МИНИСТЕРСТВО ГЕОЛОГИИ СССР

ВСЕСОЮЗНЫЙ НЛУЧНО-ИССЛедовательский инсгит МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ { В И М С >

Научный сонет по аналитическим методам

Ядерно-физические методы

Инструкция N° 134-ЯФ

ЦЕЗИЙ

лШЪПил

1974

Выписка из приказа ГГК СССР И? 229 от 18 мая 1964 года.

7. Министерству геологии и охраны недр Казахской ССР, главным управлениям и управлениям геологии и охраны недр при Советах Министров союзных республик, научно-исследовательским институтам, организациям и учреждениям Госгеолкома СССР:

а) обязать лаборатории при выполнении количественных анализов геологических проб применять методы, рекомендованные ГОСТами, а также Научным советом, по мере утверждения последних ВИМСом.

При отсутствии ГОСТов и методов,утвержденных ВИМСом, разрешить временно применение методик, утвержденных в порядке, предусмотренном приказом от I ноября 1954г.И? 998;

в) выделить лиц, ответственных за выполнение лабораториями установленных настоящим приказом требований к применению наиболее прогрессивных методов анализа.

ПРИЛ01ЕНИЕ Я? 3 § 8. Размножение инструкций на местах во избежание возможных искажения разрешается только фотогра» фическим или электрографическим путем*

Н 134-ЯФ

В начале и в конце каждой серии проб измеряют эталонную пробу, "пустую" /нулевую/ пробу и подложку. При стабильно работающей аппаратуре эти измерения выполняют 2-3 раза в день.

Продолжительность измерения зависит от определяемого содержания цезия: 3-4 минуты на каждую операцию при измерении без подложки для проб, содержащих сотые процента цезия, 2 минуты для проб, содержащих десятые процента, I минута для проб, содержащих целые проценты и десятки процентов. Измерения с подложкой выполняют в течение I минуты с каждым фильтром.

Форма записи измерений показана в таблице 3.

1У. Вычисление результатов

Содержание цезия /С_п^/ в пробе рассчитывают по формуле:

^сэт • ^Рэт ^ЭТ . ¹пр • *пр

Величины, входящие в расчетную формулу /I/, определяют следующим образом:

I. По результатам измерений пустой, эталонной и исследуемой проб без подложки определяют среднюю разность скоростей счета с одним и с другим фильтрами:

= 1	(	\
О Л - (	' Пэт — Кат	icp \
^эт 1		/cp
АоР= (	f Nnp — JTnp	\
	^ t	/cp

где t - продолжительность измерения, мин,

* 13*-ЯФ

3- Но результатам измерений скоростей счета от подложка с тем 2 другим фильтрами определяют интенсивность излучение а^штгчесЕой линии от подложки / З_п /.

4-    По результатам измерений эталонной / К_п+эт/ и

жссдедуеашг /    ^СР°^ ^с подложкой определяют раз

ность csopocrei счета о одним и другим фильтрами:

А    =    -    К"

♦    2* ^по ♦ эт ^п п+эт •

*    ар ⁼    ♦ ар ^ п+пр

5-    Обдодоппк интенсивность излучения аналитической

-агдид зт сшдхоаза зрк экранировании ее эталонной / а иссхехуемй! /    пробами:

п, ‘ ^? - Л -л

^JE3,    ЭТ    ”    °П+ЭТ    ^ЭТ

-^И3,    ор    ⁼    ^D+ПР    “Аор

6. Зэтиедяю® стновения —■ ^Q- и -=—, по табл.4

^п,эт ^Jn,np

нажодаг величина    z    и вычисляют величину.

Чгр    *    -^А.^ЭТ

7- а Р - вес эталона и пробы.

Eseep расчета зсиж величин приведен в табл.З.

10

Ji 134-ЯФ

ФЛУОРЕСЦЕНТНОЕ РЕНТГЕНОРАДИОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЦЕЗИЯ В ТОНКИХ СЛОЯХ

Реактивы и материалы

1.    Барий углекислый для юстировки фильтров / 3 г*/

2.    Цезий хлористый / 3 г/

3.    Пятиокись сурьмы /3 г/

4.    Теллур металлический или двуокись теллура /3 г/

5* Ацетон /4 мл на каждую пробу/

6. Раствор канифоли или целлулоида /фотопленка без эмульсии/ в ацетоне. Консистенция раствора должна быть такой, чтобы фильтровальная бумага, смоченная им, после высыхания не коробилась.

