Способ анализа хромитовых руд

 

О САН ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскмк

Соцмалмстмческми

Республмк

„„723871

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 24.07,78 (2l ) 2652967/18-25 (5I )M. Кл.

G 01N 23/06 с присоединением заявки РЙ

Государственный комитет (23) Приоритет но делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.07.81. Бюллетень J% 26

Дата опубликования описания 1 8 07.8 1 (53) УДК 53.082..7(088.8) (72) Авторы изобретения

Ш. Ш. Башкиров, B. В. Яковлев, Н. В. Павлов и И. И. Григорьева (7I) Заявитель

Казанский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. В. И. Ульянова-Ленина (54) СПОСОБ АНАЛИЗА ХРОМИТОВЫХ РУД

Изобретение относится к способам анализа минерального сырья и может быть использовано при поисках месторождений хромитовых руд и геологической сьемке, для оценки типа хромитового аруденения как в лабораторных, так и полевых условиях, а также для ценки технологических свойств хромитовых руд на обогатительных фабриках.

Известен способ анализа хромитовых

10 руд, в котором качество хромитов определяется содержанием в них двух элементовхрома и железа (11.

Однако такие химические и ядернофизи, ческие методы анализа минерального сыI5 рья не обладают избирательностью, давая общее содержание элементов в руде, а не в рудном минерале.

Способы анализа, основанные на использовании ядерного гамма-резонанса и позволяющие определить состав отдельных минералов, ограничены числом резонансных элементов,железо, олово и некоторые другие). Поскольку хром не является

2 резонансным элементом, данные способы непригодны для анализа хромитов.

Наиболее близкой к изобретению по технической сушности и достигаемому результату является методика ЯГР-анализа касситеритовых руд (2). Этот способ заключается в том, что образцы облучают гамма-квантами, способными резонансно поглощаться иэотопом определяемого элемента (железа затем проводят регистрацию числа импульсов N(ao) и N (0) при движущемся и неподвижном образце относительно источника гамма-квантов.

По формуле 8.(О) =(Я(оо)- 4(о))/м(о) вычисляют величину резонансного поглощения, а по предварительно полученным при помощи эталонных образцов градуиръвочным зависимостям по величине Е(0) находят содержание определяемого резо нансного элемента.

Однако и эта методика не дает воэможности определять содеэжанне нерезонансного элемента — хрома.

3 7238

Ueab изобретения — определение в хромитах не только резонансного эпемента— железа, но и нерезонансного — хрома, т.е. повышение эффективности анализа.

Это достигается тем, что при определении содержання железа готовят образец с плотностью, нозвопяющей исключить влияние окружающнх железо катионов хрома и алюмнния на величину резонансного поглощения железа. После этого увеличи- 10 вают ипи уменьшают плотность образца до получения максимального влиянии ионов хрома на вепнчину резонансного поглощения жепеза и снова определяют величину резонансного поглощения Я(O}> . Затем по величинам Е(О) и Я(О) при помощи градуировочных зависнмостей определяют содержание хрома в образце.

На чертеже показаны зависимости величины резонансного погпощения от плотности образца, напученные по эталонным образцам хромитов с одинаковым содержанием железа (7, 8%).

Кривая 1 соответствует образцу с содержанием хрома 12,5%, кривая 2 — 25

25,2%, кривая 3 — 41,7%. Для образцов с другим содержанием железа кривые аналогичны и отличаются только абсолютной величиной резонансного погпощения.

