樣品的采集與制備是礦物加工試驗研究和生產(chǎn)過(guò)程中的一項經(jīng)常性的工作，是檢測生產(chǎn)指標、衡量產(chǎn)品質(zhì)量和銷(xiāo)售價(jià)格的基礎。如果礦石采樣不具有代表性，那么后續的一切工作都是白瞎！
一、采樣的基本概念
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子樣通常是指采樣過(guò)程中某一批次或者某一位置采集的個(gè)別試樣或局部試樣，是同一樣品的一個(gè)組成部分?；蛘哒f(shuō)，子樣就是使用采樣工具或采樣機械操作一次所采集的一份樣品。
子樣的采集必須符合一定的要求，而不能隨意采取一個(gè)樣就稱(chēng)為子樣。例如，每次的采樣量、采樣點(diǎn)的位置、采樣工具的種類(lèi)和規格等必須符合采樣要求。
總樣是指一個(gè)采樣單元或采樣過(guò)程中所有同類(lèi)型子樣組成的綜合樣品，總樣的性質(zhì)和特征指標應該能夠代表該物料或產(chǎn)品的整體性質(zhì)和特征指標。
例如，在選礦廠(chǎng)日常生產(chǎn)檢查過(guò)程中，通常要按一定的采樣方法和時(shí)間間隔采取精礦樣品，進(jìn)行精礦品位分析，則每個(gè)采樣時(shí)間點(diǎn)所采集的試樣即可稱(chēng)為子樣，而每個(gè)班采集的所有精礦樣品混勻后即可作為本班精礦品位分析的總樣。
需要指出的是，子樣和總樣的概念是相對于某一具體的采樣過(guò)程和采樣目的而言的。如果采樣過(guò)程和采樣目的發(fā)生變化，則某一局部的總樣也可能轉變?yōu)榱硪粋€(gè)采樣過(guò)程的子樣。例如，如果將全天每個(gè)班所采取的精礦綜合樣合并作為全天平均精礦品位的分析樣，則每班的總樣實(shí)際上成為當日平均品位分析樣的子樣。
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樣品的代表性是指所采集的部分試樣與所研究的對象（原始物料）在整體性質(zhì)上的一致性，也就是指試樣的某一特征指標的測定值與該研究對象特征指標真實(shí)值相符合的程度。
就礦石樣品而言，具有代表性的樣品就是指所采集的試樣的性質(zhì)能夠代表該礦石的整體性質(zhì)。對于不同的研究對象或樣品類(lèi)型來(lái)說(shuō)，樣品代表性的內涵也不盡相同，或者說(shuō)樣品代表性的側重點(diǎn)是不同的。
對于用于選礦工藝研究的原礦樣品而言，要求所采集的試樣能夠代表原礦的可選性，即能夠代表所有與選礦工藝有關(guān)的性質(zhì)。
對于精礦產(chǎn)品而言，要求所采集的試樣能夠代表精礦的品位；
而對于選礦生產(chǎn)過(guò)程的中間樣品而言，除了物質(zhì)組成的代表性以外，還要求試樣能夠體現相應的工藝性能參數，如粒度組成、礦漿濃度等。
如果按一定的采樣方法能夠從精礦礦車(chē)上采集到少量具有代表性的樣品，則可通過(guò)對所采集的部分樣品的化驗結果來(lái)表示該車(chē)精礦的平均品位。然而，利用所采集的部分試樣的性質(zhì)和指標來(lái)表征該物料的總體性質(zhì)和指標，總是存在一定的誤差。
對樣品代表性的要求就是要采用科學(xué)的采樣方法把這種誤差降低到可以接受的范圍，或者說(shuō)，盡可能降低這種誤差。
試樣某一特征指標的測定值與所對應物料該項指標的真實(shí)值之間的誤差來(lái)源可能包括：采樣誤差、制樣誤差和檢測誤差，它們對試樣測定結果均有影響。因而，必須從降低采樣、制樣、檢測各階段誤差人手。