7* Фильтры с белой лентой.

8. Эталоны - поллуцит и содержащие поллуцит пробы с надежно установленным содержанием цезия.

Содержание цезия в эталонах и в анализируемых пробах должно быть близко. Поэтому подбирают несколько эталонов; для измерения проб, содержащих до 10% Cs , используют эталон, содержащий 4-6% цезия; для проб, содержащих 10-30% Cs - эталон, содержащий 15-20% цезия.

Аппаратура и оборудование

1.    Рентгенорадиометрический анализатор "Минерал-3" в комплектации, выпускаемой заводом³.

2.    Источник излучения туллий-170 активностью 0,2 -0,1 г-экв.радия.

3.    Аналитические весы.

4.    Ступка агатовая с пестиком.

Ход анализа I. Подготовка проб к анализу

Навеску 30-32 мг пробы, растертой до -250 меш, берут на весах с точностью до 0,1-0,2 мг.

12

а 134-яф

Из фильтровальной бумаги нарезают просечкой 20-30 кружков диаметром 54 мм и укладывают их в стакан, входящий в комплект прибора, В стакан ввинчивают вкладыш , через отверстие которого всыпают в стакан пробу и наливают 3-4 мл ацетона . Стакан закрывают кружком кальки и резиновой крышкой, несколько раз сильно встряхивают и ставят на ровную горизонтальную поверхность. После того, как ацетон профильтруется через бумагу, фильтр о пробой вынимают из стакана, смачивают 5-6 каплями раствора канифоли или целлулоида /фотопленки/ в ацетоне, высушивают в течение 1-2 минут на воздухе, маркируют и вставляют в оправу.

Аналогичным образом приготовляют эталонные и "пустые" пробы.

П. Подготовка прибора к работе

прибор проверяют и настраивают так же, как и при определении цезия в промежуточных слоях.

Ш. Определение содержания цезия

1.    Оправу с пробой вставляют в одно из гнезд прободер-жателя.

2.    Прободержатель вводят в окно штатива прибора и устанавливает его так, чтобы излучение источника падало на пробу.

3.    Измеряют скорость счета от пробы /имп/мин/ с теллуровым / |Ч!L_n/ и сурьмяным / N" / фильтрами.

Ир    Пр    Q

4.    После поворота оправы с пробой на 180 повторно измеряют скорости счета с обоими фильтрами в обратном поряд-

3 начале и в конце измерений каждой серии проб измеряют эталонную и "пустую" /нулевую/ пробы. При стабильно работающей аппаратуре эти измерения выполняют 2-3 раза в день.

Продолжительность измерений зависит от определяемых

с^Ацетон является токсическим веществом, поэтому все рабо ты с ним следует выполнять под тягой.

13

МИНИСТЕРСТВО ГЕОЛОГИИ СССР Научный Совет но аналитическим методам при ВИ.МСе

Ядерно-физические методы

Инструкция № 1,'И-ЯФ

ФЛУОРЕСЦЕНТНОЕ РЕНТГЕНОРАДИОМЕТРИ-ЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЦЕЗИЯ И ПОРОДАХ II РУДАХ,СОДЕРЖАЩИХ ЦЕЗШЕИ В ПРОДУКТАХ ИХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ

Всесоюзный научно нес/юдонателнекий институт минерального сырья

(ВИМС)

Москва, W74

В соответствии с приказом Госгеолкома СССР # 229 от 18 мая 1964 г. инструкция * 134-ЯФ рассмотрена и рекомендована Научным советом по аналитическим методам для анализа рядовых проб - Ш категория.

