摘要：岩矿测试工作可以预测矿产产品质量，有助于提升矿山企业的经济效益。社会不断发展，对岩矿测试工作要求不断提高，采用更新、更有效的测试技术势在必行。离子色谱技术在岩矿测试中应用具有选择性强、效率高、灵敏度高、可实现分组测试等优势，因此在岩矿测试中的应用愈加广泛。基于此，本文首先对离子色谱技术含义进行分析，阐述现行主流的离子色谱技术，最后探究离子色谱技术在岩矿测试中的应用。
关键词：离子色谱技术；岩矿测试；应用
引言
随着我国社会经济不断发展，社会生产对矿产产品的需求量越来越高。在矿产资源开采、生产中，岩矿测试工作十分重要。这是因为岩矿中涵盖了多种有毒有害物质，如氟、氯、阴离子超标等物质，一旦岩矿测试工作不完善，对这些内含有毒有害岩矿进行冶炼，会生成大量有毒有害气体，影响自然环境生态平衡，同时也会威胁到人体健康。因此，必须要全面做好岩矿的测试工作，保证测试结果准确性。当今有很多岩矿测试检测法，但大部分测试技术都无法保证测试结果精度或无法量化检测，而离子色谱技术可以有效检测岩矿中的有害物质总量，可靠性、效率性更高。
1.离子色谱技术概念
离子色谱技术主要是利用色谱测定离子型物质的一种方法。作为液相色谱的一个分支检测技术，其主要分析对象是无机阴离子等混合物。离子色谱技术产生于上世纪70年代，经过了50年的发展，该项技术已经十分成熟。其主要优势表现在：
（1）效率高。可以在10min之内完成常见阴离子、常见阳离子。配合使用高效分离柱，分析时间可以缩短到3min以内。
（2）灵敏度高。直接对检测对象检查即可达到ppb级，配合使用浓缩柱可以达到ppt级。
（3）选择性强。液相色谱技术在几十年发展中已经有了很多成熟固定相和选择性检测器。
（4）多组分同时测定。可以同时展开多种离子化合物的测定工作，相比传统的检测技术，离子色谱技术可以在短时间内完成样品多成分检测。
（5）该项技术使用中无须采用特殊试剂，使用成本响度较低。
2.离子色谱相关技术分析
2.1HPIC
HPIC是指离子交换技术，对树脂上可离解离子和流动相相同电荷离子进行交换。样品离子会在短时间内附着到固定相的固定电荷上。样品离子对固定相亲和力存在差异，所以样品中的不同组分分离是主要分离方式，可以实现亲水阴、阳离子分离。
结合HPIC运行定理，树脂上可离解离子与流动相相同电荷离子进行可逆交换，相同的交换剂与不同离子的亲和力不同，实现离子分离。HPIC色谱可以保留弱阴离子，包括F-、一元羧酸、一价无机阴离子、弱离解组分（如CN-、HCO3-、S2-），还可以分离易极化无机阴离子，包括SCN-、I-、S2O32-、CLO4-，还包括含氧金属银离子，如WO42-、MoO42-、CrO42-以及多聚磷酸盐等。可以实现小分子有机酸的高精度检测分析[1]。
2.2HPIEC
HPIEC是指离子排阻色谱法，还可以细分Donnan排斥、空间排斥、吸附。在Donnan排斥过程中，可以将负电荷层的离子型化合物进行排斥离解，没有离解的化合物被吸附，吸附时间和有机酸基健长度有直接联系。在Donnan排斥或城中固定相不保留离解电解质，没有离解的化合物不会受到排斥作用，可进入到树脂孔中被保留，溶质、固定相非离子相互作用实现分离。空间排斥主要是作用于二元、三元羧酸分离，保留时间与样品分子大小有直接关联。
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2.3MPIC
MPIC是指离子对色谱，是指在上流动相中加入一定量与待分离的离子电荷相反的离子，将二者混合即可生成疏水性化合物。疏水型中性填料作为主要的固定相，可以采用十八烷基硅胶、苯乙烯树脂、C8硅胶等。离子单非极性端与树脂亲和力强，极性端亲水型腔，也就是—CH2—健越长，则固定相中的离子化合物保留时间就越长[2]。将有机溶剂快速加入到流动相中可以提高洗速率，主要作用于金属络合物、阴离子、多种胺类分离，同时可以起到阴阳离子类表面活剂的分离作用。
