МИНИСТЕРСТВО ГЕОЛОГИИ СССР

ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО ИССЛ ЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ (ВИМС)

Научный совет по аналитическим методам

Ядерно-физические методы Инструкция № 167-ЯФ

МЕДЬ И ЖЕЛЕЗО

Москва

1979

Выписка из приказа Министра геологии J* 496 от 29 октября 1976 г,

4. При выполнении анализов геологических проб применять методы, рекомендованные ГОСТами и Научным советом по аналитическим методам.

Воспроизводимость и правильность результатов анализа руд и горных пород оценивается согласно Методическим указаниям НСАМ "Методы лабораторного контроля качества аналитических работ".

Дэдмечянке: Размножение инструкций на местах во избежание возможных искажений разрешается только фотографическим или електрографическим способом.

* 167-ЯФ

нтенсивность характеристического излучения меди от халькопирита и от промежуточной смеси. Результаты измерений наносят на график с координатами: интенсивность излучения /ордината/- содержание меди /абсцисса/. Соединяют прямой точку халькопирита с точкой, отвечающей разбалансу фильтров из кобальта и никеля. Если при этом точка, соответствующая промежуточной смеси, ложится ниже этой прямой, в наполнитель добавляют кварц; если точка ложится выше, добавляют пирит.

Полученные смеси /эталонные пробы/ тщательно перемешивают в ступке и еще раз анализируют химическим методом для установления точного содержания в них меди.

Для построения градуировочного графика / рис. I/ следует приготовить от трех до шести эталонных проб.

Построение номограммы для определения поправочного коэффициента "* "

Поправочный коэффициент находят с помощью системы графиков. Для построения таких графиков '/номограммы/ готовят серию проб с разным содержанием халькопирита и постоянным составом наполнителя. Число таких серий зависит от диапазона изменения приведенного массового коэффициента /в зави-снмостж от содержания ^ге, $,С& и др./ проб медно-колчеданных руд и продуктов их обогащения. В каждой серии ;*онет быть от трех до шести искусственных проб /но не менее трех/, в которых концентрация меди изменяется в тех же пределах, что и в эталонных пробах. Величина наполнителя, зависящая от содержания мешающих элементов, поглощающих характеристическое излучение меди /Fe.S,Cci и др./, для всех проб данной серии остается постоянным. Серии отличаются друг от друга величиной ^ наполнителя.

Для приготовления искусственных смесей / проб/ расчетным путем устанавливают минимальную н максимальную величину приведенного массового коэффициента поглощения /    /

проб медно-колчеданных руд и продуктов их обогащения и определяют число серий.

Веля максимальная величина проб не превышает величину (i! мономжнерала халькопирита, то наполнитель для ис-

Jk 167-ЯФ

кусствеиных смесей составляет II наполнителя для эталонных проб, разбавляя его природным кварцем.

Если пробы данного месторождения больше, чем халькопирита, то вместо природного кварца добавляет соответствующее количество пирита.

Приготовленше искусственные смеси тщательно перемешивает в ступке и химическим анализом устанавливает точное содержание в них меди.

Для построения номограммы измеряет интенсивность характеристического излучения меди в искусственных смесях / Му / и интенсивность обратно рассеянного ^-излучения от этих смесей / Г\Гф /.По результатам этих измерений определяет величины _с . 1_см и 5, Сж_, где

^Усм

Сод- фактическое содержание меди в искусственных смесях;

С Уем” ^найД^енное по градуировочному графику / рис.1/ содержание меди в искусственных смесях;

Zc*- эффективный атомный номер смеси, определяемый по графику / рис. 3/.

Для определения эффективного атомного номера Z измеряет интенсивности обратно оассеянного @-излучения от эталонных и искусственных проб / Ма /. По данным измерения эталонных проб строят график зависимости

Величину рассчитывает по формуле:

. ^эт⁼ £ где Zl - порядковый номер элемента;

Gt - весовая доля элемента в пробе.

Величину 2_ЭТ можно определить танке экспериментально по градуировочному графику КГф= {(Z), который строят по результатам намерения обратно-рассеянного £ -излучения от пластинок чистого алюминия, железа ■ меди. Затем по данным измерения Мф искусственных смесей и с помощью градуировочного графика определяют Z_CM*

Используя полученные данные    ~_см>5/,    строят    график

Z (Су). Для каждой серин смесей с "одинаковым составом наполнителя коэффициент 5 остается постоянным, и график Z (Су) получается прямолинейным.

