地球化学样品无污染加工流程

第３３卷第３期　地质调查与研究　地球化学样品无污染加工流程　李林庆，潘立成，张桂凤　（河北省区域地质矿产调查研究所，廊坊０６５０００）　

摘　要：随着科研工作者对实验数据的精度和准确度的要求越来越高，为获得可靠的地球化学样品分析数据，除将　分析测试仪器条件优化外，对样品前期加工流程也给予了高度重视。笔者在大量实验的基础上，总结经验，对原有　制样方法进行了改进，能够加工出小于２００目无污染的粉末样品，可以满足高精度、高灵敏度及高自动化程度的测试　仪器对样品的要求。　关键词：地球化学样品；无污染；样品加工　

中图分类号：Ｐ５９９　文献标识码：Ａ　文章编号：ｌ６７２—４ｌ３５（２０１０）０２～０２３８—０３　

Ｉ引言　地球化学数据对于基础地质研究和区域地质　找矿起着关键支撑作用，因此地质工作者对地球化　学样品分析结果的准确性、可靠性有很高的要求。　测试数据的可靠与否不仅与野外采样的合理性、实　验室分析测试仪器状态的好坏有关，还与实验室分　析测试前的样品加工制备过程有关。目前一般地　学实验室常用仪器有原子荧光分光光度计（ＡＦＳ）、　原子吸收分光光度计（ＡＡＳ）、电感耦合等离子体质　谱仪（ＩＣＰ—ＭＳ）、ｘ射线荧光光谱仪（ＸＲＦ）、紫外可见　分光光度计等，可用于地质样品的岩石矿物成分分　析，对各类地学研究样品进行常量到微量范围的多　元素定性一半定量分析、定量分析、岩石矿物的主量　及次量成分全分析。目前的地质实验检测仪器测　试灵敏度高、准确、稳定、重现性好，为使其准确度、　精密度都符合要求，仪器分析测试前的样品加Ｔ制　备工作就显得非常重要，越来越地受到广大使用地　球化学数据的地学研究者的高度关注。　针对地球化学样品的前处理环节，笔者进行了　大量的调查研究工作，广泛查阅文献资料，检索了　１９７９年至今的ｃＮＫＩ——中文期刊全文数据库和　Ｅ１ｓｅｖｉｅｒ英文电子期刊库，仅检索到有关同位素分　析、成矿元素分析、ｘ荧光分析等的样品前处理过程　的少量文献　，而广泛开展的地球化学样品的粉碎　

等前处理过程几乎没有可以直接借鉴的文献资料。　笔者在为国内和港台地区以及国际上众多地学研究　者提供样品前处理服务的过程中，深切地体会到广　大地学研究者对做好样品前处理工作的迫切要求，　在长期工作实践的基础上，积极吸取国内外先进实　验室的样品无污染加工的先进方法和经验，引进了　先进设备，总结出了粉末样品的无污染加工方法，能　够很好地满足实验分析测试的严格要求。今撰文发　表，以与广大地质同行共享。　

２实验流程　２．１试剂　无水乙醇（优级纯）、纯净水（自制：利用型号为　ＧＮ—ＲＯ一５００的去离子化纯化水装置进行水纯化达到　１５　Ｍ　Ｑ／ｃｍ）、盐酸（分析纯）、自来水、玻璃粉末。　２．２仪器设备　尼龙刷、铜刷、自制铁锤、高压风枪、ＣＳＦ一１Ａ型超　声波清洗机、ｌＯ卜３型电热恒温鼓风干燥箱、ＱＭ—ｌＦ型　刚玉腭板无污染碎样机、ＸＣＳ一２型无污染玛瑙球磨　机、ＰＥＩＯ０×６０腭式破碎机（铁制）、ＭＯＤ４０１４型小功率　手持吹风机、ｚＮ型制样多功能棒磨机（铁质）、ｃＢ型岩　石切割机、ＴＭＳ一２型磨片机。　２．３改进前样品的加工流程　（１）表面去污　用铜刷将原样表面浮尘清除。　

