对大洋多金属结核样品制备方法的微探

陈宋英

摘 要

大洋多金属结核含有各种有价金属元素和较大的黏着性，因此决定了大洋多金属结核样品制备的特殊性。根据GB/T 17229—1998《大洋多金属结核矿产勘查规程》中22.2.1.1中的要求，样品处理中禁用金属工具。为了避免粗碎和中碎过程中使用碎样机带来的金属污染，制样过程中使用了木槌替代机器;同时，粗碎和中碎过程中使用A4纸解决样品黏着性问题，在清洗球磨机时使用干砂土和5%～10%草酸溶液擦洗的方法能较好地去除黏着在研磨罐和磨球上的细微颗粒物。以上大洋多金属结核样品制备的方法既能避免引入其他的污染金属元素，又能解决黏着性，避免样品间的相互玷污。

关键词

大洋多金属结核;样品制备;金属元素污染;黏着性

中图分类号： P736.3                     文献标识码： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457 . 2020 . 14 . 91

Abstract

The special characteristics of sample preparation of oceanic polymetallic nodules are determined by the presence of various valuable metallic elements and the large adhesion. According to the requirements in 22.2.1.1 of GB/T 17229 -- 1998 "regulations for mineral exploration of oceanic polymetallic nodules"， metal tools are forbidden in sample processing. In order to avoid the metal pollution caused by the use of crushing machine in the process of coarse and medium crushing， mallet was used to replace the machine in the process of sample making. Meanwhile， A4 size paper is used in the process of coarse crushing and medium crushing to solve the problem of sample adhesion. The method of cleaning ball mill with dry sand and 5%～10% oxalic acid solution can better remove the fine particles stuck on the grinding pot and grinding ball. The above method of sample preparation of ocean polymetallic nodules can not only avoid the introduction of other polluting metal elements， but also solve the problem of adhesion and avoid the mutual contamination between samples.

Key words

Oceanic polymetallic nodules; Sample preparation;Metallic contamination; Viscosity

隨着工业的持续性发展和陆地矿产资源的迅速消耗，人类对从海洋中提取有价金属的兴趣越来越大，因此越来越多科学家将注意力转向了大洋多金属结核的开发和研究中。通过查阅文献资料，发现目前国内外对大洋多金属结核的研究主要集中在多金属结核的分布及富集规律、物质成分、内部结构、形成机制[1]、大洋多金属结核的冶炼工艺[2]等等;而在大洋多金属结核样品制备方面的研究极其少见。本文探究的重点是大洋多金属结核样品的制备方法，希望能为各实验室中制备大洋多金属结核样品提供方法借鉴。

大洋多金属结核（又称锰结核或铁锰结核）是一种洋底自生沉积矿物集合体，其富含铁、锰，同时还含有铜、镍、钴以及钼、钒、锌、钨、钛、稀土、贵金属等有价元素[3]。根据GB/T 17229—1998《大洋多金属结核矿产勘查规程》中22.2.1.1中的要求，样品处理中禁用金属工具。因为在样品处理中若使用了金属工具，会引入污染的金属元素，对主要金属（Mn、Fe、Cu、Co、Ni）含量测定等造成较大的影响;同时，天然结核含有黏性海泥[4]，具有较大的黏着性，破碎时容易黏附于机器上，难以清理干净。正因为大洋多金属结核含有各种有价金属元素和较大的黏着性，决定了大洋多金属结核样品制备的特殊性。通过在制样过程中使用木槌替代碎样机器，能避免粗碎和中碎时使用机器带来的金属污染;同时，粗碎和中碎过程中使用A4纸能解决样品黏着性问题，在清洗球磨机时使用干砂土和5%～10%草酸溶液擦洗的方法能较好地去除黏着在研磨罐和磨球上的细微颗粒物。

1 样品制备的仪器设备与主要流程

（1）仪器设备：木槌，A4纸张（或A3纸张），4mm和1mm的筛子，毛刷，行星式球磨机，干砂土，5%～10%的草酸溶液，清水和烘箱。

（2）样品制备流程：在进行样品制备前，首先要将样品烘干。样品制备主要有三个过程：粗碎、中碎、细碎，其中每个过程又基本包含破碎、过筛、混匀和缩分等流程。按照GB/T 17229—1998《大洋多金属结核矿产勘查规程》中的相关要求，最终提供没污染、具有代表性、适合分析的子样。