們越來越需要大量的資源，而資源問題也將成為各個國家的核心問題，如何解決這一問題變得十分重要，許多地質(zhì)學(xué)家在對巖礦進(jìn)行充分分析，將巖礦分析作為自己工作的重心，而他也可以稱為地質(zhì)學(xué)家的眼睛。文章將分析礦石中的金銀銅鉛鋅的現(xiàn)狀和他們的測定以及不確定度，希望為更多的地質(zhì)學(xué)家的工作提供更多的幫助。

1 礦石成分與國內(nèi)外情況分析

通過相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究和學(xué)術(shù)研究表明，金銀銅鉛鋅是礦石中主要的金屬物質(zhì)元素。金元素是一種貴重金屬，具有良好的性質(zhì)，由于該元素的延展性和穩(wěn)定性都比較好，且具有導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性的特點(diǎn)，所以在高精尖的科技領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。目前，我國的外匯儲備基礎(chǔ)即是金元素。現(xiàn)階段，隨著我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力的不斷提升，黃金儲備量較以往有大幅的增加，但是在與某些發(fā)達(dá)國家的黃金儲備量相比，我國的黃金儲備量還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足。銀元素是一種十分傳統(tǒng)的金屬元素，也是作為人體所必須的微量元素之一，具有良好的傳導(dǎo)性。銀的應(yīng)用范圍也比較廣泛，不僅和黃金一樣作為貨幣流通的手段，同時也應(yīng)用于材料研究和醫(yī)學(xué)研究等方面。目前，在我國工業(yè)行業(yè)的大力發(fā)展下，銀每年的開產(chǎn)量的大部分都應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域。

近幾年，通過對銀元素的不斷研究發(fā)現(xiàn)其中的納米粒子還能夠殺菌。黃銅在工業(yè)行業(yè)應(yīng)用較多，一般作為工業(yè)的原料使用，該元素具有熔點(diǎn)低的特點(diǎn)，因此在工業(yè)冶煉中也易于操作。

鉛元素主要應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域和日常生活中，尤其是在工業(yè)發(fā)展過程中，鉛的用量遠(yuǎn)高于銅。鉛具有良好的抗腐蝕性和較大的密度，且材質(zhì)柔軟，易于加工，在日常生活中有很多鉛金屬作為原料的用品。

除此之外，鉛與其他金屬結(jié)合制得的合金可以獲得單個合金所沒有的性質(zhì)，在電池制造和各種酸性物質(zhì)的制造方面得到廣泛應(yīng)用。鋅是一種十分重要的金屬，這一金屬的外觀多為銀白色或淺灰色，內(nèi)部結(jié)構(gòu)為六邊形晶體，抗腐蝕性強(qiáng)，一般廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)中電池制造領(lǐng)域。在實(shí)際的應(yīng)用過程中，鋅元素更多的是作為合金元素呈現(xiàn)，例如銅鋅合金和氧化鋅等等。同時也是電鍍的主要材料之一，在汽車制造和機(jī)械制造方面應(yīng)用較多

。

第二種是原子吸收光譜法。礦石中每種金屬元素都有其特有的振動特點(diǎn)，這種檢測方法就是根據(jù)金屬原子的這一點(diǎn)而使用的，主要的特點(diǎn)是選擇性好、操作簡單、分析速度快，以及應(yīng)用非常廣泛，可以用于分析檢測的元素非常多。在地質(zhì)樣品分析中占有很.高地位，對無機(jī)元素的微量測定尤為突出，是痕量分析的重要手段。在對礦石樣本進(jìn)行金屬原子的檢測時，首先要尋找一個合適的光源，然后通過對獲得的光進(jìn)行分析，從而獲取其吸收的波長，每一種金屬元素的吸收波長都不盡相同，故而這種檢測方法的選擇性比較好。與此同時，隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，各種實(shí)驗(yàn)研究和技術(shù)檢測都可以借助科學(xué)儀器或者機(jī)械設(shè)備完成，原子吸收光譜法在檢測的過程中通過借助科學(xué)儀器后的操作更加的簡便易做，同時通過依托科學(xué)儀器，在對金屬元素的吸收波長分析的時長也在不斷地縮減，檢測線的標(biāo)準(zhǔn)也隨著科學(xué)設(shè)備的更新?lián)Q代有所降低?，F(xiàn)階段已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)對無機(jī)元素的痕量檢測。隨著儀器分析的技術(shù)的飛速發(fā)展，這種檢測方法同樣具有一定的局限性，即不能進(jìn)行多元素同時分析檢定，對非金屬、稀土類和難溶元素的檢測結(jié)果較差，因此在進(jìn)行檢測之前必須對所要檢測的目標(biāo)物有所了解，才能實(shí)現(xiàn)檢測結(jié)果的準(zhǔn)確