就隨機誤差而言，采樣階段的誤差遠大于制樣和檢測階段的誤差。在采樣誤差中，子樣采取的誤差最為重要，它可能是由取樣操作，也可能是由取樣對象局部的數量或性質(zhì)波動(dòng)引起的。物料性質(zhì)的波動(dòng)有長(cháng)期性或周期性的，也有短暫的、隨機性的。隨機誤差是不可避免的，但可以通過(guò)提高采樣、制樣、化驗技術(shù)，增加子樣份數等措施，來(lái)縮減其影響。而對非隨機性的系統誤差和過(guò)失誤差在試樣采取過(guò)程中必須盡力避免。
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采樣（也稱(chēng)為取樣）是指按規定方法從被研究對象的大批物料中采集出少量具有代表性試樣的過(guò)程?？梢詫⒉蓸佣x為：應用科學(xué)的方法，從大批物料中采集該物料的一部分具有代表性試樣的過(guò)程。
代表性試樣的采集是地質(zhì)勘探、礦床開(kāi)采、選礦試驗、選礦廠(chǎng)設計和選礦生產(chǎn)流程考查的基礎，是礦床評價(jià)、選礦試驗研究等工作的重要組成部分，是提供可靠的檢測、試驗數據的基礎。
因此，要求采集的試樣性質(zhì)能夠代表研究對象總體的性質(zhì)，即要求試樣的物理、化學(xué)性質(zhì)（例如：化學(xué)成分、礦物組成、元素賦存狀態(tài)、礦物嵌布粒度、礦石結構構造、礦石密度、含泥量等）與總體樣品保持一致。然而，由于礦石本身組成的不均勻性和生產(chǎn)過(guò)程的波動(dòng)性以及采樣時(shí)存在的隨機誤差，因此，必須針對具體的采樣對象制定科學(xué)的采樣方法。
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制樣是根據試驗研究或分析檢測的需要，對所采集的試樣進(jìn)一步加工處理的過(guò)程。通常是采用粉碎、混勻、縮分等方法，從所采集的試樣中分離出少量具有代表性的單項試驗樣或檢測樣的過(guò)程。
制樣的主要目的是從大批量的試樣中分離出少量有代表性的樣品進(jìn)行試驗或檢測，以減少試驗和分析處理的樣品數量，提高試驗和分析效率。對樣品制備的基本要求是，保證最后所制備的樣品與原始物料在物質(zhì)成分上和工藝性質(zhì)上相吻合。
二、樣品種類(lèi)及采樣要求
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樣品采集與制備的基本要求是，選擇正確的取樣方法，在允許誤差范圍內采出具有充分代表性的試樣，保證最后所制備的樣品與原始物料在物質(zhì)成分上和工藝性質(zhì)上相吻合。也就是說(shuō)，在試驗研究過(guò)程中始終保持單項檢測樣-試樣-原始物料之間在成分和性質(zhì)上的一致性，始終保持檢測樣和試樣對原始物料的代表性。具體來(lái)講，對樣品采集和制備工作的基本要求是：
?。?）采集和制備的試樣在成分和性質(zhì)上要有足夠的代表性，應保持原物料的一些基本特性（例如：密度、組分含量和可選性等）。
?。?）在數量上應滿(mǎn)足試驗和檢測的要求。
?。?）在滿(mǎn)足上述要求的前提下，應避免盲目多采多制，以減少采樣工作量及后續試驗工作的工作量，提高試驗工作效率。
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1、樣品的種類(lèi)