/Протокол Я 24 от 29-XX.73г./

Председатель НСАМ    В.Г.Сочеванов

Председатель секции ядерыо-фязических методов    А.Л.Якубович

ученый секретарь

Инструкция Л 134-ЯФ рассмотрена в соответствии с приказом Государственного геологического комитета СССР Л 229 от 18 мая Х9б4 г. Научным советом по аналитическим методам /протокол Л 24 от 29.XI.73г./ и утверждена ВИМСом с введением в действие с I октября 1974 г.

ФЛУОРЕСЦЕНТНОЕ РЕНТГЕНОРАДИОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЦЕЗИЯ В ПОРОДАХ И РУДАХ, СОДЕРЖАЩИХ ЦЕЗИЙ, ИВ ПРОДУКТАХ ИХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ*'

Сущность метода

Цевий определяют флуоресцентным рентгенорадиометрическим методом с использованием рентгенорадиометрического анализатора "Минерал-3".

В настоящей инструкции описана разработанная А.А. Черновой в 1973 г. методика определения цезия в тонких и в промежуточных слоях.

Анализ ведут по К^ -линиям характеристического излучения цезия, возбуждаемого радиоактивным источником излучения тулий-170. Аналитические линии цезия отделяют от линий других элементов с помощью дифференциальных фильтров из соединений теллура и сурьмы.

Определению цезия мешает теллур /К^ , К^₂ - линии/,

^Внесена в НСАМ ядерно-физической лабораторией ОЭП ВйМСа, 1973 г.

3

ft 134-ЯФ

в присутствий которого получается завышенные результаты. Количество цезия, эквивалентное 1% теллура, составляет 0,25% • Теллур не является сопутствующим цезию элементом, поэтому ошибки, вызываемые наличием теллура, практически возможны в редких случаях.

Цезии определяют относительным методом, сравнивая интенсивность аналитических линий цезия, содержащегося в исследуемой и в эталонной пробах.

Метод рекомендуется для определения цезия в горных породах, минералах, цезиевых рудах и в продуктах их технологической переработки при содержании цезия от 0,01 до 30%. Цезий можно определять в промежуточных и в тонких слоях. Методику измерении выбирают в зависимости от конкретных условий /предполагаемое содержание цезия, количество анализируемого материала, требуемая точность анализа и др./.

При измерении в тонких слоях изменение вещественного состава пробы незначительно отражается на интенсивности аналитической линии .

При измерении в промежуточных слоях влияние состава пробы устраняют, применяя способ гипотетических эталонов /"подложки"/.

Методика измерения в тонких слоях /навеска пробы ~ 30 мг/ очень проста, производительна /20-23 определений в смену/ и рекомендуется для определения цезия в технологических продуктах при содержании его от 0,1 до 30%. Порог чувствительности при длительности измерения 16 минут и активности источника 0,1 г-экв. радия составляет 0,02% Cs •

Методика измерения в промежуточных слоях менее производительна /12 - 15 определений в смену/, но характеризуется лучшим порогом чувствительности, большей точностью определения и рекомендуется для определения цезия в породах, цезиевых рудах и в технологических продуктах /при необходимости большой точности/ при содержании цезия от 0,01 до 30%. Порог чувствительности при длительности измерения 18 минут и активности источника 0,1 г-экв. радия для навески 0,5 г составляет 0,01% цезия, для навески 2 г -- 0,006% цезия.

и

Ji 134-ЯФ

Практически методики опробованы в диапазоне 0,006-30% цезия.

Метод рекомендуется для определения цезия по Ш категории Классификации методов анализа. Расхождения между повторными определениями укладываются в допустимые расхождения ин-

2

струкции по внутрилабораторному контролю /табл.1/, фактические расхождения между повторными определениями по данным авторов методики приведены в табл.2.

