МИНИСТЕРСТВО ГЕОЛОГИИ СССР

ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО ИССЛ ЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ (ВИМС)

Научный совет по аналитическим методам

Спектральные методы

Инструкция № 168-С

ЭЛЕМЕНТЫ-ПРИМЕСИ

Москва

1979

Выписка из приказа .’Министра геологии 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".

Примечание: Размножение инструкций на местах во избежание возможных искажений разрешается только фотографическим или электрографическим способом.

* 168-С

ванный гранит СГ-IA,габбро эссекситовое СГД-IА,пегматит J6 706/75, г рани то ид Л 707/75 /СОС СССР/.шароксенит ПИМ-Z /образец ИГЕМ/ и др.

Аппаратура и оборудование

1.    Фотоэлектрическая установка ДФС-36 /кваятометр/. Монта* и наладку квантометра, а также выведение аналитических линий, указанных в табл.З, обычно выполняет бригада с завода-изготовителя.

Растровый конденсатор заменяют стандартной трехлинзовой системой /от спектрографа ИСП-30,ДФС-8 или ДФС-13/. Расстояния от входной щели квантометра приблизительно составляют:

до конденсора с F =150 мы- 300

до конденсора с F =75 мм - 550 мм;

до источника спектра - 610 ш: при этом на дифракционной решетке квантометра должно быть получено резкое изображены источника спектра /электродов дуги/.

Прилагаемый к кваятометру ДФС-36 цифровой вольтметр Щ I5II/0 заменяют более современным цифровым вольтметром постоянного тока, например типа Щ 1513.

2.    Безэлектродные высокочастотные лампы ВСБ-2, излучающие спектры определяемых элементов. Лампы используются для выведения выходных щелей на аналитические линии и для контроля их положения. Достаточно иметь 3-4 лампы.

3.    Прибор питания без электродных ламп ИЛЬЯ- ЗМ /или ППБП-З/. Прибор состоит из двух основных частей: выпрямителя и генератора, в который помещают лампу ВСБ-2.

4.    Полуавтоматическая спектральная установка УСА-5, которую подключают к блоку управления квантометра. Для количественных определений установку модернизируют следующим образом: а/ снимают механизм подачи проб и шесто него устанавливают ленточный транспортер⁴; при работе транспортер вюпяается автоматически; б/ в до да ад ей трубке устанавливают разрядник для распыления комков пробы с помощью искрового разряда /питается от актявизатора дуги Ш-39/; в/на нижнюю часть подающей трубки устанавливают кварцевый нако-

* 168-С

нечнжх. Дуговой разряд питается от генератора УГЗ-4, который поджинают к установке УСА-5. Так как часть электржческой с хеш генератора расположена в втатнве УШТ-4, установку УСА-5 соединяет о генератором УГЗ-4 через итаткв УПГГ-4.

5.    Актявжзатор дугж переменного тока Ш-39 ш другого типа.

6.    Эксцентриковая паровая вибромельшща для дополнительного истирания пороаховых проб^, в которой навеска 0,3-0,5 г истирается до крупности частиц 10-20 мюг.

7.    Механическая мешалка - стеклянная лопатка высотой 10 ш, шириной 8 ш и толщиной 2 ш, вращающаяся /скорость 500-700 об/мин/ с помощью небольшого электродвигателя с редуктором. Лопатка крепится в патроне.

8.    Весы аналитические.

9.    Весы торзнонше ВТ-200 или ВТ-500

10.    Шкаф сушильный с терморегулятором.

11.    Тигли фарфоровые низкие Л I.

Ход анализа

1.    Подготовка квантометра ДФС-36 к работе

Квантометр КС-36 подготавливают к работе в соответствии с прилагаемой к нему инструкцией. Включив квантометр, прогревают его в течение 2,5 часов и корректируют выведение щелей на аналитические линии. Проверяют режим работа кванто-метра: уровень фотометрических сигналов, фотометрическую воспроизводимость /по десяти измерения*/ и логарш^мжчнесть.

2.    Корректирование положения выходных щелей.