收稿日期：２０１０—０６—１２　作者简介：李林庆（１９５９一），高级工程师，１９９１年毕业于河北地质学院地质系，长期从事地质勘查及实验测试研究丁作，Ｅ—ｍａｉｌ　ｌｆｓｙｓ２００４＠１６３．ｃｏｒｎ。　第３期　李林庆等：地球化学样品无污染加工流程　２３９　（２）人工破碎　用铁锤将原样击碎至直径≤３　ｃｍ。　该过程未将原样风化面去除，而风化过程易造　成岩石中某些元素的丢失或添加，因此这种未经去　除风化表面的处理方法会导致样品分析结果与岩石　样品中的真实元素组成不符。　（３）机械粗碎　将直径≤３　ｃｍ的样品用铁制腭式破碎机粗碎至　直径≤０．５　ｃｍ，装入牛皮纸袋，用小功率手持吹风机　将腭式碎样机吹净后再碎下一件样品。　该过程存在两个不足：一是铁制碎样机易产生　磨损，将少许金属成分混入样品中，从而污染样品。　二是该过程难以将粘结在机器缝隙内和金属腭板上　的残样彻底吹净，造成样品间的交叉污染。　（４）机械细碎　将粗碎完的样品置于铁质棒磨机上碎至所需粒　度（２００目），装入牛皮纸袋。用棒磨机碎样其清理过　程和缺点同（２）；或将粗碎后的样品用玛瑙球磨机破　碎至２００目颗粒，用自来水将玛瑙罐和玛瑙球冲洗干　净后，再用毛巾擦拭后用手持电热吹风机吹干后再　碎下一样品。　该清理过程存在的不足有三点：一是自来水中　含有多种微量元素，易对样品产生污染；二是毛巾擦　拭易产生交叉污染；ｊ是粘附在玛瑙罐体和玛瑙球　表面微细麻面孔内的残样不易清除，易造成交叉污　染。　２．４改进后的样品加工流程　（１）表面去污　将野外采集到的样品用尼龙刷刷、高压风枪吹、　无水乙醇擦洗等手段清除表面污物、松散附着物。　（２）人工破碎　对直径大于４　ｃｍ的原样采用人工破碎——用铁　锤将样品击碎后，去除风化面（主岩内的杏仁体、包　体等其它组分去除与否，或分别处理与否，视样品委　托者要求而定），丢弃粉末，均匀拣块收样于玻璃烧　杯中并加盖以防落入灰尘。每碎一样都对垫板和铁　锤用尼龙刷反复进行清刷后用高压风枪（５　Ｐａ）吹净，　最后再用酒精棉球擦洗两遍，确认干净后再碎下一　个样品。　（３）清洗烘干　将粗碎后精选好的样品用纯净水（电阻率≥１５　Ｍ　Ｑ／ｃｍ）冲洗三遍或用超声波清洗机清洗３０分钟，确　认干净后再置于干燥箱，在小于４５℃条件下烘干。　特殊样品具体清洗方法和干燥方法不同。如样品要　求去除碳酸盐成分，需先用５％～１０％稀盐酸浸泡，自　然干燥。　（４）机械细碎　将烘干的粗碎样品放入刚玉腭板无污染碎样机　中细碎至小于０．５　ｃｍ粒度后进行缩分。本流程中每　破碎完一个样品后，将碎样机腭板完全打开，用高压　风枪吹，再用纯净玻璃粉末碎洗三遍后吹净，以除去　粘结在腭板表面的残样。后用无水乙醇棉球将刚玉　腭板擦洗干净，最后用少许待碎样品过三遍机，吹净　后碎正样。　（５）球磨　将小于０．５　ｃｍ的正样置人ＸＣＳ一２型无污染玛瑙　球磨机的玛瑙罐内磨至所需粒度。本流程采用天然　玛瑙罐和大小不等（按比例投放）的天然玛瑙球上机　进行球磨，磨至所需粒度（小于２００目）。碎完一样　后，首先将玛瑙罐、玛瑙球用自来水初洗后用吹风机　吹干，再用纯净玻璃粉末上机球磨清洗５分钟后，弃　去玻璃粉末，用风枪吹除去粘结在玛瑙球和玛瑙罐　壁上的残样，再用去离子水清洗，吹干后用无水乙醇　清洗一遍，干后放少量待碎原样球磨５分钟左右弃　去，最后碎正样。对样量过小和粘罐严重的样品采　用玛瑙研钵手工研磨。　（６）装袋　将球磨好的样品，用无水乙醇擦洗干净的小塑　料勺慢慢装入小塑料袋内，密封后，再放人牛皮纸小　样袋内，即双层包装，目的是防止塑料袋在携带过程　中破损、混样。或者用一次性塑料或玻璃瓶装样。　