Таблица I

Допустимыв расхождения^

Содержание CsoO, %    Допустимые    расхождения отн.%

0,2 - 0,499 40 0,1 - 0,199 50 0,05 - 0,099 60 0,02 - 0,049 70 0,01 - 0,019 83

Таблица 2

Коэффициент вариации V и расхождения между повторными определениями для 95%-ной доверительной вероятности /по данным авторов/

Промежуточные    Тонкие слои

слои_

коэффици- расхож- доеффвця- расхож-ент вариа-дения еят вариа-дения ции V 2,8-V ции V 2,8-V %_отн.%_£_оти,%

5	2,3	6,5	3,8	10,6
2 - 4,99	2,5	7,0	Х7,6	21,3
I - 1,99	2,4	6,7J
0,5- 0,99	3,4	9,51
0.2- 0,499	4,8	13,5	11,4	31,9
0,1- 0,1%	8,3	23,2
0,05- 0,099	11,4	31,9	22	61,6
0,02- 0,049	21,0	58,8
0,01- 0,019	25,0	70,0
0^005-0,0099	29,5	82,6

5

Н 134-ЯФ

ФЛУОРЕСЦЕНТНОЕ РШТГЕНОРАДШОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ

ЦЕЗИЯ В ПРОМЕЖУТОЧНЫХ СЛОЯХ ПО СПОСОБУ "ПОДЛОЖКИ"

Реактивы и материалы

X. Барий углекислый для юстировки фильтров /5 г/

2.    Цезий хлористый / 10 г/

3.    Пятиокись сурьлм / 5 г/

4.    Теллур металлический иля двуокись теллура /3 г/

5.    Парафин для лабораторных целей, очищенный /100 г/

6.    Полистирол суспензионный марки "Б" /Кусковский химический заво^ или марки "ПС-С" /Горловский азотно-туковый завод/ по 0,5 г на пробу.

7* "Пустая" проба - кварцевый песок, не содержащий цезия.

8. Эталоны - поллуцит и содержащие поллуцит пробы с надежно установлении* содержанием цезия. Содержание цезия в эталонах и в анализируемых пробах должно быть близко, поэтому подбирают несколько эталонов: для измерения проб, содержащих до 1% Cs , используют эталон, содержащий I-2% Cs ; для содержаний 1-15% - эталон, содержащий 7-10%; для содержаний более 15% - эталон, содержапцй 20-25% Cs .

Аппаратура и оборудование

1.    Рентгенорадиометрический анализатор ^иМинерал-3" в комплектации, выпускаемой заводом³.

2.    Радиоизотопный источник Та -170 активностью 0,1-0,02 г-экв радия.

3.    Весы аналитические.

4.    Пресс гидравлический на 200 кгДш , выпускаемый заводом "Физприбор".

5* Ступки агатовая и фарфоровая с пестиками.

Л 134-ЯФ

Ход анализа

I. Приготовление проб, эталонов, подложки и дифференциальных фильтров

Анализируемые пробы, пустые пробы и эталоны прессуют в виде плоскопараллельных дисков-таблеток с одинаковой для всех и равномерной поверхностной плотность*;. В качестве связующего вещества используют полистирол.

Навеску 0,5 г /или 2,0 г/ истертой до -200 мет пробы и 0,5 г полистирола всыпают в стакан для приготовления смесей, в который предварительно помещают металлическую шайбу³. Стакан закрывают крышкой и энергично встряхивают в течение полминуты. Полученную смесь засыпают в пресс-форму, разравнивают поворотом поршня и прессуют в течение I минуты под давлением 150 кг/см² /по манометру/. Спрессованную таблетку выталкивают из прессформы поршнем и маркируют ее мягким карандашом. Таблетку взвешивают с точностью 1-2 мг.

Подложки приготовляют также в виде таблеток из смеси хлористого цезия и полистирола. Для определения низких содержащий цезия смешивают 100 мг CsCi и 200 мг полистирола, для определения высоких содержаний - 250 мг CsCl и 200 мг полистирола.

для большей прочности таблеток подложек, эталонов и пустых проб прессформу, в которой находится спрессованный материал, нагревают до ^Х50°С /на электроплитке до легкого шипения влаги на наружной стенке прессформы/ и снова слабо прессуют. Таблетку вынимают из остывшей рресс-форды.

Дифференциальные фильтры изготовляют из двуокиси теллура /или из металлического теллура/ и из пятиокиси сурьмы. Поверхностная плотность фильтров составляет 86 мг/см² для теллура и 90 мг/см² для суршы /в расчете на элемент/. Фильтры приготовляют и юстируют, руководствуясь указаниями в инструкции к прибору³.

7