Чтобы уточнить положение находящихся на четырех каретках выходных щелей квантометра относительно аналитических спектральных линий, достаточно на каждой каретке оо»-меетить максимум какой-либо одной спектральной -■■■■■ с осью ооответствущей ей выходной щели. Для этого лучше коего использовать лампы ВСБ-2. Поступают следующим образом: аппарат УСА-5 перемещают ж дальний конец рельса и на его место устанавливают лампу ВСБ-^2, помещенную в генератор прибора питания ЛПБД-ЗМ; поочередно меняя специально подобранные ламш ВСБ-2, корректируют положение каретки по одной какой-либо щели на каждой каретке. Например, устанавливая три лам-

J* 166-С

пи ВСБ-2, иалучадае спектры железа, никеля и галлия, корректируют положение кареток по линиям Ре 492,0 нм /I каретка/, N1341,4™ /П каретка/ Ga 294,Знм /Ш каретка/ и Fe 234,8 юЛ' / ТУ каретка/.

3. Включение установки УСА-5 и подготовка ее к работе Установку вклхяают в соответствии с прилагаемой к ней инструкцией. Устанавливают следующий режим работы: сила тока дуги - 28 А;дуговой промежуток - о мм; обжиг - 5 сек.; експозиция - 20 сек.

Для прогревания установки испаряют 7-10 навесок буферной смеси и получают на квантометре отсчета, отвечающие фону спектра. Если последние три-четыре отсчета стабилизируются ва одном ж тем же уровне, то считают, что установка готова к работе.

4. Подготовка проб Приблизительно 0,3-0,5 г анализируемого материала,истертого до крупности - 200 нем, помещают в стальные стаканы паровой вибромельницы и истирают в течение 5 мин. Такие же количества эталонных и стандартных образцов состава истирают также в теченже 5 мин.

Навеску 0,030 г подготовленного материала /анализируемой пробы, эталонного или стандартного образца/ я 0,060 г буферной смеси помещают в фарфоровый тигель и перемешивают о помощью смесителя в течение одной минуты. Непосредственно перед испарением смеси просуживают в сушильном шкафу в течение 15 мин. при 105-П0°С.

5. Спектральный авали 8 проб Анализируемую смеоь высыпают ва ленту транспортера, распределяют равномерно по всей ее длине я включают кнопку " пуск’ квантометра. В автоматическом режиме идут ^побжиг", " экспозиция" ■ "опрос каналов". При опросе каналов с табло цифрового вольтметра последовательно для каждого определяемого элемента снимают показания а , пропорциональные логари<$му относительной интенсивности :

х/ Эта линия выведена специально для корректирования целей I/ каретки, я железо по ней не определяют.

II

* 168-С

nz= В Eg

_n    ^CD

гд» Joh и Jcp - интенсивности спектральных линий определив мото элемента и элемента сравнения /меди/.

В - константа.

Значения а записывает или пни автоматически печатается на перфоленту.

Перед анализом следупэей пробы прочищают шэдащуг трубку аппарата УСА-5 по всей ее длине о помощью еряика.

Вое анализируете пробы эхспэнпруюг два раза подряд и усредняют значения а. Все эталонше и стандартные образцы акешшжруют по одному разу.

Значения а для эталоншх и стандартных образцов, по лученные за неокольно дней работы квантометра /подряд любые 2-4 дни работ на протяжения 15-30 дней/, усредняют¹:

По этим данным отроят для каждого элемента градуировочный графи в координатах [а; ЦС ], где С - содержание элемента в эталонных обращал.

Таи как результаты определения, найденные по графику, достроенному по искусственным эталонным образцам, недостаточно достоверны для титана, бериллия и бария, на ту ке координатную сетку наносят точки по станх&ртшм образцам и строят по ним второй график. Вели этих точек шло, то графа проводят приблизительно параллельно первому. Находят, капм содержаниям на графике, построенном по стандартным образцам, соответствуют содержания, по которым построен первый графах, и эти содержания условно принимают за содеркшяя элемента в эталоншх образцах. В дальиейвем градуировочные графики строят по этим условным содержаниям элемента в эталонном обраще.