10

Я 1о? -М Таблица 4

* 167-ЯФ

С помощью этой номограммн определяют поправочный коэффициент 5 для исследуемого образца следующим образом: по известному значению Су и 1 для исследуемой пробы находят на номограмме точку В / см рис. 2/ и соединяют ее с точкой А. Пересечение полученной линии с осью б дает величину поправочного коэффициента. Номограьлла постоянна для всех проб одного месторождения.

На основании номограммы можно составить таблицу /табл. 3/ поправочных коэффициентов, рассчитав эти коэффициенты Д1Я разных концентраций определяемого элемента. Это значительно увеличит экспрессность метода.

Ход анализа

1.    Подготовка прибора к работе

Прибор включают за 45 мин. до начала анализа. Настраивают у-канал установки на максимум К^-линыз меди и проверяют стабильность работы <3-канала. "На счетчиках ^-канала устанаативают фильтры из алюминиевой фольги толщиной 0,1 т для выпрямления кривой зависимости Я^»|(д). Затем балансируют дифференциальные фильтры из К1₂С₃ и Сс₂0₃ по спектральным линиям железа и цинка. Для балансирования берут F^Oj и 2а0. Разбаланс фильтров не должен быть больше 2% отн. по спектрам железа и цинка.

2.    Определение меди

Воздушно сухие порошковые и эталонные пробы крупностью не более 0,076 ш /200 меш/ насыпают в алюминиевые тарелочки. Стеклянной пластинкой уплотняют пробу а разглаживают поверхность. В датчике у-какала прибора устанавливают кассету с сбалансированными дифференциальными фильтрами из соединений никеля и кобальта и измеряют характеристическое излучение меди в анализируемых пробах и в эталонах / Ry /.

R*«R₂- R,

где Mg - среднее число импульсов из двух измерений с никелевым фильтром;

- то же с кобальтовым фильтром.

Затем от тех же проб иэталонов измеряют обратно рассеянное £-излучение / Njj/. Экспозиция измерения зависит от активности источников возбуждения. По данным изме-

12

Л 167-ЯФ

рений эталонных проб строят градуировочные графики ftf'sfCCar)' и Ифш f (Z^t^ /рис. I и 3/ . По этим графикам ж по результатам измерения анализируемых проб определяют содержание меди без учета влияния ве цвет венного состава/С^_гр / и эффективные атомные номера /2_пр / анализируемых проб.

С помощью полученных данных и *_пр находят по номограмме или по таблице 3 цифровые значения поправочных коэффициентов ? для каждой пробы.

Истинное содержание меди в пробах определяют по формуле:

^С"Р^{= С}Тпр '⁵

3. Определение железа

Так как в медно-колчеданных рудах железо и медь являются основными элементами, вызывающими изменения абсорбционной характеристики и эффективного атомного номера проб, то железо можно определять непосредственно по графику f(б), построенному по результатам измерения эталонных проб и искусственных смесей / рис. 4/. Величина 5 определяется по но-* мограше / рис. 2/.

Форш записи результатов анализа показана в табл. 4.

Техника безопасности

Ори выполнении анализа необходимо соблюдать правила техники безопасности, предусмотренные при работе с радиоактивными источниками^’ . Подробно эти вопросы изложены в инструкции к прибору " Феррит"¹.

Литература

1.    Инструкция по работе с прибором " Феррит", ВИМС, М, 1967. -

2.    Лосев Н. Количественный рентгеноспектральный флуоресцентный анализ. Изд. "Наука", М., 1969.

3.    Методы лабораторного контроля качества аналитических работ. Методические указания НС AM, ВИДС, М., 1975.

4.    Нормы радиационной безопасности /НРЬ-76/. Атомиз-дат, ы., 1976.

х/ Градуировочный график строят не реже двух раз в месяц, а также после ремонта аппаратуры или при изменении геометрических условий измерений.

13

* 167-л*

о. Основные санитарные правила работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучении /ОСП-72/. Атомиздат, Ы., 1973.

