Спектральный способ фотоэлектрическогоопределения элементов- примесей вуглях

 

(»> 82803I

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свпд-ву— (22) Заявлено 16.03.79 (2! ) 2738685/18-25 с присоединением заявкп— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07 05.81. Бюллетень ¹ 17 (45) Дата опубликования описания 11.06.81 (51)М.Кл.з G 01 N 21/27

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 535,34 (088.8) (72) Авторы изобретения

H. В. Лактионова и А. П. Егоров

Институт горючих ископаемых

Министерства угольной промышленности СССР (71) Заявитель (54) СП ЕКТРАЛ Ь Н bl Й СПОСОБ

ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ЭЛЕМЕНТОВ-ПРИМЕСЕЙ В УГЛЯХ

Изобретение относится к способам определен ия элементов-примесей в ископаемых углях и углеграфитовых материалах и может быть использовано в угольной промышленности, энергетике, черной и цветной металлургии.

Известен способ спектрального анализа, при котором за меру концентрации определяемого элемента принимается интегральная интенсивность его аналитической линии за время .полного испарения элемента (1).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является, способ определения элементов-примесей в ископаемых углях путем эмиссионного спектрального анализа смеси аналитической пробы угля на основе угольного порошка и стабилизирующей добавки. Полное сжигание пробы производят в течение 120 с (2).

Недостатком известного способа является ограниченная функциональная возможность способа, невысокая точность и экспрессность анализа, обусловленная изменением условий испарения в канале электрода и условий возбуждения в плазме дуги в процессе испарения в течение 120 с.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей способа, повышение экспрессности iH точности определения элементов.

Поставленная цель достигается тем, что в известном спектральном способе определения элементов-примесей в углях путем сжигания смеси аналитической пробы угля с буферным веществом на основе угольного порошка и стабилизирующей добавки, процесс сжигания смеси ведут в присутствии внутреннего стандарта в течен ие 30+5 с, а в качестве стабилизирующей добавки:используют хлористый натрий, причем соотношение аналитической пробы к буферному веществу составляет

1: 9 — 12 вес. ч.

Гомогенпзированная, растертая до пудры, проба угля, разбавленная в отношении

1: 9 буферным веществом, содержащим

4 ч. угольного порошка,и ч. хлористого

20 натрия и 1% окиси мед|и (внутренний стандарт), полностью плотно заполоняет канал стаканчика угольного электрода (марки

ОСЧ-7-4, тип IV) и .помещается в штатив держателя электродов квантометра МФС-4.

25 Расстояние 1,5 л,и между электродами уста навливается точно по шаблону. В качестве источника возбуждения спектров используют генератор с электронным управлением УГЭ-4 в режиме дуги переменного

30 тока с фазой поджига 90 . С помощью

828031 самописца потенцномстра записывают изменение аналитического сигнала опреде.ляемого элемента за время полного,испарения (фнг. 1). На полученной кривой определяют время формирования сигнала (Π—./,), время, при котором наблюдается увеличение сигнала (!,— t>), и область установления сигнала (4 — (,) . Полученные результаты сопоставляются с осциллограммами тока и напряжения.

Сравнение кривых изменения интенсивности линий кремния, алюминия, железа, кальция, мапнпя и титана в углах с различным содержанием указанных элементов показало, что в интервале горения дуги tt — 12, равном 20 — 25 с, отношение аналитического сигнала к содержанию о»ределяемого элемента в пробе постояшю (фиг. 2) с точностью 10% (I,/C, = Х,/Са).

В момент времени t, фиксируют уровень сигнала па канале внутреннего стандарта. 3а меру искомой концентрации прпн има|от относительную величину выходного сигнала определяемого элемента и внутреннего стандарта, проинтегрированных за промежуток времени от времени окончания поджига (t, =10 c) до времени t2 (-20 с), необходимого для достижения заданного уровня на канале внутреннего стандарта.

