МИНИСТЕРСТВО ГЕОЛОГИИ СССР

ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ (ВИМС)

Научный совет по аналитическим методам

Спектральные методы

Инструкция №58-С

НИОБИЙ И ТАНТАЛ

МОСКВА- 1966 г.

Вшшска из приказа ГТК СССР I? 229 от 18 мая 1964 года

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

а) обязать лаборатории при выполнении г'жичественьых анализов геологических проб применять методы, рекомендованные ГОСТамм, а также Научным советом, по мере утверждение последних ВИМСои.

При отсутствии ГОСТов и методов, утвержденных ВИМСом, равреиить временно применение методик, утвериденных в порядке, предусмотренном приказом от I ноября 19Ь4 г. * 998*

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

Приложение * S, $ 3. Размножение инструкций на местах во избежание возможных искажений разрежается только фотографическим или электрографическим путем.

* 58-С

никакие расчеты не нужны, и содержание ниобия я тантала в образце определяют непосредственно по градуировочному графику.

Литература

1.    Временная инструкция по знутрилабораторному контролю в лабораториях системы ЦТ и ОН СССР, I960.

2.    ааЯдель А.Н., Прокофьев В.К., Раискин С.(и., Шрейдер Е.Н. Таблицы спектральных линий. Физматгиз, М., 1%2.

3.    Калинкина Т.А. и др. Фотоматериалы НИКФЛ для спектрального анализа в ультрафиолетовой области спектра. X.прикладной спектроскопии, 1965,2, * 5, 475.

4.    Прокофьев В.К. Фотографические методы количественного спектрального анализа металлов и сплавов. Гостехиздат, ifrJ!. 1951.

5.    Гусанов А.К., Алексеева В.М., Ильясова Н.В. Об устранении взаимного влияния тантала и ниобия при спектральном анализе горных пород. Зав. лаб., 1966, 32, К? 6, 696.

6.    Harrison G.K. Wavelength tables of 100000 Spectrum lines,New York ,1939.

iO

Технический [вдактор Л.Н.Хорошепа Корректор Н.Т<Осипенко

Сдано в печать 12/1Х-66Г. Подписано к печати 20Л1-66г. ЛЯ1772 Заняв » 13S Уч.ивд.л.О.ЬЙ Тирах ЬЬО

Москва , Старейонетный пер. ,29 . ШП ВИМСа

МИНИСТЕРСТВО ГЕОЛОГИИ СССР

Научный Совет по аналитический методам при ВИМСе

Спектральные методы Инструкция V» 38 - С

СПЕКТРОГРАФИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ НИОБИЯ И ТАНТАЛА б СИЛИКАТНЫХ ГОРНЫХ ПОРОШ

Всесоюзный научно-исследовательский институт минерального сырья (ВИМС)

Москва, 1966 г.

В соответствии с приказом Госгеолкома СССР И? 229 or 18 мая 1964 г. инструкция I* Зб - С рассмотрена и рекомендована Научным Советом по аналитическим методам к применению для анвлмаа ртдовых проб - S категории.

(Протокол *р 5 от 25.1.66г.)

Председатель НСАМ

Председатель секции

опектральных методов    А.К.Русанов

Ученый секретарь

Инструкция И? 58 - С рассмотрена в соответствии с приказом Государственного геологического комитета СССР * 229 от 18 мая 196ч г. Научным Советом по аналитическим методам (протокол Не 5 от 25.1.66Г) и утверждена ВКМСом с введением в действие

с 1 октября 1966г.

СПЕКТРОГРАФИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ НИОБИЯ И ТАНТАЛА В СИЛИКАТНЫХ ГОРНЫХ П0РСДАХ^х)

Сущность метода

Разработанный А.К. Русановым, £.«. Алексеевой и Н.а.

5

Ильясовой метод определении ниобия и тантала в горных породах основан на испарении анализируемого образца в смеси с буферным порошком из каналов двух угольных электродов в дуге переменного тока и измерении относительных интенсивностей линий ниобия и тантала фотографическим методом. Источником возбуждения служит вертикальная дуга переменного тока силой 25а. Тантал определяют по линии Та I 2963,32 X, ниобий - по линии НЬ П-2950,88 А.