3.离子色谱技术在岩矿测试中的应用
3.1无机阴离子测试
离子色谱技术主要是对阴离子进行分析，如今离子色谱法可以检测出60多种无机阴离子。在无机阴离子分析当中，首先要将样品做好处理；其次是选择相应的分离检测方法；最后确定色谱条件。低浓度NaHCO3和Na2CO3用作电导检测离子色谱法的淋洗液，改变淋洗液强度、选择性只需要对HCO3-值调整即可实现，该方法在岩矿阴离子测试中应用十分广泛。在水样分析过程中，样品处理更加便捷，先用过滤器去除粒状物，之后稀释后即可测定。但是在岩矿测试中，要先进行酸碱预处理工作，试样转变为溶液时也会产生大量溶剂离子。如果将溶液直接进行测试则难以保证精度，这就必须要提前消除基体组分减少干扰问题。在岩矿预处理中，板溶法在岩矿测试中适应性更强。先用50-100℃水提取试样中的可溶成分，利用超声波清洗装置在15min左右即可满足提取要求。也可以采用10-3~10-1mol/L的盐溶液提取氮氧离子、氧化硫离子，三次提取的纯度可以达到90%以上[3]。
在岩矿试样检测当中，可以采用电导检测器获取岩矿中的阴离子，还可以通过非抑制离子色谱法、紫外线收检测方检测氯离子和氮氧离子。安培检测法法也可以检测到岩矿中的卤族离子。
3.2无机阳离子测试
离子色谱检测技术可以有效对碱金属、碱土金属进行测试。几十年发展中，分离柱、色谱仪、检测器不断完善，无机阳离子测试范围已经覆盖到了金属方面。近些年，国内外普遍采用反应-可见光度检测方法对过渡金属离子进行检测，也有部分机构采用原子吸收光谱、电导法等检测。如在石英单矿物检测中，将试样先清洗烘干，之后加温到450-500℃的，保持30min，通过离子色谱即可测定矿物流体中的Li+、Na+、K+等阳离子[4]。可见，在一次进样检测中可以实现多个阳离子检测，相比传统的AAS法效率更高、取样更少。
离子色谱法还可以有效分离镧系金属，这是由于此类金属元素中包含了+3电荷，在水中可以形成非常强的水解作用，具备相似性质，而传统分离技术则无法达到高精度分离要求。采用有机螯合物将水化物中的水置换，和镧系金属元素反应产生络合物，而产生了较大的常数差，通过络合剂实现阳离子交换，分离出镧系金属元素，有助于提高岩矿测试精度，为判定痕量镧系金属元素浓度提供了有效手段，可以保证镧系金属矿藏勘探的精度。
结束语
综上所述，离子色谱法在岩矿测试中发挥着巨大的价值，作为一种非常有效的测试方法，具有非常大的发展潜力。同时，离子色谱法还在进一步改善中，未来会进一步扩大阴阳离子测试范围，开发出更加先进的检测仪器。因此，在岩矿测试中，要不断总结离子色谱法的应用经验，并在此基础上不断改进、创新，从而实现更高的价值。
参考文献
[1]余前英.浅析离子色谱技术在岩矿测试中的应用[J].黑龙江科技信息,2016(16):474-475.
[2]杨正良.离子色谱技术在岩矿测试中的应用[J].能源与环境,2017(4): 966-968.
[3]曹霞,王莹.离子色谱技术在岩矿测试中的应用[J].科技展望,2016,26 (29):100-101.
[4]吕伟,李通化.离子色谱技术在岩矿测试中的应用[J].岩矿测试,2012 (03):168-172.
论文作者:刘恒宝,刘嘉琦
论文发表刊物:《基层建设》2019年第29期
论文发表时间:2020/3/16
标签：离子论文; 色谱论文; 阴离子论文; 技术论文; 测试论文; 阳离子论文; 无机论文; 《基层建设》2019年第29期论文;