Способ рентгеноспектрального анализа

 

СПОСОБ РЕПТГЕНОСПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА, заключающийся в том, что одновременно проводят сплавление исследуемой пробы и образца сравнения, имеющего известные содержания анализируемых и мешающих элементов, с флюсом , измеряют интенсивности анали- : тических линий анализируемых элементов в исследуемой пробе и образце сравнения, определяют отношения соответствуквдих интенсивностей, коэффициенты возбуждения, поглощения и изменения массы пробы при сплавлении с учетом которых определяют концентрации анализируемых элементов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и экспрессное ти анализа, до сплавления исследуемую пробу и образец сравнения смешивают с тугоплавким порошкообразным веществом, не содержащим анализируемых элементов, измеряют интенсивность аналитической линии одного из элементов введенного вещества с энергией, достаточной для независи§ мости интенсивности его аналитической линии от размера частиц пробы , а коэффициент изменения массы пробы при сплавлении .определяют путем сравнения интенсивностей аналитической линии этого элемента введенного вещества до и после сплавления исследуемой пробы с флюссм.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ . СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК ьаа 1 3

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 349117?/18-25 (22) 15.19,82 (46) 07,03.84. Бюл. 9 9 (72) В,А ° Симаков и И.В. Сорокин (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт минерального . сырья (53) 539.1.06(088 ° 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 648890, кл. G 01 N 23/223 1975.

2. Афонин В.П., Гуничева Т.Н.

Рентгеноспектральный флуоресцентный анализ горных пород и минералов.

Новосибирск, Наука СО, 1977, с. 110-114 (прототип). (54)(57) СПОСОБ РЕН1ГЕНОСПЕК1РАЛЬНОГО АНАЛИЗА, заключающийся в том, что одновременно проводят сплавление исследуемой пробы и .образца сравнения, имеющего известные содержания анализируемых и мешакщих элементов, с флюсом, измеряют интенсивности аналитических линий анализируемых элементов в исследуемой пробе и образце

„.,SUÄÄ 297 А сравнения, определяют отношения соответствукщих интенсивностей, коэффициенты возбуждения, поглощения и изменения массы пробы при сплавлении, с учетом которых определяют концентрации анализируемых элементов, о т- л и ч а ю шийсятем, что, с целью повышения точности и экспрессности анализа, до сплавления исследуемую пробу и образец сравнения смешивают с тугоплавким порошкообразным веществом, не содержащим анализируемых элементов, измеряют интенсивность аналитической линки одного иэ элементов введенного вещества с энергией, достаточной для независимости интенсивности его аналити- ® ческой линки от размера частиц пробы, а коэффициент изменения массы пробы при сплавлении определяют путем сравнения интенсивностей аналитической линии этого элемента введенного вещества до и после сплавле- Я ния исследуемой пробы с флюсом.

1078297 (Пр/ ) 1K2 K3f концентрация анализируемого элемента в пробе; концентрация аиализируемого элемента в образце сравнения; интенсивность аналитической линии анализируемого элемента, находящегося в пробе; интенсивность аналитической линии анализируемого элемента, находящегося в образце .сравнения поправочный коэффициент возбуждения;

Cnnp p= где С ïð

Изобретение относится к области химических и физических исследований свойств веществ, в частности к рентгеноспектральному флуоресцентному анализу, и может быть использовано при разведке месторождений, на стадии технологических исследований обогатимости минерального сырья и извлечения из него полезных компонентов, а также при геохимических и минералогических исследованиях. 30

