Способ приготовления образцов для рентгеноспектрального анализа хлорсодержащих материалов

 

Использование: в аналитической химии. Сущность изобретения: способ включает измельчение , смешивание исследуемого материала со связующим и прессование смеси, предварительно проводят спекание анализируемого материала со смесью карбоната натрия, окиси магния и азотнокислого аммония при массе компонентов смеси, взятой в отношении к массе навески анализируемого материала 3,3-4,3; 2,3-3,0; 1,7-2,3 соответственно , при этом спекание проводят в две стадии, каждая из которых длительностью не менее 5 мин, при 200-230°С и 740-760°С, после чего спек охлаждают на воздухе. 1 ил., 5 табл. со С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 N 23/223,1/28

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

В ЕДОМ СТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ (21) 4924350/25 (22) 02.04.91 (46) 23,03,93, Бюл. ¹ 11 (71) Государственный научно-исследовательский институт цветных металлов (72) Е.В.Савина, Л.Д.Лифшиц, Т.П,Блащук, B,Ã,Êîñòèí, T.Ï.Ìaìóëoâà и М.В.Силачева (56) Huang W.Н., Yuhns W.D, "Sinultaneous

determination of fluorine and chlorine in

silicate rocks by eripide spectrofotometry

method."-Anal Chimica Acta, 1967, 37, р.508—

515.

Попова В.И. и др. Рентгеноспектральное определение примесей в содопродуктах, — Заводская лаборатория, 1979, т,45, № 8, с.711 — 712. (54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ОБРАЗЦОВ ДЛЯ РЕНТГЕНОСПЕКТРАЛЬНОГО

Изобретение относится к аналитической химии, и может быть использовано для приготовления образцов хлорсодержащих материалов при рентгеноспектральном анализе (РСА) промышленных и природных объектов. К образцу для рентгеноспектрального анализа предъявляются определенные требования: поверхность его должна быть плоской, без волнистости и каверн, образец должен быть гомогенным, чтобы получались воспроизводимые результаты, Целью изобретения является повышение точности анализа. Поставленная цель достигается тем, что, в способе приготовления образцов для рентгеноспектрального анализа хлорсодержащих материалов, включающий прессование образцов со связующим, согласно данному предложению, „... Ы„„1803842 Al

АНАЛИЗА ХЛОРСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ (57) Использование: в аналитической химии.

Сущность изобретения: способ включает измельчение, смешивание исследуемого материала со связующим и прессование смеси, предварительно проводят спекание анализируемого материала со смесью карбоната натрия, окиси магния и азотнокислого аммония при массе компонентов смеси, взятой в отношении к массе навески анализируемого материала 3,3 — 4,3; 2,3 — 3,0; 1,7 — 2,3 соответственно, при этом спекание проводят в две стадии, каждая из которых длительностью не менее 5 мин, при 200 — 230 С и 740-760 С, после чего спек охлаждают на воздухе, 1 ил., 5 табл. предварительно анализируемую пробу подвергают спеканию в смеси с карбонатом натрия, окисью магния и азотнокислым аммонием в их массовом соотношении к навеске пробы (3,3 — 4,3):(2,3 — 3,0):(1,7 — 2,3):1, и спекание ведут в две стадии с выдержкой при температуре 200 — 230 С не менее 5 мин, а затем при 740 — 760 С не менее 5 мин.

Следует отметить, что основным условием проведения анализа хлорсодержащих материалов является получение представительной пробы без потери хлора, В результате проведенных нами исследований было обнаружено, что спекание анализируемого образца со смесью заявляемого состава с последующей термообработкой при заявляемых режимах позволило получить пригодный, однофазный (по хлору) 00

О (л)

СО Э

1803842 образец для рентгеноспектрального анализа хлорсодержащих образцов без потерь хлора.

Как показали проведенные исследования, важную роль играет соотношение карбоната натрия, окиси магния и азотнокислого аммония к навеске образца.

Нарушение этого соотношения приводит к потерям хлора при спекании. Повышение температур стадии приводит к укрупнению частиц пробы, что резко снижает воспроизводимость результатов анализа по хлору, уменьшение температур к остановке реакции разложения азотнокислого аммония, Повышение температур li стадии приводит к припеканию части образца ко дну тигля, что приводит к потерям образца, что недопустимо.

Уменьшение температур приводит к тому, что обменные реакции не идут до конца.

Исследование химизма и механизма процесса в задачу, стоявшую перед исследователями, не входило.

Можно только лишь предположить, что заявляемый нами состав связующего при заявляемых нами условиях обеспечивает полное разрушение хлорсодержащих фаз и переход хлора в одну фазу при взаимодейСТВИИ С СОДОЙ.

Таким образом, можно сделать вывод, что только совокупность заявляемых признаков (состав смеси для спекания при определенных соотношениях и условия термообработки) позволяет успешно решить задачу получения однофазного представительного с удовлетворительным гранулометрическим составом образца.