для поведения чувствительности анализа и для уменьшения числа элементов, перекрывающих аналитические линии ниобия и тантала, анализ выполняют на спектральном приборе высокой дисперсии - спектрографе ДФС-13 о решеткой 1200штр/мы.

В качеотве внутреннего стандарта используют фон. Почернение аналитических линий и фона измеряют с помо-ью микрофотометра МФ-2. Анализ проводят ло методу грех эталонов .

Стандартными образцами (эталонами) служат искусственные смеои, получаемые разбавлением чистых пятиокисей ниобия и тантала основой состоящей из трех весовых частей кварца и од-

х) Внесена в НСАМ спектрально/, лабораторией ВИМСа. 1966 г.

3

* 58-С

ной части гранита, содержащего не более 0,00Г* пятиокисм ниобия и тантала.

Буферная смесь состоит из пяти частей прэкалвааого хлористого кобальта, двух частей угольного порошка и одной части кварца. Добавлением к анализируемым пробам буферной смеси указанного состава устраняется влияние ниобия на результаты определения тантала, однако остается влияние других труднолетучих элементов, например, циркония и вольфрама.

Тантал и другие труднолетучие элементы не влияют на результаты определения ниобия.

Методика рекомендуется для определения 0,003 - 0,1 % иъ₂о₅ и Та^О^ в силикатных горных породах, содержащих не более I % zr0₂ н 0,4 % ю₃

Погрешность определения при содержании от 0,005 до 0,1£ укладывается в допустимые расхождения (см. табл. I). Для содержаний от 0,003 до 0,005$», для которых допустимые расхождения не предусмотрены, расхождение иежду параллельными определениями составляет Э0-2Я» от содержания ЫЪ₂о₅ или Та^О^ (по опыту работы спектральной лаборатории ВИЫСа).

Таблица I

Допустимые расхождения^{1 2 3}

I    Допустимые    расхождения,    отн.    °L

}    *>2°,    j    ^Та2%

З.Пятмокись тантала, содержащая не более I & ниобия ^.Купферон, насыщенный водный раствор.

5.Обычные реактивы для обработки фотопластинок.

6. Кварц, истертый до крупности -200 мет .

7. Гранит, истертый до крупности -200меш, не содержащий ниобия и тантала.

8.    Электроды угольные, спектрально чистые,диаметром 6 ми

9.    Угольный порошок, опектрально чистый.

10.    Фотопластинки "микро", чувствительностью 22 ад.ГОСТа , размером 9 х 12 см^х)

11.    Буферная смесь и стандартные образцы а) приготовление буферной омеои

Приготовляют смесь безводного хлористого кобальта, угольного порошка и кварца в отношении S:2:1 (по весу.). Хлористый кобальт, содержащий 6 молекул кристаллизационной воды, предварительно прокаливают в фарфоровой чайке в муфельной печи при 400°С до перехода окраски из розовой в оинюю (безводная форма). 0 конце прокаливания можно судить также по появлению на стенках чашки черного налета окиси-закиси кобальта. Буферная смесь и эталоны гигроскопичными их следует хранить в эксикаторе.

б) Приготовление стандартных образцов (эталонов).

В качестве основы для приготовления эталонов применяют смесь порошков кварца и гранита в отнолении 3:1. Отвеливают 0,800 г основы, из этого количества приблизительно 0,2 г помещают в небольшую ступку, добавляют по 0,100 г пнгиокисей ниобия и тантала, тщательно перемешивают и истирают, добавляют спирт до получения сыеганообразной массы и снова тщатель-# 58-С

но перемешивают до йодного испарения спирта. Добавляют остальную основу (приблизительно 0,6 г) и снова перемешивают таким же способом. Полученная смеоь содержит по 10,0 %

Nb₂o^ и

Приблизительно I г полученной омеси смешивают в ступке соответствующего размера описанным способом с точно 9-кратным количеством основы: сначала добавляют 2-3 г основы, затем остальную ее часть. Полученная смесь содержит по 1,00 % и та₂о^.

Из етой смеси таким же образом готовят смесь,содержащую по 0,100* ИЪ₂о₅₄«Та₂0₅ .

