＊滕懷旭 張曉艷 左玉昊

（中國檢驗認證集團河北有限公司 河北 060013）

鋁土礦是一種天然礦物。其中主要成分是氫氧化鋁又或是含水的三氧化二鋁，多成白色、灰色、黃色、褐色，外表與黏土相似，又稱做鋁礬土，通常成塊狀，是工業(yè)中提煉鋁金屬的重要原料。鋁土礦通常是指工業(yè)上能利用的，以三水鋁石、一水軟鋁石或一水硬鋁石為主要礦物質(zhì)所組成的礦石的統(tǒng)稱[1]。鋁土礦的應用領域分為金屬和非金屬兩個領域，金屬方面，鋁土礦是生產(chǎn)金屬鋁的最佳原材料也是最主要的應用領域，其用量占世界鋁土礦總產(chǎn)量的九成以上。鋁的制備通常通過電解氧化鋁來實現(xiàn)，通過電解，氧化鋁分解成鋁和氧氣，最終得到純凈的鋁金屬[2]。雖然鋁土礦在非金屬領域的用量遠遠比不上金屬領域，但是用途卻十分的廣泛，比如作耐火材料、研磨材料、高鋁水泥的原料、化學制品等[3]。

鋁土礦采樣精密度是指：按標準GB/T 25945—2010/ISO8685:1992中的相關(guān)規(guī)定進行采樣，在95%概率的情況下，所采鋁礬土與被采樣品的真實質(zhì)量之間的誤差界限。不超過規(guī)定界限，所采鋁土礦樣品就有代表性[4-5]。在日常作業(yè)實踐中，被采鋁土礦樣品的真實質(zhì)量是無法預先知道的，只能用無系統(tǒng)偏差情況下的多次測定值的平均值來代替真值。按照國標GB/T 25949—2010中的方法制備樣品[6]。

1.系統(tǒng)誤差

就實驗結(jié)果的影響來說，取樣對結(jié)果的影響占80%，制樣對結(jié)果的影響占15%，化驗對結(jié)果的影響占5%。所以取樣的精密度會大大影響最后的實驗結(jié)果的準確性。取樣存在隨機誤差和系統(tǒng)誤差，隨機誤差是在測量或?qū)嶒炛挟a(chǎn)生的一種偶然的、隨機分布的誤差，它的特點是在多次測量或?qū)嶒炛?，誤差的方向和大小是隨機的，不具有系統(tǒng)性，系統(tǒng)誤差是指在測量或?qū)嶒炛挟a(chǎn)生的一種偏差，其特點是在多次測量或?qū)嶒炛谐霈F(xiàn)相同的方向和大小。與隨機誤差不同，系統(tǒng)誤差是由于測量設備、實驗方法或環(huán)境條件等方面的系統(tǒng)性問題導致的。系統(tǒng)誤差可以對測量或?qū)嶒灲Y(jié)果產(chǎn)生持續(xù)的影響，因此是需要注意和糾正的[7]。以下是一些可能導致系統(tǒng)誤差的常見原因：

（1）儀器誤差：儀器本身的設計、制造或校準問題可能導致測量結(jié)果的偏差。這可能包括儀器的刻度不準確、靈敏度變化、零點漂移等。

（2）操作者誤差：操作者在進行測量或?qū)嶒灂r可能引入偏差，比如讀取儀器時的讀數(shù)誤差、操作不規(guī)范等。

（3）環(huán)境條件：溫度、濕度、氣壓等環(huán)境條件的變化可能影響儀器的性能，進而導致系統(tǒng)誤差。

（4）方法學問題：使用的測量方法或?qū)嶒灧椒ū旧砜赡艽嬖谙到y(tǒng)性問題，比如在特定條件下，某種方法的精確性會受到限制。

（5）樣品準備：在實驗中，樣品的準備過程可能引入系統(tǒng)誤差，例如，樣品的不均勻性、樣品的損失等。

（6）數(shù)據(jù)處理：數(shù)據(jù)的記錄、轉(zhuǎn)換和處理可能引入系統(tǒng)誤差，特別是在使用復雜的分析方法時。

糾正系統(tǒng)誤差通常需要對測量設備進行校準、規(guī)范化實驗操作程序、維護環(huán)境條件的穩(wěn)定性等。系統(tǒng)誤差的存在會降低測量或?qū)嶒灥臏蚀_性和可靠性，因此在科學研究和工程應用中，對系統(tǒng)誤差的了解和控制至關(guān)重要。

2.校核取樣精密度的方法

日常作業(yè)中直接使用相關(guān)標準中規(guī)定的取樣精密度或由貿(mào)易雙方規(guī)定，采取一種合理的樹值[8]。使用符合標準要求的采樣設備，確保設備的精度和準確性。為了獲得數(shù)據(jù)的可靠性，最好是采用多批次同規(guī)格的鋁土礦進行實驗，如果批次不足，也可將大批分隔成多個小批逐個進行實驗。