Известен способ рентгенофлуоресцентного анализа, заключающийся в том, что пробу облучают первичным потоком рентгеновского излучения и регистрируют потоки квантов коге- 15 рентно и некогерентио рассеянного характеристического излучения анода рентгеновской трубки, по результатам измерения на стандартных обра,зцах для каждого определяемого (анализируемого) элемента определяют поправочные коэффициенты, с учетом которых определяют искомые содержания (1), Однако этот способ недостаточно эффективен, поскольку не для всех материалов анода рентгеновской трубки при рентгеноспектральном аналиэе возможно получение интенсивных когерентных и некогерентных линий анода трубки, требуемых для определе- З0 ния анализируемых элементов, Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ (2) рентгеноспектрального анализа, заключающийся в том, что од- 35 новременно проводят сплавление исследуемой пробы и образца сравнения, имеющего известные содержания анализируемых и мешающих элементов, с флюсом, измеряют интенсивности ана- 40 литических линий анализируемых элементов в исследуемой пробе и образце сравнения, определяют отношения соответствующих интенсивностей, коэффициенты возбуждения, поглощения 45 и изменения массы пробы при сплавлении, с учетом которых определяют концентрации анализируемых элементов пробы исходя иэ выражения

К вЂ” поправочный коэффициент

2 поглощения;

К вЂ” поправочный коэффициент з изменения массы пробы при сплавлении, равный

К 1 2

И (<-ИП1)+й (1-ППг)

3 И И2 где Й - навеска пробы;

142 — навеска флюса;

ПП1 — потери при прокаливании пробы;

ПП2 - потери при прокаливании флюса.

Недостатками известного способа являются невысокие экспрессность и точность анализа, поскольку для определения концентрации анализируемых элементов необходимы дополнительные операции раздельного прокаливания пробы и флюса, условия которого не идентичны условиям сплавления.

Целью изобретения является повышение точности и экспрессности анализа, Поставленная цель достигается тем, что согласно способу рентгеноспектрального анализа, заключающемуся в том, что одновременно проводят сплавление исследуемой пробы и образца сравнения, имеющего известные содержания анализируемых и мешающих элементов, с флюсом, измеряют интенсивности аналитических лини . анали- зируемых элементов в исследуемой пробе и образце сравнения, определяют отношения соответствующих интенсивностей, коэффициенты возбуждения, поглощения и изменения массы пробы при сплавлении, с учетом которых определяют концентрации анализируемых элементов, до сплавления исследуемую пробу и образец сравнения смешивают с тугоплавким порошкообразным веществом, не содержащим анализируемых элементов, измеряют интенсивность аналитической линии одного из элементов введенного вещества с энергией, достаточной для независимости интенсивности его аналитической линии от размера частиц пробы, а коэффициент изменения массы пробы при сплавлении определяют путем сравнения интенсивностей аналитической линии этого элемента введенного вещества до и после сплавле- ния исследуемой пробы с флюсом.

Сущность предложенного способа заключается в следующем.

Предварительно исследуемую пробу и образец сравнения смешивают с тугоплавким порошкообразным веществом, не содержащим анализируемых элементов, и флюсом. Измеряют интенсивность аналитической линии одного из элементов введенного вещества, имеющего интенсивность аналитической линии, не зависящую от размера частиц

1078297 пробы. Для независимости интенсивности аналитической линии от крупности частиц пробы энергия этой линии должна быть большой. Затем полученную смесь и образец сравнения, содержащий известные концентрации анализируемых и мешающих элементов, смешанный с флюсом, сплавляют и измеряют от них интенсивности аналитических линий анализируемых элементов и интенсивность той же ана- 10 литической линии элемента введенного порошкообразного вещества, которую измеряли до сплавления пробы. Вычисляют отношения соответствующих интенсивностей аналитических линий элементов пробы и образца сравнения, поправочные коэффициенты возбуждения, поглощения и коэффициент изменения массы при сплавлении, причем последний путем сравнения интенсивностей аналитической линии элемента введенного вещества до и после сплавления. С учетом полученных коэффициентов, отношений интенсивностей аналитических линий анализируемых элементов и известных концентраций образца сравнения определяют концентрации анализируемых элементов пробы. пр- (пр / ) г з;

3 ф к= —

3 Д

35 где Э„ — интенсивность аналитической линии элемента введенного вещества в пробу до сплавления;

3 — интенсивность аналитичес2 кой линии элемента введенного вещества в пробу после сплавления; и„. — массовый коэффициент поглощения первичного излу- 45 чения в смеси вещества пробы, флюса и вводимого вещества до сплавления; к; — массовый коэффициент поглощения аналитической ли- 50 нии введенного вещества в той же смеси после сплавления; угол падения первичного рентгеновского излучениями 55 — угол отбора вторичного излучения. Пример. Берут 1 r порошкооб.разной пробы, измельченной до крупности 300 меш, добавляют 1 r порошкообразного вещества Ns>0< и 6 r флюса — метабората лития и смешивают в течение 5 мин в агатовой ступке.