Градужроэочме графики для определении железа строят только во стаддартвм образцам горммх пород.

Ткиичше градуировочные графики приведены на рио.1 и 2.

х/ Уоредвеяше значения ие доли» различаться более чем иа 0,03 кроме пре дельт малых содержаний. В протаем случае результат анализа бракуют и выложат причины нестабильности работы установки.

МИНИСТЕРСТВО ГЕОЛОГИИ СССР Научный Совет ни аналитическим методам при BI1MO

Спектральные методы

Инструкция № 168-С

СПЕКТРАЛЬНОЕ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ-ПРИМЕСЕЙ В СИЛИКАТНЫХ ИЗВЕРЖЕННЫХ ГОРНЫХ ПОРОДАХ С ПРИМЕНЕНИЕМ КВАНТОМЕТРА

Пгггпкынын чат чно исследовательский институт минерального сырья

(ВИМС)

Москва, 1979

В соответствии с приказом Мингео СССР В 496 от 29.Х.76 г. инструкция В 168-С рассмотрена и рекомендована Научным советом по аналитическим методам к применению для анализа рядовых проб - Ш категория.

/ Щютокол Ш 31 от 1.11.78 г./

Председатель НС АЛ

Председатель секции

спвктральшх методов    О.Д.Ставров

Ученый секретарь

Инструкция # 168-С рассмотри

SeSWHS §,чш8?.

Научным советом по аналитичве-

—?---------- /-------от

с

тября 1979 г.

СПЕКТРАЛЬНОЕ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЭЛЕКТОВ-ПРШЕСЕЙ В СИЛИКАТНЫХ ИЗВЕРЖЕННЫХ ГОРНЫХ ПОРОДАХ С ПРШЕНЕНИШ КВАНТШВТРА¹'^/

Сущность метода

Методика определения элементов-примесей в силикатных

горных породах, разработанная Л.И.Сердобовой ■ Н.А.Большаковой заклшается в исваренки анализируемой пробы в

электрической дуге переменного тока,в которую пробу вводят способом воздушного дутья ,и в измерении интенсивности спектральных линий фотоэлектрическим методом с использованием квантомвтра.

Чтобы свести/к мин шуму ваяние состава пробы на результаты анализа и пошоить точность определений, исходную навеску предварительно разбавляют в отношении 1:2 буферной смесью, состоящей из карбоната натрия / 1(9/, двуокиси кремния / 30£/ и графитового порошка / 60^/.

Карбонат натрия стабилизирует температуру злектржчво-кой дуги: при этом уменьшается влияние состава анализируемых проб на результаты анализа. Графитовый порошок препятствует слипанию частиц и повышает температуру дуги, что способствует более полноцу испарению пробы .Двуокись кремния вводят в состав буферной смеси, чтобы в достаточной степени нивелировать анализируемые пробы по содержанию кремния. Буферная смесь такого состава способствует высокой интенсивности аналитических линий.

х/ Шее «а в КАП спектральной лабораторией ИСГРЭ.

3

» 168-0

Источником возбуждения спектра служит дуга переменного тока силой 28 А, питаемая от генератора У1Э-4.

Смеси анализируемых проб или эталонных образцов с буфером вводят в дуговой разряд с помощью аппарата УСА-5, модернизированного применительно к количественному анализу.

Для получения спектра и фотометрировання линий используют квантометр ДОС-36 /дифракционная решетка 1800 штр/ьм, обратная линейная дисперсия 0,27 шл/мм/ .

Анализ выполняют по методу трех эталонов по относительной интенсивности спектральных линий. Элементом сравнения служит медь. Если требуется определить содержание меди, и, следовательно, она не может быть элементом сравнения, то все элементы определяют по абсолютной интенсивности спектральных линий. Воспроизводимость анализа при этом ухудшается незначительно.