。近年來，ICP-MS 和X射線熒光光譜的發(fā)展以逐步替代了原子吸收光譜法(AAS)， 僅僅是保留了Li、Rb、Cs、Ag、Au、In、Tl、Zn、Cu、Cd、Mg和Hg的測定任務(wù)。

貴金屬也同樣受到很多因素的影響，尤其是黃金的價格變得持續(xù)升高，主要受到通貨膨脹的額影響，以及國際局勢動蕩和戰(zhàn)爭的影響，使得黃金的儲量持續(xù)走低。隨之而來的就是白銀價格變得波瀾起伏，而出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因在于白銀市場的投資變得越來越多。

2 礦石中金屬測定不確定度的研究

2.1 現(xiàn)階段各種檢測方法介紹

式中：m和n定義為ft和fj的頻率變換系數(shù)；Aoc為互調(diào)信號的幅度，和分別為未取絕對值的互調(diào)頻率和角頻率，為N階互調(diào)產(chǎn)物的電壓互調(diào)系數(shù).

此類超參數(shù)依賴于具體的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),本文采用AlexNet網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),各層的卷積核數(shù)和大小選用默認(rèn)的參數(shù)配置.

第一種是X射線熒光光譜法。X射線熒光光譜法是一種新型的檢測方法，作為近年來發(fā)展的方法，這種方法的主要原理就是使用X射線穿透礦石樣本，從而引發(fā)礦石樣本中各項金屬元素的震動輻射，通過震動輻射識別礦石樣本中的金屬元素的分類和含量占比。這種檢測方法是當(dāng)前操作最為簡便的方式，相較于原子吸收光譜法，X射線熒光光譜法可用于研究的各個階段，檢測的限定比較低，并且相對較為靈活，是當(dāng)前比較主流的礦石檢測方法。但是這種方法也存在著一定的問題和不足，在檢測的過程中，如果礦石樣本的原子質(zhì)量較小或者含量較低的金屬元素則無法檢測到。當(dāng)然，在礦石樣本的檢測中并不僅僅是只能使用一種檢測方法，X射線熒光光譜法可以根據(jù)實(shí)際情況與其他的檢測方法結(jié)合使用，以此提高檢測結(jié)果的準(zhǔn)確度。

有色金屬作為一種重要的基礎(chǔ)原材料，它們的應(yīng)用范圍很廣，與其他產(chǎn)業(yè)的關(guān)聯(lián)度高。隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和國防建設(shè)事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展以及社會發(fā)展水平的進(jìn)步，這些有色金屬在其中起到十分重要的作用。目前我國經(jīng)濟(jì)要朝著可持續(xù)發(fā)展方向前進(jìn)，以及改革開放的進(jìn)一步深入，各個行業(yè)越來越需要有色金屬，這也將帶動我國有色金屬工業(yè)的持續(xù)發(fā)展。我國的有色金屬價格已經(jīng)與世界各國的價格持平，在國內(nèi)許多地方都有了金屬期貨交易平臺，但是目前有色金屬還存在著產(chǎn)能過剩、價格下跌以及融資困難等問題，行業(yè)內(nèi)部非常不景氣。

