徐蕾

（新疆有色金屬研究所 烏魯木齊 830000）

淺析試樣粒度對(duì)測(cè)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(guò)多的情況下，試樣粒度又偏大，無(wú)法保證分析時(shí)稱取試樣的均勻，就會(huì)造成分析結(jié)果偏差大，同時(shí)還不能確保試樣能夠完成溶解，也就無(wú)法反映出試樣的真實(shí)結(jié)果。

試樣粒度 誤差

取樣和樣品分析是分析全過(guò)程的兩個(gè)相互獨(dú)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(huì)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(cè)組分含量有關(guān)。由此可見(jiàn)，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(cè)物的性質(zhì)而定，一般為74 μm（-200目），如要測(cè)定FeO等容易氧化還原的成分或易揮發(fā)的成分不能太細(xì)，一般為104 μm（-150目）即可。因此，樣品分析中對(duì)試樣粒度的要求是很嚴(yán)格的，試樣粒度的大小對(duì)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(shí)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(shí)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(xué)組成等，來(lái)確定出不破壞試樣精確性，重量又不過(guò)大的試樣最小重量。我們常用的計(jì)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(yàn)公式。該公式確定了代表性試樣的最小重量，在確定這個(gè)重量之前，組合試樣在一定的顆粒最大尺寸情況下，應(yīng)仔細(xì)地?fù)胶?、混勻，然后進(jìn)行縮分。在試樣加工的每一個(gè)步驟都必須保證粒度與相應(yīng)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(shí)際平均粒度對(duì)試樣重量的影響。

2 影響試樣測(cè)定結(jié)果誤差的主要因素

在試樣測(cè)定分析中誤差產(chǎn)生的原因分為系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差兩類。而系統(tǒng)誤差是定量分析誤差的主要來(lái)源，對(duì)測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)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(jī)誤差是難以預(yù)測(cè)的，又稱為偶然誤差或不可測(cè)誤差。但是分析者要加強(qiáng)責(zé)任感，注重培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的工作作風(fēng)，嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行操作，那么過(guò)失是可以避免的。

除了上述兩種原因之外，在分析過(guò)程中如果使用了缺乏代表性的試樣，或者試樣的粒度達(dá)不到要求造成試樣分解不完全也是造成測(cè)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(jī)誤差都難以保證測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

我工作中就遇到這樣的問(wèn)題。在對(duì)普通磨料碳化硅結(jié)晶塊試樣加工時(shí)，按照《GBT3045-2003普通磨料碳化硅化學(xué)分析方法》中要求試樣粒度需全部通過(guò)355 μm網(wǎng)篩，針對(duì)質(zhì)量均勻、品質(zhì)穩(wěn)定的碳化硅試樣，按標(biāo)準(zhǔn)要求做是沒(méi)有問(wèn)題的，而在對(duì)碳化硅生產(chǎn)中爐皮產(chǎn)生的物料也按照同樣要求進(jìn)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(duì)，比對(duì)結(jié)果見(jiàn)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(fù)試驗(yàn)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(shí)到試樣的粒度對(duì)測(cè)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(guò)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(wú)法取到同一質(zhì)量的試樣，造成測(cè)定結(jié)果難以比對(duì)。這時(shí)就顯示出試樣粒度的大小就成了影響試樣測(cè)定結(jié)果誤差的主要因素。

3 確定試樣粒度是保證測(cè)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(cè)組分含量有關(guān)?？梢?jiàn)，試樣的粒度能直接影響到測(cè)定結(jié)果。在工作中出現(xiàn)的問(wèn)題，也讓我們充分認(rèn)識(shí)到粒度對(duì)測(cè)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(wú)法保證。那么分析員就不可能給一個(gè)質(zhì)量不均勻的試樣做正確的分析。

查找出爐皮料試樣測(cè)定結(jié)果誤差偏大的主要因素后，在制樣人員反復(fù)試驗(yàn)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(méi)有355 μm時(shí)明顯雜質(zhì)顆粒，150 μm粒度的試樣質(zhì)量均勻，看不見(jiàn)雜質(zhì)顆粒。經(jīng)過(guò)對(duì)原包樣和副樣的分析比對(duì)，爐皮料試樣的粒度為150 μm是適宜的。比對(duì)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 爐皮料150 μm SiC含量 %

通過(guò)對(duì)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(xué)分析方法》中允許誤差要求。這樣更加能說(shuō)明，在試樣雜質(zhì)過(guò)多的情況下，試樣粒度又偏大，就無(wú)法保證分析時(shí)稱取試樣的均勻，造成分析結(jié)果偏差大，同時(shí)粒度過(guò)大無(wú)法確保試樣能夠在同樣的分析條件下完成溶解，也就無(wú)法反映出試樣的真實(shí)結(jié)果。

[1]高志.取樣理論研究進(jìn)展.分析化學(xué)，2000,4.

[2]普通磨料碳化硅化學(xué)分析方法.國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T3045-2003.

收稿：2014-01-03