Градуировочные графики строят па двойной логарифмической бумаге в координатах I,, /,и — С.

Воспроизводимость метода характеризуют величнной коэффициента вариации, величина которой зависит от концептрани|и и в среднем составляет 3 — t6%.

tH р и м е р. При определении кремния, железа, алюминия и кальция в пробах углей Донецкого, Кузнецкого, Подмосковного угольных бассейнов СССР, а также углей ЧССР, США, Канады и Японии, использованных Международной организацией по стандартизации (ИСО) для межлабораторного международного анализа, на ква нтометре ЧФС-4 с генератором УГЭ-4 установлено время формирования сигнала (обжиг) — 10 с, время, отсчитываемое с момента окончания обжига (— 20 с), при котором отношение аналитического сигнала к содержанию элемента в пробе постоянно (фиг. 2). На фиг. 2 приведен график зависимостей:изменения интенсивHocTH ли нии кремния 251,6 нл от времени горения проб углей ЧССР, Канады и С ША, пз которых получены указанные отношения:

118 73 63

4,51 2,79 2,17 26

Для алюминия при содержаниях в пробах углей 3,47 и 1,04% отношение сикпа lа и соответствующей концентрации равно

225 65

4 =63

J Э соответственно для железа

125 65 — г

2,5 1,2

1О для кальция

256 66

50 1,16 — =53.

Градуировочные графики, построенные по синтетическим эталонам, приготовленным на основе угольного порошка марки ОСЧ-7-4, в который вводилось дозированное количество окислов определяемых элементов, и результатам химического и атомно-абсорбцнонного анализов проб указанных выше ископаемых углей, показывают высокую сходимость результатов (фиг. 3).

В таблице приведен интервал определяемых концентраций и велнчппы средней относительной ошибки (V %).

Средняя

,отпоситель<ая огибкк, 1 о:

Х

GJ

О

О

30 чесгая,оиродсляемгях ческая концентраций, линия, н.и .о

S i 251,6 0,06 — 10,00 ) 5,0

А1 257,5 (0,04 — 5,00 4,0

35 Fe 259,9 0,06 — 10,00 6,0

Са 351,8, 0,06 — 10,00 5,0 !

Формула изобретения

1. Спектральный способ фотоэлектрического определения элементов-примесей в yr55 лях путем сжигания смеси аналитической пробы угля с буферным веществом на основе угольного порошка и стабилизирующей добавки, отл и ч а ю ш ti и "с я тем. что, с целью расширения фуп кп попальп ы х воз60 можностей способа, повышения точности и экспрессности анализа, процесс сжигания смеси ведут в присутствии внутреннего стандарта в течение 30+-5 с, à в качестве стабилизирующей добавки используют хлорис65 тый натрий.

Применение предлагаемого способа

40 спектрального фотоэлектрического опреде. ения элементов-примесей в углях с использованием внутреннего стандарта и буферного вещества позволит увеличить производительность определенйя кремния, алю45 миния, железа и кальция в ископаемых углях и продуктах их,переработки в 3 — 4 раза, а точность определения указанных элемпнтов с 10 — 15 до 4 — 6%.

828031 юг. 1

Л. Г5 6Ю1

2. Способ по п. 1, о тл и ч а ю щи и с я тем, что отношение аналитической пробы к буферному веществу составляет 1: 9— .12 вес. ч.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1 .д î о о уо зо чса faeada . Si 451g Ь Я7У

1. Зайдель А. A. Основы опектралыного анализа. М., «Наука», 1965, с. 159 — 160.

2. Авторское свидетельство СССР № 665255, кл. G 01 N 21/02, 1979 (прототип). с"М

5i /Гф юг. 2

828031

Составитель Е. Карманова

Редактор Л. Курасова

Техред А. Камышникова

Корректор И. Осиновская.

Тип. Харьк, фил. пред, «Патент»

Заказ 577/509 Изд. № 354 Тираж 915 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5