從全固態(tài)離子選擇性電極信號傳遞原理看，固體接觸材料除了可利用納米材料較大電容性在離子選擇膜和電子導(dǎo)體之間發(fā)揮離子到電子傳導(dǎo)作用外，還可以借助疏水的導(dǎo)電高分子材料通過發(fā)生氧化還原反應(yīng)(或摻雜反應(yīng))將擴(kuò)散到電極的離子轉(zhuǎn)化為電子，繼而通過導(dǎo)電基底。

第一步，通過使用王水將礦石樣本中的各項金屬元素完全進(jìn)行溶解，溶解之后將其倒入過濾網(wǎng)中進(jìn)行過濾，篩出濾渣之后，將礦石樣本中剩余的金屬元素放入泡沫塑料等材料中進(jìn)行富集。

現(xiàn)階段，我國科學(xué)技術(shù)水平已經(jīng)處于世界相對領(lǐng)先的地位，因此，在進(jìn)行各項實(shí)驗(yàn)研究過程中普遍運(yùn)用相關(guān)儀器進(jìn)行分析，在分析礦石中的金屬成分時，同樣借助儀器設(shè)備手段加以研究，因?yàn)閹r石的種類非常多，且結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，所以不同的檢測人員采用的加爾方法和也各不相同。目前，對礦石元素的研究分析主要有以下三種檢測方法：

相對于人口稀少的大部分外國教學(xué)環(huán)境來說，人口眾多的我國一般教學(xué)班級人數(shù)都是幾倍有余，這樣的窘境就導(dǎo)致我國的教學(xué)資源嚴(yán)重匱乏。還有一個困境就是不可避免的教學(xué)資源的分配不均，其表現(xiàn)出兩個方面：優(yōu)秀師資的分配不均和自然教學(xué)資源的分配不均。分配不均的困境實(shí)際上是我國貧富差距的體現(xiàn)，位于社會上層的占據(jù)著大多數(shù)資源，能夠吸引優(yōu)秀師資；相對的社會底層則缺少資源，也無法保留人才，這樣差距只會越來越大，困境也將愈來愈嚴(yán)峻。

2.2 對礦石樣本中的金銀銅鉛鋅等元素的測定方法介紹

針對不同的金屬礦物在檢測時要采取不同的測定方法，最終選擇的測定方法一定是最適合礦石樣本的。對金元素進(jìn)行檢測時，可以采取多種檢測方法，傳統(tǒng)的火試金法和酸解法都適合對金元素進(jìn)行分析，除此之外，氯化和熔融的方式也能夠獲得準(zhǔn)確度較高的分析結(jié)果。在選擇檢測分析時，原子吸收光譜法和發(fā)射光譜分析法都較為實(shí)用。銀元素的檢測分析要根據(jù)礦石樣本中銀元素的含量多少來選擇適合的檢測方法。針對痕量的銀元素，普遍會采用原子吸收光譜法和發(fā)射光譜分析法，而針對微量的銀元素，更多使用的檢測方法為分光度法、原子吸收光譜法以及差量法。銅元素的檢測分析因其自身金屬元素的特點(diǎn)不同，目前普遍采用的強(qiáng)酸或者高溫的方式進(jìn)行溶解。在采用強(qiáng)酸的礦樣進(jìn)行溶解過程中一般采用王水進(jìn)行。當(dāng)然，王水也同樣適用于對鉛元素和鋅元素的溶解檢測。金屬元素溶解之后，再根據(jù)礦石樣本中元素含量的高低采取相對應(yīng)的檢測方式。