根據試驗研究的任務(wù)不同，試驗樣品可分為分析試樣和工藝試樣兩大類(lèi)。
?。?/strong>1）分析試樣
分析試樣是供測定物料的性質(zhì)使用的，主要包括：工藝礦物學(xué)試樣、化學(xué)分析試樣、粒度分析試樣、水分試樣、礦漿濃度試樣、礦漿酸堿度試樣等。
工藝礦物學(xué)試樣：主要用于研究礦石或選礦產(chǎn)品的物質(zhì)組成、元素的賦存狀態(tài)、礦石的結構構造、有用礦物和脈石礦物的嵌布特性、礦物的解離性等性質(zhì)，為選礦工藝方法的選擇、選別流程的擬定以及工藝故障的分析等提供基礎資料。
化學(xué)分析試樣：主要用于測定原礦或選礦產(chǎn)品中有用組分和有害雜質(zhì)的含量。
粒度分析試樣：主要用來(lái)確定原礦或選礦產(chǎn)品的粒度組成，可從原礦、破碎和磨礦產(chǎn)品、篩分和分級產(chǎn)品以及選礦產(chǎn)品中采取。
水分試樣：主要用于測定原礦或最終選礦產(chǎn)品的水分，可取自原礦、過(guò)濾機濾餅、干燥機產(chǎn)物和出廠(chǎng)的精礦等。
礦漿濃度試樣：主要是用來(lái)檢查各種產(chǎn)品（磨礦機排礦、分級機和旋流器的溢流、各選別作業(yè)的產(chǎn)品、濃縮機和過(guò)濾機的給礦）的濃度，以便進(jìn)行工藝過(guò)程的控制和礦漿流程的計算。
礦漿酸堿度試樣：主要是用來(lái)檢查礦漿pH值的大小，測定結果主要用于監測浮選過(guò)程的介質(zhì)條件。
?。?/strong>2）工藝試樣
凡是為礦床評價(jià)、礦石可選性研究、選礦流程試驗、選礦廠(chǎng)生產(chǎn)流程考查等綜合性試驗研究所準備的礦樣，統稱(chēng)為工藝試樣。
根據試驗研究目的不同，可將工藝試樣劃分為礦石可選性研究試樣、實(shí)驗室流程試樣、工業(yè)試樣等。
2、不同類(lèi)型樣品的采樣要求
選礦試驗一般可分為礦石可選性試驗、實(shí)驗室流程試驗和工業(yè)試驗，以及某項新技術(shù)、新工藝飛新設備、新藥劑、新材料的專(zhuān)題選礦試驗。選礦試驗對礦樣的要求，主要取決于選礦試驗的目的、任務(wù)、規模和礦石性質(zhì)的復雜程度。盡管對采樣都要求取得具有代表性礦樣，但是，根據實(shí)際需要、采樣條件、選礦試驗的階段性和研究的深度，對采樣的要求往往也不盡相同。
?。?/strong>1）礦石可選性試驗對采樣的要求
礦石可選性試驗的目的在于對礦床開(kāi)采可行性和礦石可選性進(jìn)行初步評價(jià)，有時(shí)又細分為礦床開(kāi)采可行性試驗和礦石可選性試驗。
礦床開(kāi)采可行性試驗，是在礦產(chǎn)普查勘探早期對不同自然類(lèi)型、不同品級的礦樣進(jìn)行選礦試驗研究，一般是由地質(zhì)部門(mén)組織進(jìn)行的。其目的是進(jìn)一步為劃分礦石自然類(lèi)型和工業(yè)類(lèi)型提供基本資料，確定礦床是否具有工業(yè)利用價(jià)值。
對礦床開(kāi)采可行性試驗礦樣，要求能反映出主礦體和主要自然類(lèi)型礦石的品級、主要組分含量、礦物物相組成、礦石結構構造、嵌布特征以及泥化、氧化、可溶性鹽類(lèi)的含量等。
礦石可選性試驗的目的在于探索適宜的選礦工藝方法，初步確定可能的選礦技術(shù)指標。
礦石可選性試驗對采樣的主要要求如下：
