吳 燕

（內(nèi)蒙古自治區(qū)第九地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)院，內(nèi)蒙古 錫林郭勒 026000）

巖石礦物分析是采礦工作開展的重要環(huán)節(jié)，其主要的作用是分析巖石礦物中的化學(xué)元素，并確定其含量的多少，可以說，如果沒有巖石礦物分析工作或者是該工作的整體質(zhì)量不高，整個(gè)采礦行業(yè)的成本消耗會(huì)明顯的增大，采礦的效率和質(zhì)量也會(huì)大受影響[1]。對(duì)我國當(dāng)前的采礦行業(yè)做調(diào)查分析，發(fā)現(xiàn)微波能分解法是采礦實(shí)踐中利用的一種比較突出的巖石礦物分析方法，該方法的整體利用相對(duì)簡單，且效果突出，所以在目前的實(shí)踐中的利用具有廣泛性[2]。

1 微波能分解試樣反應(yīng)原理

微波能分解法作為巖石礦物分析的一種重要方法，其利用有十分突出的價(jià)值。為了更好的利用該種方法，需要對(duì)微波能分解試樣的具體反應(yīng)原理做分析與討論。

從化學(xué)分析實(shí)踐來看，為了實(shí)現(xiàn)分解試樣在同一時(shí)間內(nèi)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，需要在其中添加化學(xué)溶劑。這與傳統(tǒng)的加熱反應(yīng)方法相比存在著差異性。微波加熱作為一種更加快速和有效的加熱分解方式，產(chǎn)生這種反應(yīng)主要的原因是待分解試樣的微粒與溶劑之間存在著良好的接觸效果，這種效果實(shí)現(xiàn)了微波加熱的快速溶解[3]。所以在局部微粒上產(chǎn)生熱量的同時(shí)會(huì)是微粒發(fā)生劈裂，這樣，化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行會(huì)更加的迅速。除此之外，加熱后的酸或者是水能夠與介店電微粒發(fā)生一定的反應(yīng)，該反應(yīng)會(huì)出現(xiàn)比較大的溫差，由此會(huì)有熱流通道產(chǎn)生。

2 微波能加熱過程中存在的問題

從目前的微波能加熱分解技術(shù)具體分析來看，雖然說其具有創(chuàng)新性和先進(jìn)性，但是在實(shí)際的應(yīng)用中依然存在著一些問題，這些問題對(duì)該種技術(shù)方法的實(shí)際效果發(fā)揮產(chǎn)生了影響，所以需要做好問題的分析與討論。

從實(shí)踐研究來看，在化學(xué)分析的過程中，國際上很多抵用的微波加熱利用的都是市場(chǎng)營銷的微波爐（下圖），這種微波爐的價(jià)格比較低，購買也比較的方便。但是提供分析應(yīng)用的微波爐硬件低MDS-siD性微波熱壓裝置，在使用市面上微波爐的時(shí)候會(huì)發(fā)生酸霧腐蝕的情況。主要是因?yàn)樵诩訜岬倪^程中，微波輻射會(huì)出現(xiàn)小幅度的泄露，而這種泄露會(huì)對(duì)工作人員的安全造成影響[4]。另外，就這種微波爐做分析，在爐內(nèi)腔材料選擇的時(shí)候，很多材料存在著性能等方面的缺失，比如材料存在著易腐蝕性，材料承受快速加熱的冷卻能力不足等。這些問題均是這種方法的具體利用實(shí)效發(fā)生了弱化。簡言之，微波能加熱分解技術(shù)的具體利用對(duì)微波爐有具體的要求，但是目前的微波爐要求未達(dá)到期望的標(biāo)準(zhǔn)，所以會(huì)出現(xiàn)各方面的問題。

圖1 微波加熱過程示意圖

3 微波能加熱過程的特點(diǎn)

對(duì)微波能加熱法做具體的利用分析發(fā)現(xiàn)其具有四個(gè)方面的突出特點(diǎn)：①其具有高頻高溫的特點(diǎn)。對(duì)微波能加熱的具體過程進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)微波能在加熱的過程中物質(zhì)的內(nèi)部和外部會(huì)實(shí)現(xiàn)同步加熱，這會(huì)導(dǎo)致顱內(nèi)出現(xiàn)爐內(nèi)高溫震蕩現(xiàn)象，如此，其便有了高頻高溫的特點(diǎn)。②具有場(chǎng)強(qiáng)高溫的特點(diǎn)。此特點(diǎn)具體指的是在加熱的過程中，因電磁的影響，作業(yè)范圍內(nèi)會(huì)形成比較高的磁場(chǎng)。基于此特點(diǎn)，在進(jìn)行此類型實(shí)驗(yàn)的時(shí)候需要對(duì)周圍的環(huán)境做控制，這樣可以保證環(huán)境安全。另外，因?yàn)樵诩訜岬倪^程中會(huì)有比較高的熱量產(chǎn)生，所以操作人員需要做好相應(yīng)的防護(hù)措施。