檢測過程主要分為以下三個步驟：

第三種是發(fā)射光譜分析法。不同的金屬元素其在檢測過程中會產(chǎn)生不同的振動情況，金屬元素在受到激光的光源作用后會產(chǎn)生一定的能量，每種金屬原子的能量各有不同。發(fā)射光譜分析法與原子吸收光譜法的原理大致相同，都是通過分析獲得的光譜來研究和分析礦石樣本中的各種金屬元素和含量。這種方法可以對波長在紫外光區(qū)的各種金屬元素進(jìn)行分析，具有實(shí)用性強(qiáng)、可實(shí)現(xiàn)多組分同時檢測、準(zhǔn)確度較高的優(yōu)點(diǎn)。主要應(yīng)用在地質(zhì)調(diào)差中主、次、痕量元素的分析檢測上，對波長在遠(yuǎn)紫外外區(qū)的非金屬元素的分析尤佳。在操作中應(yīng)注意，對于化學(xué)組分背景復(fù)雜、譜線干擾較大的樣品要適時換其他的檢測儀器。

第二步，溶液富集完成之后，將硫脲等試劑按照一定的比例加入至溶液中，洗脫富集溶液中的各項金屬元素。在這里值得注意的一點(diǎn)是，金元素有確定的原子吸收光譜，所以在對金元素使用原子吸收光譜檢測時，可以依據(jù)這一數(shù)據(jù)設(shè)置各種參數(shù)，以此對礦石樣本的吸光度進(jìn)行檢測。

溢洪道回填材料溫度應(yīng)力-應(yīng)變的近似數(shù)學(xué)模型由兩個連續(xù)的部分組成：計算最大解凍時間和完全凍結(jié)時間之間的溢洪道側(cè)墻凍脹壓力；凍結(jié)后土體溫度應(yīng)力狀態(tài)和開裂的計算。數(shù)值計算結(jié)果與實(shí)測結(jié)果吻合較好。

第三步，富集溶液中的金屬元素洗脫后，可以獲取一定的數(shù)據(jù)，通過對數(shù)據(jù)結(jié)果的分析及參數(shù)對照，最終獲取相應(yīng)的結(jié)果。特別說明，這種方法同樣適用于銀，但是對高含量的銅、鉛等金屬測定一般采用容量法，以減小其不確定度。

農(nóng)村訂單定向醫(yī)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)一定程度上依賴于國家的政策支持。[11]針對其整體學(xué)習(xí)動機(jī)中物質(zhì)追求維度得分高，且農(nóng)村戶籍的學(xué)生比城市戶籍的學(xué)生更害怕失敗的特點(diǎn)。政府各有關(guān)部門必須保證農(nóng)村訂單定向醫(yī)學(xué)生有關(guān)資助政策、就業(yè)政策切實(shí)地得到貫徹和落實(shí)。自從2014屆廣西第一批農(nóng)村訂單定向醫(yī)學(xué)生畢業(yè)后，農(nóng)村訂單定向醫(yī)學(xué)生順利畢業(yè)回到縣份未能夠及時得到相應(yīng)的政策安排和待遇的事件偶而發(fā)生。[12]這從某種程度上影響該部分學(xué)生學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)的信心。因此政府應(yīng)不斷完善關(guān)于農(nóng)村訂單定向醫(yī)學(xué)生的培養(yǎng)制度，相關(guān)區(qū)域也應(yīng)進(jìn)一步建立和完善配套措施和政策，并加強(qiáng)對農(nóng)村訂單定向醫(yī)學(xué)生政策執(zhí)行力度的監(jiān)督，抓好各項政策的落實(shí)工作。

礦石樣本的檢測過程就是通過將金元素進(jìn)行富集，然后通過試劑的配比調(diào)試盡量完整的獲取礦石樣本中的金元素的含量，最后在采用原子發(fā)射光譜法和發(fā)射吸收光譜法等檢測方法進(jìn)行金元素含量和占比數(shù)據(jù)的具體分析