?、賾獙ΦV床內不同自然類(lèi)型或品級的礦石采取不同類(lèi)型礦樣；在進(jìn)行詳細的礦石可選性試驗研究時(shí)，可按各類(lèi)型的儲量比例，采取混合樣。
?、诓扇〉牡V樣應能代表全礦床平均地質(zhì)品位、有益和有害組分的含量，應能反映礦石的礦物組成、結構構造、物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)等全部特征。
?、蹏鷰r、夾石及其比例應與該礦床相近。
?、墚斶吔缙肺簧形创_定時(shí)，應單獨采取低品位礦樣；礦床中原生礦與氧化礦尚未劃清時(shí)，應在不同地段和區間采樣；深部礦石和淺部礦石性質(zhì)差異較大時(shí)，應分別采樣。
?。?/strong>2）實(shí)驗室流程試驗對采樣的要求
實(shí)驗室流程試驗的目的在于確定礦石的選礦工藝方法、工藝流程和選礦指標，一般包括小型試驗和擴大連續試驗。
小型實(shí)驗室試驗是采用非連續的試驗設備，輔以人工串聯(lián)和銜接來(lái)實(shí)現流程試驗的，流程平衡是人為的“靜態(tài)平衡”。其試驗結果隨機性較大，模擬程度較低。
實(shí)驗室擴大連續試驗是以小型試驗為基礎，在試驗單位的連續設備上或中間試驗廠(chǎng)進(jìn)行。實(shí)驗室擴大連續試驗的目的是驗證小型試驗的結果和解決小型試驗所不能取得的有關(guān)數據和資料。試驗因素、操作條件和技術(shù)指標都是在“動(dòng)態(tài)平衡”中體現出來(lái)的，過(guò)程的連續性類(lèi)似生產(chǎn)狀態(tài)，試驗結果相對比較可靠，具有一定的模擬性。
在實(shí)驗室流程試驗階段，主要是針對工業(yè)開(kāi)采的實(shí)際情況而組成的混合礦樣進(jìn)行試驗，以獲得全礦床或一定開(kāi)采范圍內、一定開(kāi)采年限內采出礦石的統一選礦工藝流程和技術(shù)經(jīng)濟指標。實(shí)驗室流程試驗對采樣的要求如下：
?、佼敳煌?lèi)型和品級的礦石需要分采時(shí)，則要按不同的分采范圍，分別采取各自的代表性混合樣，分別進(jìn)行試驗。不能分采時(shí)，則可按各類(lèi)型、各品級礦石的比例采取混合樣。
?、诘V樣應代表開(kāi)采范圍內礦石的化學(xué)成分、礦物組成、礦物共生關(guān)系、礦物嵌布粒度以及礦石物理、化學(xué)性質(zhì)。
?、蹍⒄諏?shí)際開(kāi)采條件，采取一定量的與礦體接觸的頂、底板近礦圍巖和礦體內的各種夾石，其數量應按開(kāi)采設計的廢石混人率而定，通常露天采礦為5%-10%，坑內采礦為15%-25%。
?、墚斣诘V體及近礦圍巖和夾石中發(fā)現伴生有回收價(jià)值的稀散元素、貴金屬時(shí)，應在詳細研究這些元素的賦存狀態(tài)和空間分布的基礎上，采取代表性礦樣，進(jìn)行綜合回收試驗。
?、莞鶕?shí)驗室破碎設備的規格，礦樣的最大塊度一般小于150mm。
?、薨吹V石類(lèi)型的不同，分別采取具有代表性的巖礦鑒定標本-礦石標本、頂底板圍巖標本和夾石標本，供工藝礦物學(xué)定性研究用。每種標本應取2-3塊以上，規格約100mm×60mm。
?。?/strong>3）工業(yè)試驗對采樣的要求