３讨论和结论　

野外采集到的样品表面常存在污物和松散附着　物及其风化面，在进行碎样前应用科学合理的方法　去除，保证清除彻底，防止引入其他污染或样品自身　成分流失。　改进前样品用铁制碎样机破碎，在粉碎的过程　中，铁合金中的一些金属一并磨入待测样品中，人为　地增高了该元素在样品中的含量。对金属矿物常量　分析时，其分析误差相对比较小，若对样品进行微量　和痕量分析时，误差会偏大，铁制碎样机械的污染问　题凸显。　破碎后样品粒度的粗细决定样品的均匀度，而　地质调查与研究　第３３卷　地球化学样品的均匀性、直接影响分析结果的精密　度。因此根据被测样品精密度的要求，对样品破碎　加工的要求高低不同，得到样品的粒度不同。根据　委托者要求，调整碎样工艺，满足其精密度要求。　分析样品的加工流程和采用的处理清洗方法、　材料等是本室常规做法，对样品委托者的特殊要求，　我室可进行方法上的改进和材料的更换；另对要求　特殊处理的样品，可以按要求进行特殊处理。如对　用作铼锇测年的样品，采用纯棉布包裹样品进行粗　碎，然后进行细碎；对要求去除碳酸盐成分的测试样　品，粗碎后采用酸溶法清洗之后进行细碎；对只作基　质或斑晶测试的样品，碎至３Ｏ一６０目后采用人Ｔ镜下　分离后上机细碎等方法。对于破碎粒度对样品中某元　素测定含量的影响的研究有待于今后进一步的探讨。　实验分析测试过程中，不注意制样操作将会带　来严重的分析误差，因此样品的清洗、粉碎等前处理　工作的重要性日益显现。河北省区域地质矿产调查　研究所实验室作为国内同行中在样品前处理方面深　受广大地学研究者信赖的实验室之一，两年来为国　内和港台地区以及国际上众多地学研究者做过近万　件无污染样品，均得到专家们的好评。　总之，新方法比改进前的方法有明显的优点：新　方法碎样目数低于２００目；碎样前对样品进行表面浮　尘清除的同时还进行风化面的去除，有效防止了样　品某些成分丢失或“添加”；每一流程完成后，对保留　在仪器上的残样进行比较细致的清理，消除样品间　的交叉污染。　本实验室将为地质科研工作者提供高质量的地　球化学样品前处理，更好的为地球科学研究服务。　

参考文献：　【１】Ｎｏｒｅｅｎ　Ｊ．Ｅｖａｎｓ，Ｊｅｆｆｒｅｙ　Ｊ．Ｄａｖｉｓ，Ｊｏｈｎ　Ｐ．Ｂｙｒｎｅ，Ｄａｖｉｄ　Ｆｒｅｎｃｈ．Ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ—ｆｒｅｅ　ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｓａｍ－　ｐｌｅｓ　ｆｏｒ　ｕｌｔｒａ——ｔｒａｃｅ　ｇｏｌｄ　ａｎｄ　ｐｌａｔｉｎｕｍ——ｇｒｏｕｐ　ｅｌｅｍｅｎｔ　ａｎａｌｙ—－　ｓｉｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ，２００３，８０：１９－２４．　［２］阎玉琨．矿物样品的制备【Ｊ】．分析试验室，１９８９，８（３）：　２２－２５．　［３】王毅民．ｘ荧光分析地质样品时的制样方法『Ｊ１．岩矿测试，　

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Ｎｏｎ－－－ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ　Ｐｏｗｄｅｒｉｎｇ　Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ　ｆｏｒ　Ｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｓａｍｐｌｅｓ　ＬＩ　Ｌｉｎ—ｑｉｎｇ，ＰＡＮ　Ｌｉ—ｃｈｅｎｇ，ＺＨＡＮＧ　Ｇｕｉ—ｆｅｎｇ　（Ｈｅｂｅｉ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｒｅｇｉｏｎａｌ　Ｇｅｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｍｉｎｅｒａｌ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　Ｓｕｒｖｅｙ，Ｌａｎｇｆａｎｇ　０６５０００，Ｃｈｉｎａ）