6.    Туркадзе Г.Г., Ццивнишвили О.М. Методика рентгенорадиометрического флуоресцентного одновременного определения меди и железа в медно-колчеданных рудах и в продуктах их обогащения. Изд. "Ь^ецниереба", Тбилиси, 1975.

7.    Якубович А.Л., Зайцев Е.И., Држиялговский С.М. Ядер-но-физические методы анализа минерального сырья. Атомиздат, М., 1973.

Изъятые из употребления инструкции

Заказ Я 143. Л-79519* 15/Х1-79г. Объем 1,0 уч.-изд.л. Тирад 450

Ротапринт ОЭП ВШСа

мимистки тки | ки.тигии ccci*

Научный (шит пн аналитическим методам при Ш1МО

Ядеоно-физические методы Инструкция N° 167-ЯФ

ФЛУОРЕСЦЕНТНОЕ РЕНТГЕНОРАДИОМЕТРИЧЕСКОЕ ОДНОВРЕМЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕДИ И ЖЕЛЕЗА В МЕДНО КОЛЧЕДАННЫХ РУДАХ И ПРОДУКТАХ ИХ ОБОГАЩЕНИЯ

Всесоимныи научно исс.тедовате.1Ы'кий институт минерального сырья (ВИМС.)

Москва, 1979

В соответствии с приказом Мингео СССР Л 496 от 29.X.76 г. инструкция Л 167-ЯФ рассмотрена и рекомендована Научным советом по аналитическим методам к применение для анализа рядовых проб - Ш категория

/ Протокол Л 31 от 1.П.78 г./

Председатель НСАМ    Г.В.Остроумов

Председатель секции

ядерно-физичеекях методов    А.Л.Якубович

Ученый секретарь

Инструкция * 167-ЯФ рассмотрена

_ ..и--------    —^--ом ивнгео

Научным методам г./ и наем в

ФЛУОРЕЩНШЮЕ РЕНТГНЮРАДИОМКГРИЧЕСКОЕ ОДНОВРВШШОЕ ОПРЩЕШШЕ ИЩИ И ДЕЛЕ ЗА В 1ВДЭО-КОЛЧКДДШЫХ РУДАХ И ПРОДУКТАХ ЮС ОБОГАШЖ ^

Сущность метода Медь в железо определяет флуоресцентным рентгенорадио-метрнческш методом^2,7 с помощью рентгенорадиометрического анализатора " Феррит* или другого аналогичного прибора, имеющего “jf^{- 1} f^{1 2 3} -каналы для регистрации характеристического излучения меди и обратно рассеянного (3-излучения от анализируемой пробы.

Характеристическое излучение меди /К, -линии, 8=8,04 кэв/

*4,2

возбуждается двухступенчатым способом с помощью радиоактивного источника тулий-170 /активностью 0,5-0,2 г/экв. Ра/ с промежуточной мишенью из кадмия. Характеристическое излучение меди регистрируется пропорциональным счетчиком СИ-6Р с применением дифференциальных фильтров из кобальта ж никеля.

Для получения обратно рассеянного ^-излучения используется радиоактивный источник стронций-90 / lie-1 активностью 5 мкюря/. Обратно рассеянное излучение регистрируется двумя газоразрядными счетчиками СНГ-II.

В настоящей методике, разработанной О.М.Ыдивямшили и -Г.Г.Туркадае⁶, одновременно определяются медь ч желеso в по-

* 167-ЯФ

рошковых пробах медно-колчеданных руд и продуктов их обогащения⁶. Крупность зерна долина быть не более 0,076 мм /200 меш/. Медь и железо определяют в насыщенных слоях проб с поверхностной плотностью ^ 0,5 r/ci^. Содержание меди определяют по формуле С = С_гб, где

С-^ - содержание меди, найденное без учета влияния вещественного состава проб по предварительно построенному градуировочному графику / рис. I/;

5 - поправочный коэффициент для учета влияния вещественного состава проб, который находят по номограше / рис. 2/, зная величину Су и эффективный номер / Z / пробы /рис.З/ Содержание железа определяют по предварительно найден ной зависимости Cpg=f(5) / рис. 4/.

Определению меди и железа мешают элементы с атомными номерами Z > 29 / цинк, барий, свинец и др./.