工業(yè)試驗是以小型試驗或擴大連續試驗為基礎，在專(zhuān)門(mén)建立的半工業(yè)試驗車(chē)間或試驗工廠(chǎng)中進(jìn)行。工業(yè)試驗的目的是為處理復雜難選礦石的大、中型選礦廠(chǎng)設計提供技術(shù)數據，獲得在實(shí)驗室條件下無(wú)法查明和難以確定的參數，并在準生產(chǎn)正常狀態(tài)下取得必要的技術(shù)經(jīng)濟參數，作為選礦廠(chǎng)設計和工業(yè)生產(chǎn)的依據。由于其設備配套，處理能力大，能長(cháng)時(shí)間連續穩定運轉，因而試驗結果更接近于工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際。
工業(yè)試驗礦樣應能代表開(kāi)采區內或首采區內采出的礦石性質(zhì)，其采樣要求是：礦樣性質(zhì)應與選礦工藝流程試驗用的礦樣相同，礦樣數量應滿(mǎn)足試驗規模和預定運行時(shí)間的需要；由于試驗需要的礦樣數量大，采樣前做好采樣設計，采樣時(shí)要注意進(jìn)行化學(xué)成分分析，掌握礦石品位的變化。
三、樣品的數量
?。ㄒ唬┰嚇幼钚”匦栀|(zhì)量的確定
試樣最小必需質(zhì)量指的是為了保證一定粒度的散粒狀試樣的代表性所必需采取的最小試樣質(zhì)量。必須注意的是，在取樣過(guò)程中，試樣最小必需質(zhì)量指的是總樣（平均試樣）量而不是子樣量；在試樣縮分過(guò)程中，試樣最小必需質(zhì)量則是指每一份試驗樣量或檢測樣量。
原礦的礦體、生產(chǎn)過(guò)程的各種料流以及靜置的各種料堆，是選礦工藝試驗經(jīng)常遇到的研究對象。在試驗研究過(guò)程中，不可能也不允許將被研究的對象全部進(jìn)行試驗，而只能從其中采取少量具有代表性的樣品作為具體的研究對象。但是，對具體待研究對象（總體）而言，其局部的物質(zhì)組成及性質(zhì)往往隨空間（礦體、料堆）和時(shí)間（料流）而變化。
因而，為了獲取代表性試樣，對于空間分布不均勻的礦體或靜置料堆而言，就必須在三維空間多點(diǎn)采集子樣；對于隨時(shí)間波動(dòng)的料流而言，就必須在具備采樣條件的某一采樣點(diǎn)反復多次地采集子樣。然后，按規定將多個(gè)子樣組合成一個(gè)試樣（總樣或樣本），最后從試樣中縮取檢測樣或單項試驗樣。
為保證試樣的代表性，需要確定滿(mǎn)足試樣代表性所必需的最小試樣質(zhì)量，即試樣最小必需質(zhì)量。試樣采集過(guò)多不但樣品采制困難，研究時(shí)也很不方便，采集過(guò)少則無(wú)法保證礦物試樣的代表性。從礦石樣品的性質(zhì)來(lái)看，試樣最小必需質(zhì)量主要與物料的粒度、礦物嵌布特性和礦石品位有關(guān)，尤其是與物料的粒度及其分布均勻性關(guān)系密切，物料的粒度越細，其分布均勻性就越好。因此，為了保證樣品的代表性，必須保證采集到足夠的顆粒數。
?。ǘ┰嚇颖匦栀|(zhì)量
試樣的必須質(zhì)量是指在滿(mǎn)足試樣代表性所需要的最小試樣量的基礎上，為了完成某一項具體的試驗項目或檢測項目所需要的樣品質(zhì)量。試樣的必須質(zhì)量與取樣目的和試樣的加工試驗程序有關(guān)。例如用做化學(xué)分析的試樣質(zhì)量一般為10-500g（包括副樣）；篩析試樣為25g（礦石粒度在0.1mm以下）至20kg（礦石粒度為20mm），供可選性研究的試樣則由幾百公斤到幾噸。因此，在具體的試驗研究過(guò)程中，應根據試驗和檢測的需要，確定適宜的試樣必需質(zhì)量。
?。ㄈ┻x礦試驗對礦樣質(zhì)量的要求
各個(gè)階段的選礦試驗所需礦樣質(zhì)量取決于試驗規模、礦石性質(zhì)、選礦方法、工藝流程的復雜程度、試驗設備能力和試驗連續時(shí)間等因素。