Аналитические графики, построенные по стандартным образцам горных пород и по искусственным эталонным образцам, ишитирующим по составу гранит, для всех элементов, кроме титана, бериллия и бария, совпадают. Поэтому содержание всех элементов определяют по графикам, построенным по эталонным образцам, но для титана, бериллия и бария эти графам корректируют по стандартным образцам. По стандартным образцам строят также график для определения общего содержания железа.

Методика предназначена для определения Co.MLCt.V.Ti, Nt.fe, Ga,Ss,8a,Cu,Be,SnM Sc в силикатных изверженных горных породах. Интервалы определяемых содержаний приведены в табл. I.

Аналитические линии скандия, олова и бериллия перекрываются линиями спектров железа и титана: поэтому скандий, олово и бериллий определяют только в пробах, содержащих не более 3% Ре₂0з > например,в кислых горных породах.

Случайная погрепиость определения для всех элементов кроме железа, скандия и повышенных содержаний хрома и титана укладываете^ в допустимые расхождения инструкции по внутри-х/ можно использовать квантометр ДФС-IOM /дифракционная решетка 1200 штр/мм,обратная линейная дисперсия 0,42 тл/ш/, но при этом определяется только группа сидерофильных элементов: Со, Ni,Tt, Мгг, Fe, Сг.

1 168-С Таблица I

Интервалы определяемых содержаний1^

Элемент Интервалы гзит,% определяема содер- в расчете на в расчете на элемент ОКИСЛЫ КоЗальт 0,001 - 0,03 - Пгзсаль 0,001 - 0.1 - Хрои 0,001 - 0,3 0,0015 -(0.5 /Сга05/ ВанадЕй 0,001 - 0.1 0,002 -0,2 /v205/ ТЕтан 0,02 - 1.0 0,05 -2,0 /П0г/ йарганец 0,01 - 0,3 0,01 - 0,4 /Мггс/ Яелезо /обдее/ - 1,0 - I5,0/Fe20j/ Галлий 0,0005 - 0,01 - Стронций 0,005 - 0.1 0,006 -o.i /2гС/ Барцй 0,006 - 0,1 0,005 -0,1 /ВаО/ Надь 0,001 - 0,05 - Бернллнй 0,0002 - 0,01 0,0005-0,03 /Веи/ Олово 0,0004 - 0,002 - СЕандЕЙ 0,0005 - 0,03 0,007- 0,05 /SCpO,/

з лабораторному контрол». Случайная погренность определения железа, а также хроиа при содзржанзп долее 0,2? в титана при содержания более 0,5? укладывается в удвоен а'е допустимые

расхождения.

В табл.2 даны допусяоме расхождения³ чаду основными и повторными определениями / Д_доп/, расхождения, полученные авторами кнстружцп / Д,_М1/ к запас точности 2 Д_доц/Дэ_КСЦ/

для всех определяемых элементов. Для скандия допустимых расхождений не имеется, и в таблице дано только Ддоп .

Реактива ■ материалы

1.    Карбонат калия, ч.д.а.

2.    Карбонат натрия безводный, ч.д.а.

3.    Двуокись кремния,ос.ч.-12-4.

X/ В652РИИ5димоеть ж правильность определений в уаазаяннг ее те овалах содержаний подтверждена контрольными анализами.

* 168-С

4.    Окись алшжнжя, ч.д.а.

5.    Окись кальция, ч.д.а.

6.    Окись магн я, ч.д.а.

7.    Окислы никеля, хрома, ванадия, титана, меди, галлия, бериллия, олова ■ скандия, карбонаты стронция и бария, кобальт металлический / порошок/ и сульфид марганца для приготовления эталонных образцов. Все реактивы долины иметь квалификацию не ниже ч.д.а. и содержать не менее ЭЭ% основного вещества.

8.    Спирт этиловый, ректификат.

9.    Угли спектральные марки "С-1" диаметром 6 мм.

10.    Графит высокой чистоты /порошок/, ос.ч-7-4.