Вепичииа резонансного поглощения - З0 зависит не топько от копичества резонансных атомов, но и от динамических свойств кристаппа, определяемых катионным составом. Для вероятности безотда г.ного поглощения можно записать 35

ЪЕ 3

5п 1 — — T м Р к e ° где E g — энергия мессбауэровского пе- рехода ядра из возбужденного

40 состояния в основное;

М .- масса всей сложной структурной единицы; — скорость света; — постоянная Бопьцмана; — температура йебая, характеризующая частотный спектр колебаний кристаппа. Одновременное действие этих факторов затрудняет извлечение полезной информации из измеренной величины резонан50 ского погпощения. о

При осуществпении способа обнаружено, что существует плотность образца хромита (40 мг/см ), при которой величина Я зависит только от содержания жепеза. При других плотностях ионы хрома будут влиять на 1, увеличивая ипи уменьшая ее. Это позволяет определить содержание в хромигах как железа, так и хрома, варьируя

71 4 плотность образца. Начальный рост кривых обусловлен увеличением числа резонансных атомов на единицу площади образца, а кру- тизна определяется величинами М и 9.

При дальнейшем увеличении толщины образца Я уменьшается из-за нерезонансного погпощения, причем раньше для образцов с более высоким содержанием хромова.

В результате кривые пересекаются.

Пример. Навеску хромита 80мг упаковивают в чашечку из алюминиевой фопьги площадью 2 см, т.е. готовят об9. разец с плотностью 40мг/cмM". Если в образце присутствуют примеси других. минерапов, навеску соответственно увеличивают. Образец помещают в мессбауэровский спектрометр с постоянными скоростями.

Источник гамма-квантов-.Со (l cl) При этом ат источнике левый пик квадрупопьного дублета ЯГР-спектра природного хромита находится при нулевой скорости, Устанавпива. ют предел набора импульсовИ (Oo) =10. Оп6 редепяют число импульсов при неподвижном образце относительно источника

N (o}< =9,63.10 . Вычиспяит величину резонансного поглощения с(0}„=(И (о )

N(0}„) / N (о } =0,037. Эта величина зависит только от содержания железа в образце. По заранее полученной при помощи этапонных образцов градуировочной зависимости содержания железа от величины

Е(0}„получают 7,8 вес.% железа. Затем берут навеску образца 120 MI (плотность

60 Mt/cM ), измеряют М(О}1 — — 9,78,10 импульсов, вычисляют Я(0) = 10 -9,78-"

Ь

<10 ) l 10b=0,022. Полученным вепичинач

K(o)<=0,037 при плотности образца ,40мг/см и ЦО}р0,022 при плотности

60 мг/см на градуировочной зависимости соответствует кривая 3, что говорит о содержании хрома в образце в копичестве 41,7%.

Предлагаемый способ. позволяет при анализе хромитовых руд объединить экспрессность ядернофизических методов и избирательность ядерного гамма-резонанса. Дпя анализа может быть использован и стандартный переносный прибор МАК и его модификация. Это дает возможность проводить анализ хромитов в полевых условиях.

Формула изобретения

Способ анализа хромитовых руд, включающий облучение образцов гамма-квантами, способными резонансно поглощаться:

7238

0,05

009

003

008

Ю Плотность (иГ/см ) Составитель А. Спиридонов

Редактор С. Суркова Техред А. Савка Корректор Г. Решетник г

Заказ 5741/37 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„д. 4/5 филиал ППП Патент, r, Ужгород, ул. Проектная, 4 изотопом железа; регистрацию числа прошедших через образец гамма-квантов при движущемся и неподвижном образце отис сительно источника гамма-квантов, вычисление величины резонансного поглощения и 5 определение содержания железа, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности анализа, при определении содержания железа готовят образец с плотностью позволяющей исключить влия-10 ние окружающих железо катионов хрома и алюминия на величину резонансного поглощения, затем изменяют плотность обраа-ца для получения максимального влияния ионов хрома на величину резонансного пог-15

71 d лощения железа, повторяют измерения при движущемся и неподвижном образце, по ним определяют величину резонансного поглощения и по величине резонансного поглощения ионами железа при первом и втором измерении определяют содержание хрома.

И сточн ик и информ аци и, принятые во внимание при экспертизе

1. Требования промышленности к качеству минерального сырья. M., Håäðàt 1963.

2. Гамма-резонансные методы и приборы для фазового анализа минерального сырья. Под ред. В. И. Гольданского, М., "Атомиздат, 1 974.