浮選試驗的主要目的是尋找最優(yōu)浮選工藝條件，故可根據選別循環(huán)數和每個(gè)循環(huán)所需考查的工藝因素的數目來(lái)估計試驗工作量。若為簡(jiǎn)單的單金屬礦并采用單一的流程方案時(shí)，則包括預先試驗、條件試驗和流程試驗在內，單元試驗的個(gè)數一般不會(huì )超過(guò)100個(gè)。
若所用浮選機規格為3L，則每一單元試驗用樣量一般為1kg，100個(gè)試驗即需要100kg試樣，且要考慮備樣。
重選試驗的主要工作是流程試驗。每一次流程試驗用樣量與入選粒度、設備規格和流程的復雜程度有關(guān)。用小型的實(shí)驗室設備時(shí)，每一次流程試驗約需試樣50-200kg；用半工業(yè)試驗設備時(shí)，每一次流程試驗用樣至少為500kg，流程復雜時(shí)，可達到1-2t；若所得重選粗精礦尚需采用各種聯(lián)合流程進(jìn)行精選試驗，則還必須保證所得粗精礦質(zhì)量足以滿(mǎn)足下一步試驗的需要。若需要做粒度分析和重介質(zhì)選礦試驗時(shí)，則可根據最小必需質(zhì)量公式單獨計算其試樣質(zhì)量。
濕式磁選入選粒度與浮選相近，但試驗工作量一般比浮選試驗少，因而所需試樣總量通常也比浮選少。焙燒磁選試驗用樣量則與浮選相近。干式磁選入選粒度較粗，為了保證試樣的代表性，每一單元試驗所需的試樣量比濕式磁選大，試驗工作量則與濕式磁選相近。
實(shí)驗室擴大連續性試驗或半工業(yè)試驗用樣量可根據試驗規模和試驗延續時(shí)間估算。試驗延續時(shí)間則與試驗方案數及流程復雜程度有關(guān)。試樣總量一般應相當于試驗設備連續運轉15-60個(gè)班所處理的礦量。
工業(yè)試驗用樣量同樣取決于試驗規模和延續時(shí)間，試驗延續時(shí)間隨試驗任務(wù)的不同而差別很大，沒(méi)有統一的規定。
具體的礦樣質(zhì)量要求由試驗單位提出。在確定礦樣的采樣量和縮分可能性時(shí)應考慮下列因素：
?、俚V石中有益組分平均品位愈高，在礦石中分布愈均勻，需要可靠的礦樣原始質(zhì)量就愈少；礦石的品位愈低，化學(xué)分析的允許絕對誤差愈小，原始質(zhì)量也就應當愈大。
?、谟杏玫V物中有益組分的品位與礦石中有益組分的平均品位之比的數值愈大，礦樣的原始質(zhì)量也就應該愈大。
?、鄣V石中有用礦物的嵌布顆粒愈大，則顆粒數愈少，每次縮分產(chǎn)生誤差的可能性愈大，則可靠的礦樣原始質(zhì)量就要愈多。有用礦物的密度愈大，在縮分過(guò)程中對礦樣品位變化的影響也就愈大，需要的礦樣原始質(zhì)量就愈多。
?、芤蟮V樣的塊度或者粒度愈大（例如采用大塊預選、粗粒拋尾），需要的礦樣原始質(zhì)量就愈多。
要求礦樣的原始質(zhì)量愈大，則采樣、制樣加工過(guò)程就愈復雜、愈不經(jīng)濟。所以，礦樣質(zhì)量要求應適宜，避免浪費礦樣。一般情況下，可選性試驗礦樣的原始采集質(zhì)量為最終需要礦樣量的2倍。半工業(yè)或工業(yè)試驗礦樣的原始質(zhì)量等于最終需要的礦樣質(zhì)量。有時(shí)，在特殊情況下，冶煉要求提供數量較多的某些精礦時(shí)，則通過(guò)精礦產(chǎn)品的產(chǎn)率和品位計算適宜的礦樣原始質(zhì)量。
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