Полученную смесь засыпают с уплотнением в металлическую чашечку, имеющую глубину 5 мм и диаметр 40 мм.

Помещают чашечку в кювету рентгеновского многоканального спектрометра

CPM-18 и измеряют интенсивность аналитической линии ИЬ (, при напряжении 25 кВ, токе 60tn A рентгеновской трубки БХБ-13 Р3 она равна 4265 имп/с, В качестве образца сравнения используют смесь стандартного образца состава СГД-1А в количестве 1 г и 1

NbzO . В смесь вводят 6 г флюса - метаоората лития. Далее берут по 5 г из каждой приготовленной смеси и каждую из них сплавляют в графитовых тиглях (диаметром 30 мм) в муфельной печи при 950 С в течение 5 мин. По-. лученные расплавы охлаждают до комнатной температуры и измеряк интеисивности аналитических линий:. Mg+,"

A1K, БЖ, КК ; СаК, TiK > FeK и дополнительно от расплава пробы измеряют интенсивность аналитической линии NbK@ которая равна 4377 имп/с.

По измеренным от расплавов пробы и образца сравнения интенсивностям аналитических линий анализируемых элементов определяют соответствующие отношения и отношение интенсивностей аналитической линии БЬК „ до и после сплавления пробы. Затем по известной методике определяют поправочные коэффициенты возбуждения и поглощения (К „ К2) . Определяют коэффициент изменения массы пробы при сплавлении К при р.„=+ è концентрации анализйруемых элементов исследуемой пробы.

Результаты анализа для известного и предлагаемого способа приведены в таблице.

Предложенный способ позволяет . повысить точность анализа за счет определения изменения массы пробы при сплавлении и повысить экспрессность. Время анализа предложенным способом значительно меньше, чем известным, где оно равно нескольким часам из-за того, что необходимо определить потери при прокаливании.

Кроме того, предложенный способ дешевле по сравнению с известным, поскольку позволяет использовать тигли из дешевых неинертпых материалов, например графита, для сплавления проб, содержащих элементы переменной валентности, как S, V Cr и др.

1078297 г

Известный способ

sxo

81К

MgO А1 Оз

МЧК А1К

335

561

Интенсивность от пробы

559

294

Отношение интенсивностейпробы и образца сравнения

0,8776 0,9966 1,0865 0,2691 0,9579 1,1313 1,400

1 0059 1,0035 1>0002 1,0039 0,9939 0,9920 1,0059

0,9917 0 9917 0,9917 0,9917

K1 ь,К

5 74

5,96 . 14,76 49,99 0,793 10,41 l 91 15,60

Ре з уль тат анализа

Предложенный способ

335 561

8752

Интенсивность от пробы

294 559

9509

0 8776 0,9966 lp0865 0,2691 0,9579 1,1313 1,400

5,74

Результат анализа

5 81 14 50 49, 12 0 779 10 18 1,87 . 15, 33

ВБИИПИ Заказ 936/36 Тираж 823 Подписное

ЮЮВФВ

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4

Анализируемые компоненты и аналитические линии

Интенсивность от образца сравнения

Аттестованные содержания компонентов в стандартном образце

Интенсивность от образца сравнения

Отношение интенсивностей пробы и образца сравнения

Аттестованные содержания компонентов в стандартном образце

1,0059

0,9744

К О Сао т1ог гО, КК,С СаК,С TiKM FeK d

8752 5871 27542 2003 139620

9509 1.580 26382 2266 195525

14,23 49,12 Юр669 10 20 1 82 15,33

5871 27542 2003 139620

1580 26382 2266 195525

1,0035 1,0002 1 0039 0,9939 0,9920 0,9796

0 9744 0,9744 0,9744 0,9744 0,9744. 0,9744

14,23 49,12 0,669 10,20 1,82 15,33