Применение карбоната натрия, окиси магния, азотнокислого аммония в качестве смеси для спекания хлорсодержащих материалов исходя из их известных свойств в научно-технической и патентной литературе неизвестно.

Пример 1 (по заявляемому способу).

0,3 г пробы, содержащей разные соединения с хлором, смешивают в определенном порядке с 1,2 г карбонатом натрия, 0,8 r окиси магния и 0,6 г азотнокислого аммония (1;4;2,6:2,0).

Вначале 1,2 r карбоната натрия смешивают с 0,8 г окиси магния, одну треть этой смеси засыпают на дно тигля (тигли фарфоровые или алундовые), Всю навеску пробы первоначально смешивают с азотнокисловым аммонием, затем с одной третью смеси карбоната натрия и окиси магния. Полученную смесь загружают в тигель на подложку и засыпают оставшейся третью смеси карбоната натрия с окисью магния, Смесь с тиглем помещают в холодную муфельную печь и нагревают до температуры 210ОС, выдерживают 5 мин и затем нагревают до температуры 750 С, выдерживают 5 мин.

Вынимают и охлаждают на воздухе, добавляют в качестве связующего 0,6 r полистирола, перемешивают в фарфоровой чашке, прессуют в кольца. Проводят изме10 рения интенсивности линии KaCI на спектрометре VRA — 30, рассчитывают содержание хлора по эталонным пробам.

Пример 2 (по прототипу). Пробу (0,3 г) того же состава, что и в примере 1, запрессовывают на подложку из борной кислоты, Измерения интенсивности линии хлора проводятся в тех же условиях.

Результаты экспериментов по примерам 1 и 2 приведены в табл,1-4, 20 В табл.1 приведены результаты влияния количественного состава компонентов заявляемой плавильной смеси на результаты рентгеноспектрального определения хлора.

Полученные результаты показывают, что оп25 тимальные результаты определения хлора получаются при соотношениях карбоната натрия, окиси магния и азотнокислого аммония (3,3 — 4,3):(2,3 — 3,0):(1,7 — 2,3) соответственно.

30 При уменьшении карбоната натрия образец при нагревании теряет хлор, а при увеличении его часть образца припекается ко дну тигля, При уменьшении окиси магния образец, 35 так же как и при уменьшении карбоната натрия, теряет хлор, а его увеличение не вносит существенного влияния на результат, но существенно увеличивается объем образца, теряется чувствительность опре40 деления, что приводит к большим ошибкам в определении хлора, Уменьшение содержания азотнокислого аммония приводит к тому, что реакция перевода хлора в одну форму не проходит

45 до конца, увеличение его количества приводит к разбрызгиванию образца за счет бурного выделения окислов азота.

В табл.2 приведены результаты влияния режимов термообработки на результаты

50 рентгеноспектрального определения хлора.

Полученные результаты показывают, что оптимальные условия I стадии нагрева получаются в интервале 200 — 230 С при вы55 держке не менее 5 мин

При более низких температурах реакция разложения азотнокислого аммония не идет, окисление не происходит. При выдержке меньше 3 мин вся навеска азотнокислого аммония также не может разложиться.

1803842

Табл ица1

Влияние количественного состава заявляемой смеси для спекания на результаты рентгеноспектрального определения хлора

Температура I — 200 С

Температура II — 750 С

Кавеска — 300 мг

Выдержка — 5 мин

Содержание хлора в пробе 3,89 .

Состав смеси

Соотношение компонентов смеси

Содержание хлоаг 10

Примечание

Карбо- Окись

Азотно-кислый аммоний,г введено найденат нат ия,г магния,г но

4:3,3:2

1,2

1,00

0,60

1167 1024

Результат занижен

Опт. рез

Оптимальный результат

0,90

1,2

0,60

4:3:2

4:2,67:2

4:2,3;2

4:2;2

1167

1167

1167

1167

1,2

0,80

0,60

1098

1042

0,70

1,2

0,60

0,60

1,2

0,60

Реэ льтат занижен

Оптимальный режим!этапа: 200 — 230 С, выдержка 5-8 мин, Увеличение времени выдержки больше 10 мин на результатах анализа не сказывается, Увеличение температуры выше 230 С приводит к бурной реакции разложения азотнокислого аммония, что приводит к потерям образца (идет разбрызгивание). Оптимальные условия нагрева II стадии получаются в интервале 740 — 760 С с выдержкой не менее 5 мин. Уменьшение температур, по-видимому, не дает до конца проходить обменным реакциям, и результат оказывается заниженным. Увеличение температур приводит к тому, что образец припекается ко дну тигля, теряется образец, результат занижается. Уменьшение времени выдержки при оптимальных температурах приводит к тому, что обменные реакции не успевают пройти до конца, и не получается воспроизводимых результатов. Увеличение времени выдержки на результаты анализа не оказывает влияния, увеличивать время просто нерационально.