實驗要求的最小份樣應符合GB/T 25945—2010（ISO8685）標準規(guī)定的雙倍量的要求，對于常規(guī)取樣方法，如果份樣的數(shù)量是n，并組成一個總樣；則實驗要求的最小份樣是2n，并組成兩個總樣。

從兩個總樣A和B中制備出一對平行樣品，以每對4個測量值的形式表示出來，X111,X112,X121,X122與X211,X212,X221,X222。取樣方案如圖1。

圖1 取樣方案圖示

計算均值并計算每對平行測量值的極差范圍：

計算每對平行樣品的均值和極差范圍：

計算每對總樣A和B的均值和極差范圍：

圖2為總樣A和B的均值和極差XAB、R3線形圖。

圖2 總樣A和B的均值和極差XAB、R3線形圖

其中k為批量。

3.實驗數(shù)據(jù)分析

把表1中的數(shù)據(jù)帶入計算，氧化鋁的檢測結(jié)果%（質(zhì)量分數(shù)）：

表1 統(tǒng)計數(shù)據(jù)

平均值為：51.10；最小值為：49.90；最大值為：53.02。

抽樣準確率的評估[氧化鋁的%（m/m）]：δM=0.07%；δP=0.17%；δS=0.23%。

實驗結(jié)果表明，取樣精密度對實驗結(jié)果的準確性具有顯著影響，其誤差范圍在規(guī)定標準內(nèi)。

4.影響取樣精密度的因素

研究鋁土礦取樣精密度對現(xiàn)代工業(yè)的影響具有重要的實際意義。以下是這方面一些影響和相關(guān)觀點：

（1）生產(chǎn)效率和成本控制：通過提高取樣精密度，可以確保生產(chǎn)過程中所使用的鋁土礦具有更高的質(zhì)量和一致性，從而提高生產(chǎn)效率并降低生產(chǎn)成本。

（2）產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性：高質(zhì)量的鋁土礦作為原材料可以確保最終生產(chǎn)的鋁產(chǎn)品具有更穩(wěn)定的質(zhì)量。

（3）環(huán)境可持續(xù)性：通過提高取樣精密度，可以減少因質(zhì)量波動而導致的廢料和能源浪費。這符合現(xiàn)代工業(yè)對可持續(xù)性和環(huán)保的追求，有助于減少資源的浪費，降低對環(huán)境的影響。

（4）工業(yè)自動化和智能化的支持：高精度的取樣數(shù)據(jù)可以為工業(yè)自動化和智能化提供更可靠的基礎。

（5）市場競爭力：取樣精密度的提高有助于確保生產(chǎn)的鋁土礦在國際市場上具有競爭力，提高企業(yè)在全球市場中的地位。

（6）技術(shù)創(chuàng)新和研發(fā)方向：對鋁土礦取樣精密度的深入研究可能引發(fā)新的技術(shù)創(chuàng)新和研發(fā)方向。新的取樣技術(shù)和方法的應用會帶來更高的效率和更低的成本，推動鋁生產(chǎn)領域的技術(shù)進步。

研究鋁土礦取樣精密度對現(xiàn)代工業(yè)的影響關(guān)乎工業(yè)的效率、質(zhì)量、環(huán)境可持續(xù)性和市場競爭力等多個方面。在未來的研究中，可以拓展當前論文的研究方向，以深化對鋁土礦取樣精密度影響的理解，并為實際應用提供更多的支持，有以下幾個方面：一是新型取樣技術(shù)的應用，例如，機器學習算法、傳感器技術(shù)等。二是實時監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā)，以確保取樣精密度的實時控制。三是取樣與生產(chǎn)過程的耦合研究。四是環(huán)境因素對取樣的影響，如，溫度、濕度、氣壓等。五是大數(shù)據(jù)分析，以更全面地理解取樣精密度的影響因素。六是跨行業(yè)比較研究，為各行業(yè)提供通用或個性化的取樣優(yōu)化建議。七是可持續(xù)性考慮。八是標準化和規(guī)范的推動。九是社會影響評估。十是多學科合作。

5.結(jié)論

總而言之，本研究通過對鋁土礦取樣精密度的實驗研究，揭示了取樣過程在實驗結(jié)果中的顯著影響。這些發(fā)現(xiàn)為鋁土礦領域的研究提供了新的視角，并有望在相關(guān)工業(yè)應用中產(chǎn)生深遠的影響。未來的研究可進一步探索取樣技術(shù)的改進和實驗方法的優(yōu)化，以提高實驗結(jié)果的準確性。