指的是用于自動前處理或輔助測定粉塵中游離二氧化硅(Free Silica, 主要為α-石英)含量的專用設備系統。其核心目標是替代傳統手工操作，提高檢測效率、重復性和安全性。

一、什么是游離二氧化硅?

游離二氧化硅(Free SiO?)：指未與其他元素化合、以結晶態(主要是α-石英)存在的二氧化硅。

危害：長期吸入含游離二氧化硅的粉塵可導致矽肺病(一種不可逆的職業性肺病)，因此各國對工作場所空氣中游離SiO?濃度有嚴格限值(如中國規定時間加權平均容許濃度為0.7 mg/m³)。

檢測必要性：礦山、隧道、鑄造、陶瓷、建材等行業必須定期監測作業環境粉塵中的游離SiO?含量。

二、傳統檢測方法的痛點

國家標準(如中國 GBZ/T 192.4—2007《工作場所空氣中粉塵測定 第4部分：游離二氧化硅》)推薦使用：

○焦磷酸法(化學法)：操作繁瑣、耗時長、強腐蝕性試劑;

○紅外分光光度法 或 X射線衍射法(XRD)：需對粉塵樣品進行前處理(如分離、制樣、壓片等)。

這些前處理步驟通常依賴人工，存在：

○操作復雜、重復性差;

○接觸有毒有害化學品(如焦磷酸);

○制樣不均影響紅外或XRD檢測精度。

三、全自動游離二氧化硅處理儀是什么?

它是一套集成化、自動化的樣品前處理系統，主要用于配合紅外或XRD法，自動完成粉塵中游離SiO?的分離、純化、制樣等流程。雖然不同廠商命名略有差異(如“全自動石英粉塵前處理系統”“智能游離二氧化硅制樣儀”等)，但核心功能一致。

典型功能包括：

○自動稱量粉塵樣品;

○自動添加試劑(如焦磷酸、鹽酸等)進行消解去除非硅雜質;

○自動控溫加熱與攪拌，模擬標準消解條件;

○自動過濾、洗滌、干燥殘留物(即富集的游離SiO?);

○自動壓片或混樣，制成適合紅外或XRD分析的樣品片;

○數據記錄與追溯，符合實驗室質量管理要求。

四、技術原理(以紅外法配套為例)

○粉塵樣品 → 經焦磷酸處理 → 去除碳酸鹽、金屬氧化物等干擾物;

○殘留物主要為游離SiO?(α-石英);

○將殘留物與溴化鉀(KBr)混合，壓制成透明薄片;

○用紅外光譜儀檢測α-石英在 800 cm?¹、780 cm?¹、694 cm?¹ 等特征吸收峰;

○通過標準曲線計算游離SiO?含量。

全自動處理儀就是把第1–3步甚至第4步自動化。

五、典型應用場景

○礦山企業職業衛生檢測站

○安全生產監督技術支撐機構

○第三方環境與職業健康檢測實驗室

○隧道工程、地鐵施工等高粉塵作業現場監測

六、優勢 vs 傳統手工法

與傳統的手工操作相比，全自動游離二氧化硅處理儀在多個方面展現出顯著優勢。首先，在安全性上，傳統方法需要實驗人員直接接觸焦磷酸、鹽酸等強腐蝕性試劑，并在高溫條件下長時間操作，存在較高的健康和安全風險;而全自動處理儀采用密閉系統運行，全程自動加液、加熱和處理，極大減少了人員暴露于危險化學品和高溫環境的機會。

其次，在效率方面，手工處理一個粉塵樣品通常需要2到4小時，且難以同時處理多個樣本;而全自動設備可實現批量進樣和連續作業，整體處理時間縮短50%以上，大幅提升實驗室通量。

在重復性和準確性上，手工操作高度依賴實驗人員的經驗和技術水平，容易因攪拌不均、加熱時間偏差或洗滌不徹底等因素引入人為誤差;全自動處理儀則通過標準化程序精確控制每一步反應條件，確保樣品處理的一致性，相對標準偏差(RSD)通常可控制在5%以內。

此外，全自動系統更符合現代實驗室的合規性要求。國家標準(如GBZ/T 192.4)對游離二氧化硅檢測的前處理步驟有嚴格規定，人工操作難以全程追溯;而自動化設備可記錄溫度、時間、試劑用量等關鍵參數，生成完整的電子日志，便于質量審核與數據溯源。

最后，在數據管理方面，傳統方式多依賴紙質記錄，易出錯且不便歸檔;全自動處理儀可自動生成結構化電子報告，并支持與實驗室信息管理系統(LIMS)對接，實現檢測流程的數字化與智能化。

七、注意事項

最終定量仍需依賴紅外光譜儀或XRD，處理儀本身不直接出結果;

需定期校準稱量、溫控、壓片等模塊;

不同粉塵基質(煤塵、巖塵、水泥塵)可能需調整程序。

全自動游離二氧化硅處理儀本質上是職業健康檢測領域的智能化前處理裝備，它將高危、繁瑣的手工操作轉化為安全、高效、標準的自動化流程，不僅提升了檢測數據的可靠性，更保護了檢測人員的健康。