В табл.3 представлены результаты определения хлора в различных пробах при приготовлении образцов по предлагаемому способу и по прототипу.

В табл.4 приведены результаты определения хлора в пробах разного состава. В табл.5 в качестве примера приведены результаты рентгеноспектрального и химического определения меди и цинка.

Как видно из приведенных таблиц предлагаемый способ приготовления хлорсодер5

35 жащих материалов для рентгеноспектрального анализа даст положительные результаты при анализе материалов, содержащих хлориды, гипохлориты и хлораты и их смесей в различных пропорциях и позволяет значительно повысить точность анализа.

Заявляемый способ также обладает следующими преимуществами: способ применим к широкому классу хлорсодержащих неорганических материалов, минералов, возгонов, пылей, кеков и концентратов, продуктов хлоридной технологии извлечения меди, никеля, кобальта и т.д,; одновременно заявляемый способ позволяет определять медь, никель, железо, цинк, кобальт, свинец.

Формула изобретения

Способ приготовления образцов для рентгеноспектрал ьного анализа хло рсодержащих материалов, включающий измельчение и смешивание исследуемого материала со связующим и прессование смеси, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности анализа, предварительно проводят спекание анализируемого материала со смесью карбоната натрия, окиси магния и азотнокислого аммония при массе компонентов смеси, взятой в отношении к массе навески анализируемого материала 3,3-4,3:

2,3 — 3,0: 1,7 — 2,3 соответственно, при этом спекание проводят в две стадии, каждая из которых длительностью не менее 5 мин при

200 — 230 С и 740 — 760 С, после чего спек охлаждают на воздухе, 1803842

Продолжение табл. 1

Таблица2

Влияние режимов термообработки на результаты рентгеноспектрального определения хлора

Навеска — 300 мг

Навеска смеси карбоната натрия и окиси магния 2 г, навеска азотнокислого аммония 600 мг.

1803842

Продолжение табл. 2

Примечание

Содержание хлора, г.10-4

Режимы

Температура, С

Время,мин най ено вве ено

1043

240

750

1167

Результат занижен

200

680

983

1167

Результат занижен

200

750

1008

946

1167

1167

Результаты занижены

200

750

1153

1167

Оптимальные результаты

Результат занижен

Оптимальные результаты

10

1167

1167

1167

Таблица 3

Сопоставление результатов определения хлора в хлорсодержащих материалах предлагаемым способом и по прототипу

200

200

200

780

750

75.0

750

1167

1167

1167

1167

1167

1167

1167

1167

1167

998

1113

1172

1023

1143

1153

1146

1124

1118

Оптимальные результаты

Результат занижен

1803842

12

Продолжение табл, 3

Таблица 4

Определение хлора в различных продуктах

1803842

Продолжение табл,4

Определено хлора химическим

Данные PCA

¹¹

Фазовый состав найдено хлора, г 10 методом, г 10

117.6

1 12,2

42.0

39,6

61.2

62,5

32,4

33,4

36,4

37,0

37,2

39,2

44,2

42,7

33,2

Основная фаза хлорат+ хлорид

35,4

4,4

42,1

37,6

38,9

49,2

36,2

Основная фаза хлорид+ хлорат

Основная фаза хлорат+ хлорид

Основная фаза хлорид + хлорат

Основная фаза хлорат+ хлорид

46,6

34,2

70,0

20,8

71,9

23,6

17,6

20,4

38,0

36,4

Таблица 5

Кон ент а ия Cu, Кон ент а ия2п, Номер проРентгенов (из двух паРентгенов (из двух пахимич. химич. бы ал. ал, 56,8

2,50

2,44

57,5

55,6

2,57

56,5

2,38

2,06

57,5

57,0

2,21

55,0

56,4

54,9

1,94

1,86

1,89

56,4

57,2

3,34

56.2

3,73

3,55

56,7

57,0

57,8

1,71

2,20

2,08

57,3

57,6

58,8

1,60

1,70

1,60

57,6

59,2

60.3

4,10

4,34

4,19

51,1

52,2

48,1

2,26

2,34

2,28

58,7

59,0

59,7

2,48

2,48

2,22 55,7

55,7

58,3

56,1

1,83

1.83

1,76

57,9

58,8

4,00

4,07

4,04

6

8

10

16

17

18

19

1

3

5

7

9

Основная фаза гипохлорит+ хлорид

Основная фаза хлорид+ хлорат

Основная фаза хлорид+ хлорат

Основная фаза гипохлорит+ хлорид

Основная фаза хлорид+ гипохлорит

Основная фаза гипохлорит+ хлорид

Основная фаза хлорат+ хлорид

Основная аза гипохло ит+ хло и

Рентгеноспектральное и химическое определение меди и цинка

1803842

Продолжение табл.5 асам

f50

Составитель Е. Савина

Техред М.Моргентал Корректор В Петраш

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1054 Тираж Подписное

ВНИИПИ ГосуДарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5