Половину последней смеси разбавляют в два раза основой. Подучается образец, содержащий по 0,050 * нъ₂о₅ и Та^О^.

Половину итого образца разбавляют в два раза основой и получают образец, содержаний по 0,025 * кь₂о_? и Та₂0_& и т.д.

Таким образом подучают образцы, содержание по 0,10; 0,050; 0,025; 0,0125; 0,0062 и 0,0031 * яъ^о^ и Та₂0₅.

Для получения рабочих стандартных образцов каждый образец смешивают с равным весовым количеством буферной смеси. Полученные образцы хранят в экоикаторе.

Аппаратура и принадлежности

1.    Спектрограф Д4С-13 (решетка 1200 итр/ми) с трехлинзовой осветительной системой.

2.    Штатив дуговой вертикальный.

3.    Генератор дГ-2.

Балластный реостат, расочнтанный на смлу тока до 30а.

5.    Микрофотометр МФ-2.

6.    Веоы торзмокные иди аналитические.

7.    Станок и фразы для шточки электродов.

8.    Ступка агатовая или ядыовая.

1од анализа

Навеску 0,050 - 0,060 г анализируемого образца смешивает с равным весовым количеством буферного порошка и тщательно истирав? в агатовой ступке с добавлением спирта.

Наполняют смесью отверстии четырех угольных электродов, имеющих следующие размеры:

1.    Диаметр    электрода    -    3 мм

2.    Диаметр    канала    -    1,4 мь.

8.    Глубина    канала    -    12 мм

4.    Длина проточенной чаоти    -    13 мм

Во избежание разбрызгивания пробы поверхность смеси смачивают насыщенным водным раотвороы купферока, просушивают электроды в сушильном шкафу при 105-И0°С в теченне 2О-30миы. и устанавливают в штатив.

Дугу зажигают соединением электродов (сила тока 8-10 а); чороз 10 сек электроды разводят на расстояние 3 мм, которое далее поддерживают постоянным, а силу тока постепенно повышают до 25 а. Спектры анализируемых и стандартных образцов фотографируют дважды.

Спектр экспонируют до полного выгорания пробы и фотографируют при следующих условиях:

Спектрограф ДЮ-13 с решеткой 1200 штр/мм; спектр первого порядка.

Оириыа щели - 0,020 мы.

Фотографируемый участок спектра 2825-3075 X.

Проявмтедь г стандартный * I.

Обработке фотопластинок обычная.

Так как фон используется в качестве внутреннего стандарта, почернение его должно соответствовать облаоти нормальных почернений характеристическом кривой фотопластинки. Это дости-

7

# 58-С

гается подбором величины диафрагмы на промежуточной линзе осветительной системы. Сосле обработки фотопластинки фотометра-руют аналитические линии тантала и ниобия, приведенные з таблице 2, и фон возле них. В таблице 2 дани также длины волн и примерные концентрации мешающих алементов.

Аналитические линии ниобия а тантала

Таблица 2

Аналитические I Интервал 1 Ыенающие элементы линия определяемых элементов i ! определяемых! ! концентра- I щй ! * 1 [ Длина волны ме-| шаюцих линий ! i 1 1 Примерная ! концентрация 1 * къ П 2950,88 0,003-0,1 ТВ 10 Но х> 2 Та I 2963,32 0,003-0,1 v D 2963,25 I Ип 2963,26 2 Lu П 2963,32 0,01 на 2963,37 I ТЪ 2963,43 I * I 2963,43 ^20 Cr х) 2

С помощью стандартных образцов отроят градуировочные графики в координатах [бд — ; 29С].

Для перехода от почернения лани! к их интенсивностям и для учета фона удобно использовать расчетные приспособления . Примерные градуировочные графики представлены на рис. I

и 2.

Так как и стандартные и аналж8ируемые образцы разбавлялись буферной смесью в одном и юн же ооотноиеяии (1:1), то

х) Линия отсутствует в таблицах спектральных линий²*^.

8

1

0,05 - 1,0    20    -    15    15 -    10

0,02 - 0,05    30    -    20    25 -    15

0,005- 0,02    50    -    30    50 -    25

Реактивы я материалы

2

   Кобальт хлористый ч.д.а

3

   Пятнокиоь ниобия, содержащая не более I % тантала