11.    Буферная смесь. Для приготовления 200 г буферной смеси тщательно смешивают в отупке 1,0 г окиси меди¹' и 20,0 т карбоната натрия, добавляют 60,0 г двуокиси кремния, тщательно перемешивают, добавляют 119 г угольного порошка и снова тщательно перемешивают. Все реактивы должны быть истерты до

-200 меш. Полученная смесь содержит 0,5jt окиси меди, 10? карбоната натрия, 30? двуокиси кремния и 60? угольного порошка.

12.    Основа для приготовления эталонных образцов. Для приготовления приблизительно 100 г основы смешивают в ступке

2.0 г окиси кальция, 1,0 г окиси магния и по 5,0 г карбонатов натрия и калия. Затем добавляют 15,0 г окиси влияния и

72.0    г двуокиси кремния и снова перемешивают. Скесь прокали

вают в муфельной печи при 1200°С в течение двух часов и после остывания истирают до -200 меш. Полученная смесь содержит приблизительно 74,5? Si0₂ , I5,5JtA^0j,    2,1?    СаЭ, 1,0? MgO,

3,1? Ncl₂0h 3,5? K₂0.

13.    Эталонные образцы.

Образец_A, Тщательно истирают с добавлением спирта 0,705 г i?l₂0₃~ 0,500 г Со*0,730 г Сг₂0₃ ,0,890 г V₂0₅ ,0,790 г MaS, 0,835 г Т10г ч 0,550 г основы.Получают 5,0 г смеси,содержащей по 10? каждого эталонируемого элемента.

Образец Б. Тщательно истирают с добавлением спирта 0,840 г карбоната стронция,0,715 г карбоната баржи и 3,445 г основы.

х/ Кед определяют содержание меди, то в состав буферной смеси окись меди не вводят.

* 168-0

Получают 5,0 г смеси,содержаще! по I0JC отронцжя и бария. Образец В.Тщательно истирают с добавлением спирта 0,134 г

Са₂0₅, оТ278 г ВеО, 0,153 г Sc₂0₃,O,I25r CuO, 0,127 г SuOo и 9,183 г основы. Получают 10,0 г снеси, содержаще! по 1,0£ каждого эталонируемого элемента.

ЭтцлошрЛ образец 1 I . Смешивают с добавлением спирта и тщательно истирают 1,00 г образца А, 1,00 г образца Б и

8,00 г ос нож. Подучают 10,0 эталонного образца, содержащего до 1% кобальта, никеля, хрома, ванадия, титана, марганца, стронция и бария.

Эха^нн^_офа80Ц_*_2. Смешивают тахт же образом 3,00 г эталонного образца Л I и 7,00 г основы.Подучают 10,0 г эталонного образца, содержащего по 0,30% кобальта, никеля, хрома, ванадия, титана, марганца* стронция и бария.

Эталонны! образец Ъ 3.Смешивают таким же образом 1,00 г эталонного образца ! I, 1,00 г образца В и 8,00 г основы. Получают 10,0 г эталонного образца, содержащего до 0,1< каждого и8 эталонируемых элементов.

Эталонны! образец $ 4.Смешивают таким же образом 3,00 г эталонного образца Jft 3 и 7,00 г основы. Получают 10,0 г эталонного образца, содержащего по 0,03>С каждого жз этало-нжруешх элементов.

Продолжая таким же образом, то есть,смешивая 3,00 г каждого предыдущего образца с 7,0 г основы, подучают все остальные эталонные образцы, поеледин! иэ которых содержит по 0,00Q3Jt каждого эталонируемого элемента.

14. Стандартные образцы состава /С0С/ или другие образцы с надежно установленным составом. Образцы используют для корректирования градуировочных графиков, построенных по искусственным эталонным образцам. По ним также строят градуировочные графики для определения железа. Стандарте образцы горных пород подбирают с таким расчетом, чтобы все определяемые элементы содержались в них в различных коли отвах,отвечающих всему интервалу определявши содержаний . в первую очередь предельно малым содержаниям. Достаточно иметь 8-10 таких стандартных образцов, например,гранит GM, мльт Ш, глхкиотк! олажец ТВ /СОС страж СЭД , альботшжж^ -