Настоящая методика рекомендуется для определения от ОД до 30J меди и от 3 до 45JC железа в медно-колчеданных рудах и в продуктах их обогащения.

В табл .1 даны д опус тише расхождения между повторными определениями мелцг/Д _оп/, расхождения, полученные автора-ни инструкции / Д_эксп7, и запас точности/ Ддо^Ддцсп /•

Таблица I

о

Допустимые и фактические расхождения при определении меди

Фактические Запас точности расхождения /П /II _ог, ,

% отн./Д / "W^A9Kcn /

___ЭК£Д_______

1.9

2,2

3.9    1,5

8,4    1,2

7.6    1,8

15,7    1,3

17    1,8

23    1,7

* ТбГ’.ЯФ

В табл.2 приведены аналогии*ье лаяние для делеэа.

В каждом интервале концентрации меди анализировалось от 8 до 17 проб, железа - от 8 до 20 проб.

Таблица 2

Допустимк атактические расхождения пое определениг железа

Содержание	донуЕтМГе оас~ ~	~2ахти^ескне~	Запас точное-
железа	хождения %' отн./ДДОд/	оасхождения, * отн. , / W	TL ^Ol/^KCir
4(М9,9Э~ "	--t,v------	^,0	• "173----
30-39,99	5,0	3,5	1.4
20-29,99	6,0	2,7	2,4
10-19,99	8,0	5,6	1.4
5- 9,99	12	5,0	2,4
2 - 4,99	18	—	-

Реактивы и материалы

1.    Окись кобальта, х.ч.

2.    Окись никеля, х.ч.

3.    Окись цинка, х.ч.

4.    Кварц природный /$10₂/_#

5.    Пирит, мономинерал / FeS₂ /

6.    Халькопирит, мономннерал /Cu,FeS_£/.

7.    Парафин.

Ь 167-ЯФ

Аппаратура и оборудование

1.    Рентгенорадиометрический анализатор "Феррит" или другой аналогичный прибор, имеющий у- и ^-каналы*.

2.    Радиоактивные источники тулий -170 активностью 0,5-0,2 г/экв. Ra и стронции-90 активностью 5 мкюри.

3.    Весы аналитические.

4.    Ступка фарфоровая с пестиком.

7

Л 167-ЯФ

5.    Алшиниевые или пластмассовые тарелочки из комплекта прибора "Феррит" или другого используемого анализатора*

6.    Стеклянная пластинка.

Приготовление эталонных проб При рентгенорадиометрическом определении меди и железа влияние вещественного состава на правильность результатов анализа имеет сложный характер. Поэтому эталонные пробы следует готовить из природных образцов мономинералов халькопирита, пирита и кварца. Состав этих образцов определяют неоднократным химическим анализом и рассчитывают приведенные массовые коэффициенты поглощения / (U / аналитической линии меди по формуле * (И *

где (U¹ - массовый коэффициент поглощения пробы для возбуждающего излучения;

(Uⁿ- то же для характеристического излучения меди.

(U =

где массовый коэффициент поглощения с -го элемента;

C_L - весовая доля L-го элемента в пробе.

Для приготовления эталонных проб постепенно разбавляют халькопирит /С'Л FeS./ наполнителем, приведенный массовый коэффициент поглощения / (U / которого для аналитической линии меди равен массовому коэффициенту поглощения для линии меди в халькопирите. Б качестве наполнителя рекомендуется смесь пирита и кварца. Соотношение этих компонентов определяют по формуле:    _л _ (U₀“ (Г¹2

где Cj - концентрация химического соединения /г/г/ с прнье-денным массовым коэффициентом (ft ;

С2 - то же с приведенным массовым коэффициентом ₂ *

Jljj- приведенный массовый коэффициент поглощения аналитической линии меди в халькопирите.

Смесь, состоящая ха 70%    и    30% SlQg* приблизительно

соответствует требуемому составу наполнителя.

Правильность подобранного наполнителя необходимо проверить экспершентально. Для этого приготовляют промежуточную смесь 1:1 не наполнителя, состав которого получен расчетным путем, и эталонной пробы из чистого халькопирита. Измеряют

8

1

х/ Внесена в ИСАИ лабораторией фнаяко-химичеекях методов ана

2

лиза КШСа.

3