地质标准物质的粒度测量与表征实践_王晓红.pdf

2009年2月 February 2009 石矿测试 ROCK AND MINERAL ANALYSIS Vol. 28 , No. 1 59 文章编号0254 - 5357 2009 01 - 0005 - 05 地质标准物质的粒度测量与表征实践 王晓 红 1 ，王毅民 1 ，高玉淑 1 ，张学华 2 ， （I ．国家地质实验测试中心 ，北京 100037 ； 何红蓼 1 2．广州海洋地质调查局实验室 ，广东广州 510760 ） 摘要样品粒度是粉体地质标准物质的一项重要 特性 指标。长期以来地质标准物质的粒度一直是采用筛 分法或沉降法检测，最终大多以加工样品通过一定筛目（ 一般为- 200目）的比例来表达；近年来超细标准 物质研制 引入了以激光粒度仪为代表的粒度检测与分析的现代方法，并可以直观的粒度分布图和简洁明 晰的特征粒径等多种方 法来表达粒度分布特征，大大提升了粉体 地质 标准物质粒度分布特性的测量及表 征水平。文章在前期采用激光粒度仪测量超细标准物质粒度分布特征工作的基础上，用此法测量了 当今 广泛 使用的典型地质标准物质的粒度分布，为这些标准物质的正确使用和取样不确定度评价提供了重要 依据；同时就今后地质标准物质乃至地质分析样品的粒度检测与表征提出建议。 关键词地质标准物质；粒度测量与表征；超细样品；筛分法；激光粒度分析仪 中图分类号06 - 331 ；TN247 文献标识码A Measurement and Characterization of the Particle Size of Geological Reference Materials WANG Xiao-hong , WANG Yi-min , GAO Yu-shLLl , ZHANG Xue_hua2, HE Hong-liao] 1. National Research Center for Geoanalysis, Beijing 100037, China; 2. Laboratory of Guangzhou Marine Geological Survey, Guangzhou 510760, China Abstract The particle size is a very important characteristic index for geological powder reference materials. For a long time, the particle size of geological reference materials had been determined by sieving analysis or settlement separation, and expressed in percentage of that part which passes through a certain mesh screen normally - 200 mesh. In recent years, laser particle size analyzer, reflecting the modern techniques for particle size deterrmnation, had been introduced into the preparation of ultra-fine size reference materials. In tum, the expression model of particle size was substituted by the intuitive particle size distribution plot and specific particle sizes. The introduction of this technique markedly improved the determination and expression levels of particle size of geological powder reference materials. In this paper, the particle size distribution was determined by laser particle size analysis technique for typical geological reference materials that had been widely used. The purpose of this study is to provide a rational and practicable basis for the usage of those reference materials and their uncertainty uation. In addition, some suggestions were also presented for the further study on the determination and expression of particle size for geological