③具有穿透力強(qiáng)的特點(diǎn)。微波能在加熱的過程中物質(zhì)當(dāng)中的分子和原子的電荷會(huì)不斷的旋轉(zhuǎn)，這種旋轉(zhuǎn)會(huì)產(chǎn)生加熱現(xiàn)象。這對(duì)于要加熱的物質(zhì)來講，具有非常強(qiáng)的穿透效果。④可以改善勞動(dòng)環(huán)境。這種加熱方式的操作更加的簡單方便，能夠?qū)?shí)驗(yàn)室的工作環(huán)境做極大的改變。相關(guān)技術(shù)人員利用此技術(shù)可以構(gòu)建更加安全的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。而且該技術(shù)利用對(duì)于實(shí)驗(yàn)難度、強(qiáng)度和工作量降低有重要作用。

4 巖石礦物分析中微波能分解法的應(yīng)用

上文對(duì)微波能分解法的使用原理以及特點(diǎn)等做了具體的分析，目的在于明確對(duì)技術(shù)的了解。在巖石礦物中要做微波能分解法的具體利用，需要遵循以下的基本步驟。①將準(zhǔn)備好的試驗(yàn)粉末倒入到聚碳酸醋杯當(dāng)中，之后加入定量的水和定量的氫氟酸。如果粉末的質(zhì)量為200mg，那么水和氫氟酸的量需要保證為5ml和2ml。在試劑加入后放置在硼硅玻璃瓶的真空干燥器當(dāng)中。②部分抽空盛有50ml水的小燒杯，將其放置在微波爐中后加熱3min，之后取出干燥器，在通風(fēng)柜中做酸霧排出。③在分解試樣的杯子中加入1g的硼酸，加熱10min中對(duì)殘?jiān)M(jìn)行過濾，對(duì)濾液進(jìn)行稀釋，使其成為100ml，此時(shí)利用ICP-AES的方法可以測(cè)出試樣當(dāng)中的金屬元素。

從整個(gè)實(shí)驗(yàn)的過程來看，微波能加熱分解法的整體操作比較的簡單，而且這種方法對(duì)于技術(shù)人員的學(xué)習(xí)和操作來講是非常便捷的，另外，其還能夠有效的提升分解的效率。需要注意的一點(diǎn)是在微波試樣的加熱過程中，加熱的過程中一定要控制好溫度，因?yàn)闃悠芳訜釡囟冗^高或者是蒸干樣品，一些混發(fā)型元素會(huì)損失。

從實(shí)踐分析來看，不少礦泥以及濕試樣可以利用此種方法進(jìn)行加熱，而傳統(tǒng)方法是做不到的。比如對(duì)試樣做烘干操作，利用微波干燥的方法在15min內(nèi)可以完成，但是其他的方法卻不能實(shí)現(xiàn)。在比如做20g碳酸鋇試樣，在105℃的電烘箱中進(jìn)行干燥需要的時(shí)間是3小時(shí)，但是利用微波能干燥法僅僅需要15min。

5 結(jié)語

綜上所述，在巖石礦物的分析實(shí)踐中，利用先進(jìn)的方法和技術(shù)提升試樣分析的效率，不僅能夠節(jié)省分析研究當(dāng)中的成本投入，而且可以有效的提高我國的礦山開采效率和質(zhì)量。微波加熱分解法作為一種全新的巖石礦物分析方法，具有突出的利用機(jī)制，所以文章對(duì)該方法的作用原理以及特點(diǎn)和問題進(jìn)行了總結(jié)，并就該技術(shù)方法的實(shí)際利用進(jìn)行討論與研究，這于技術(shù)的成熟化發(fā)展和現(xiàn)實(shí)性應(yīng)用起到了重要的作用，所以強(qiáng)調(diào)與之相關(guān)的問題研究討論必要性顯著。