。

3 礦石中金銀銅鉛鋅等金屬元素檢測過程中的不確定度分析

不確定度主要表達(dá)的是一種合理范圍，這種合理范圍是指通過實(shí)驗(yàn)檢測之后所獲得的試劑結(jié)果與相關(guān)規(guī)定設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)果之間的分散性區(qū)間。也可以說，所謂的不確定性即是以置信區(qū)間為標(biāo)準(zhǔn)來對檢測分析結(jié)果進(jìn)行衡量，而置信區(qū)間的范圍則必須小于或者等于不確定度的合理范圍。

檢測分析結(jié)果的不確定度一般采用三個程度的衡量標(biāo)準(zhǔn)，分別是標(biāo)準(zhǔn)、合成標(biāo)準(zhǔn)和擴(kuò)展不確定度

。該礦樣主要對分析天平稱量獲得的質(zhì)量、酸解之后獲得的溶液體積以及酸解之后溶液的濃度三個結(jié)果對不確定度進(jìn)行分析。通過這種分析可以有效的對實(shí)驗(yàn)獲得的結(jié)果準(zhǔn)確度繼續(xù)衡量，以保證對礦樣分析獲得的結(jié)果處于較為準(zhǔn)確的范圍之內(nèi)。檢測分析結(jié)果有內(nèi)檢誤差合格率和內(nèi)檢雙差合格率之分，礦石樣本中的兩種合格率也有所不同，從內(nèi)檢誤差合格率來看，金元素的內(nèi)檢誤差合格率是97.8%，銀元素的內(nèi)檢誤差合格率是97.8%；銅元素的內(nèi)檢誤差合格率是97.9%，鉛元素的內(nèi)檢誤差合格率是96.1%，鋅元素的內(nèi)檢誤差合格率是96.3%，通過數(shù)據(jù)可以看出，雖然金銀銅鉛鋅的內(nèi)檢誤差合格率有所不同，但也相差不多。從內(nèi)檢雙差合格率來看，金元素的內(nèi)檢雙差合格率是100%，銀元素的內(nèi)檢雙差合格率是100%，銅元素的內(nèi)檢雙差合格率是100%，鉛元素的內(nèi)檢雙差合格率是100%，鋅元素的內(nèi)檢雙差合格率是97.1%，通過數(shù)據(jù)可以看出，金銀銅鉛元素的內(nèi)檢雙差合格率是相同的，且都是100%，鋅元素的內(nèi)檢雙差合格率則略低于其他四種金屬元素。

根據(jù)我國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定，內(nèi)檢誤差合格率應(yīng)當(dāng)不低于95%，內(nèi)檢雙差合格率應(yīng)當(dāng)不低于90%。通過上述測量數(shù)據(jù)的結(jié)果說明，合格率均滿足要求，可以判定為合格，分析的數(shù)據(jù)和測定的結(jié)果也具有較高的真實(shí)性和可靠性，結(jié)果有效

。

4 結(jié)語

綜上所述，世界各國都對礦產(chǎn)資源十分的關(guān)注和重視，礦產(chǎn)資源作為一種感十分重要的自然資源，對我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到了重要的支撐作用，通過大量的實(shí)踐證明，中國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展與礦產(chǎn)資源有著密不可分的關(guān)系，但現(xiàn)階段，中國的礦產(chǎn)資源十分短缺,開展危機(jī)礦山接替資源找礦工作，延長礦山服務(wù)年限是當(dāng)前一項緊迫任務(wù)。因此，加科學(xué)持續(xù)的開發(fā)開采，變成了當(dāng)務(wù)之急，在進(jìn)行礦產(chǎn)開發(fā)過程中，只有通過對礦樣中各種金屬元素的含量進(jìn)行準(zhǔn)確分析才能保證其開發(fā)的可行性，基于此，提高地質(zhì)試驗(yàn)檢測技術(shù)水平已經(jīng)是刻不容緩的事情，對礦石中各種金屬元素，例如金銀銅鉛鋅等進(jìn)行準(zhǔn)確分析，同時對各種分析方法出現(xiàn)的不確定度進(jìn)行研究具有重要意義。

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