reference materials and other geological analysis samples. Key words geological reference material; measurement and characterization of the particle size; ultra-fine size sample; siving ; laser particle size analyzer 收稿日期2008 -06-06；修订日期2008-10-10 基金项目科技部基础性科技工作专项基金项目资助（2001DEB20054和2006FY220500）；国际海底区域研究开发 国家专项 “ 十五 ” 项目资助 Y105-01-04-15；中国地质调 查 国家专 项 工作内容课题项目资助 f 200120190107 -06 作者简介王晓红（1969 -） ，女，山西沁县人，研究员，主要从事岩矿测试技术及其标准物质研制方面的研究工作。 E-mail wxh0408 sina. com0 ChaoXing 第1期 岩矿测试 http∥www. ykcs. ac. en 2009年 地质标准物质已日渐成为地质分析的计量标 准，在地质分析质量监控、仪器校准和分析方法评 价中发挥着越来越重要的作用。我国地质标准物 质的研制与应用工作虽然起步较晚；但发展迅速， 至今各类国家一级地质标准物质已有400多个，形 成了一个类型比较齐全的地质标准物质体系，也成 为我国近30年来影响最大、最广、持续时间最长的 重要地质分析成果之一 1 。 这些地质标准物质绝大部分是粒径74 ym）仍有一个较宽的粒度分布（粒度分布 图中大粒度侧的拖尾），其粒度拖到100 ym、150 ym 甚至更大（如GBW 07101和GBW 07210等） 。从表 3地质标准物质特征粒径Dgg的数据可以看出这部 分样品很值得关注。虽然这部分所占比例很小，但 这很可能成为取样误差的重要来源，并在总不确定 度中显现，而且随机性较大。 3地质标准物质虽然大都标称其粒度为 - 200 目，但经过新的粒度分析方法检测，可以看出 其粒度分布仍有较大差异。这主要是由于地质材料 妻 芝 巅 采 器 蛙 芝 轻 容 器 蛙 芝 氟 走 氍 蛙 莲 辐 表 露 堆 摹 、 较 寺 嚣 嚣 6 4 2 06 4 3 2N o0 4 3 2 - o0 8 6 - 2 00 甚 、 裁 m 鼍 基 巾 譬 鞴 末 嚣 蛙 莲 糕 采 群 兰 毒 、 藕 惫 甏 最 ChaoXing 第1期 王晓红等地质标准物质的粒度测量与表征实践 第28卷 结构复杂，尽管都采用了大体相同的加工方法，对于 不同类型的样品，所得到的粉体材料的粒度分布特 性仍有较大差异。 了解各标准物质粒度的这些差 异，对于其正确使用和改进加工方法都是有益的。 4比较 - 200目筛分和超细标准物质的粒度分 布特征可以看出，超细样品在提高样品均匀性水平和 减小取样误差方面具有 明显 优势。因此，作为粉体材 料的地质标准物质和分析样品，其粒度水平和分布特 征是不可忽视的基本特性指标。 4 结语 1与传统的筛分法相比，以激光粒度仪为代 表的现代粒度检测技术用于粉体地质标准物质颗粒 特性的检验，能够提供更丰富的粒度分布特征信息， 可作为常规地质标准物质研制中粒度检验的推荐方 法和超细标准物质研制中粒度检验的首选方法，以 提高地质标准物质粒度检验与定量表达水平。 2对于地质标准物质的粒度检测，采用不同 原理粒度检测技术与方法，相同原理而不同类型仪 器，甚至相同原理、不同厂商的同一类型仪器进行 检测对比已有很多研 究工 作 1 - 15] 。本课题组吸收 了这些前期工作的经验与成果，利用现代激光粒度 仪检测地质分析样品及地质标准物质的粒度分布， 获得了丰富的信息 ，这对于今后更深入、更有针对 性的地质分析研究工作是十分有益的。 3超细加工和粒度测量是一专门的学科，在 现代材料科学中占有重要地位。 随着现代科技特别 是纳米科技的发展，超细材料的研究越来越受到重 视。颗粒粒度测量是这一学科的重要技术支撑，其 地位与作用等同于地球科学中的地质分析技术 。在 粉体材料的粒度检测方面已有许多重要的理论与应 用成果 ’16 - 21 1 。 本工 作只是将现代的粒度测量方法 用于地质分析样品和地质标准物质粒度检测的初步 实践，虽然也用筛分法检验了用激光粒度分析仪测 定地质分析样品的适应性，但需要深入研究的工作 还很多，期望能引起地质标准物质研制者和地质分 析者的关注。 4随着现代分析技术的进步，对分析结果不 确定度评价要求日益提高，来 自分析样品和标准样 品自身的误差在整个分析不确定度中的比重越来 越引起分析者的注意。因此，建议地质分析工作者 关注样品加工和样品的粒度特性，这是分析结果量 值溯源和不确定度评价所不可缺少的；同时也建议 有关部门对采用现代粒度检测技术研究地质分析 样品，特别是研究地质标准物质粒度特性 的工 作给 予有力的支持。 5 参考文献 [1] 王毅民，陈幼平．近30年来我国地质分析重要成果 评介[J] ．地质论评，2008 ，545 653 -669. 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