Инструкция НСАМ 62-С
Спектральные методы. Кремний, алюминий, железо, кальций, магний, марганец и титан. Спектрографическое определение кремния, алюминия, железа, кальция, магния, марганца и титана в зернах отдельных минералов и в малых навесках горных пород

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

7. министерству геологии и охраны недр Казахской ССР, главный управлениях и управлениях геологии и охраны недр при Советах Министров союзных республик, научно-исследовательских институтам, организациям и учреждениях Госгеолкоха СССР:

а) обязать лаборатории при выполнении количественных анализов геологических проб при хон ять методы, рекомендованные ГОСТами, а такие Научным советом, по мере утверждения последних ВИЫСом.

При отсутствии ГССТов и методов, утвержденных ВИ*Сом, разрешить временно применение методик, утвержденных в порядке, предусмотренном приказом от I ноябри 1954 г. 998;

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

Приложение te 3, $ 8. Размножение инструкций на местах во избежание возможных искажений разрешается только фотографическим или электрографическим путем.

Б ступку помещают точно 0,025 г стандартного образца и 1,000 г буферной смеси к тщательно истирают*/ с добавлением спирта в течение 30 минут.

Аппаратура и принадленности

1.    дифракционный спектрограф ДФС-13 с решеткой 600 штр/мм*

2.    Штатив дуговой вертикальный с осветителем.

3.    Балластный реостат и амперметр на 10 8.

Микрофотометр МФ-2.

5.    Весы аналитические.

6.    Весы тэрзионные на 500 мг и 20 мг.

7.    Станок и фреза для заточки электродов.

8.    Ступка агатовая или яшмовая.

Ход анализа

Если на анализ поступает 1-5 мг, весь материал используют для анализа.

Если на анализ поступает не более 0,3 г, весь материал истирают до крупности -325 меш и отбирают навеску 5-10 мг. Если поступает более 0,3 г, то пробу сокращают квартованием до 0,3 г и далее поступают, как описано выше.

Навеску исследуемого образца^Лжешквают точно с *Ю-кратным количеством буферной смеси. Сначала в ступку добавляют такое

^Смотри "Ход анализа".

^Навеску берут на торзионных весах па 20 мг.

9

fe 62-С

количество буферной смеси, чтобы разбавить пробу в 5-6 раз, смачивают спиртом и истирают в течение о-4 минут. Затем добавляют оставшуюся часть буферной смеси, еще раз смачивают спиртом и тщательно истирают пробу в течение 7-10 минут.

Полученной сыесью наполняют каналы трех угольных электродов, имеющие форму цилиндра и следующие размеры:

I/ диаметр    внесший    -    2,6    ми;

2/ диаметр    канала    -    1,4    ми;

3/ глубина    канола    -    6,5    мм;

4/ длина проточенной части -    8,5    мм.

Электрод устанавливают в вертикальный штатив и сведением с верхним электродом зажигают дугу. В качестве верхнего электрода иснользуют пустоЙ/не наполненный смесью/элсктрод такой же формы.Дуга питается переменным током через балластный реостат. Экспонирование при силе тока 8-9 с до полного испарения пробы продолжается приблизительно 2 ыии. дуговой промежуток, равнш! 3 мм, зо время горс.шя дуги поддерживают постоянным.

Спбктрог1-аж!:у получают при следующих условиях:

1.    дифракционный спектрограф ДФС-13 с решеткой 600 итр/ад; спектр I порядка.

2.    Освещс-лис щели - стоила .тная тпехлкизоная система.

3.    LixpHiia цели - 0,020 пи.

о

4.    Фотографируемый участок спектра: 2500-3500 А.

5.    Фотопластинки - "микро” чувствительностью 16 или 22 ед. iOCTq размером 9x24 см.

6.    Проявитель стандартный I.

7.    Обработка фотопластинок обычная.

10

» 62-С

Спектры анализируемых и стандартных образцов фотографируют трижды.

Количество света, поступающего в прибор, регулируют с помощью револьверной диафрагмы таким образом, чтобы почернения линий для указанных в таблице 4 интервалов концентраций составляли 0,2-1,9 для. области, в которой фон не появляется, и 0,4-1,9 при почернении фона около 0,2.

После обработки фотопластинки фотоыетрируют линии, указанные в таблице 4. Там же приведены интервалы определяемых концентраций и линии мешающих элементов.

По результатам фотометрирования находят разности почернений / д S / линий определяемых элементов и линия меди. Значения д s для трех параллельных экспозиций усредняют. С помощью стандартных образцов строят градуировочные графики в координатах / ASjlgc /, где С - концентрация определяемого элемента. Градуировочные графики имеют обычный вид и прямолинейны в области нормальных почернений.

Тек как анализируемые и стандартные образцы смешивают с буферной смесью в одном и том же соотношении, то расчеты не нужны, и содержание определяемых элементов находят непосредственно по градуировочным графикам.

Аналитические линии и интервалы определяемых концентраций

Таблица 4

Опреде ляемый компо нент :Аналитическая линия, 0 А [интервал определяемых концентраций, % ! /в расчете !на окислы/ Мешающие элементы .'Иерекрывдющая ! контрольная ! линия» А i линия. А Sio2 Si I 2987,65 20-80 нет - /0 *12о3 11 I 2575,* 1-20 пот - 11 I 2652,49 3-30 нет - Са П 3158,87 0,2-4 Со 3158,76х/ Со 3154,67 СаО Са I 3006,86 4-20 нет - Са I 2994,96 10-50 нет - м* I 2779,83 0,2-3 нет - MgO Mg I 2782,97 1,5-30 нет - Fe I 2719,03 0,1-5 нет - г.2о. Ре I 2813,28 2-30 нет - Ti п 3072,97 0,1-1 МП 3073, l&x/ . - Т102 Ti п 3075,22 0,1-1 7 3075,27ххх/ 7 3069,64 Ti i 2956,13 0,3-2 нет - Ti I 2646,64 1-10 нет - МпО Мж I 2801,06 0,02-0,4 нет - Mn П 2933,06 0,3-3 нет - - Са X 3010,84 линия сравнения нет -

...------ -Г-    -    *    -    *    v

Линия марганца 3073,13 А не перекрывает линии 3072,07 А, но при содержании марганца —10% меиает использовать ату линию титана ввиду появления сильного goHa. В этом случае следует

пользоваться линией Ti 3075,22 А.

^ххх/^,1иния появляется при содержании ванадия — 3%.

Литература

I. Временная инструкция по внутрилабораторному контролю

качества выполнения химических и количественных спектральных

анализов полезных ископаемых в лабораториях системы МГ и ОН

СССР» 1960г. и изменения и дополнения к ней» 1962 г.

12.

МИНИСТЕРСТВО ГЕОЛОГИИ СССР Научный Совет по аналитический методам при ВИМСе

Спектральные методы Инструкция »й 62-С

СПЕКТРОГРАФИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРЕМНИЯ,АЛСМИНИЯ.ШЕЗА КАЛЬЦИЯ,МАГНИЯ,МАРГАНЦА И ТИТАНА В ЗЕРНАХ ОТДЕЛЬНЫХ МИНЕРАЛОВ И В МАЛЫХ НАВЕСКАХ ГОРНЫХ ПОРОД

Всесоюзный научно-исследовательский институт минерального сырья

(ВИМС)

Москва, 1968 г.

3 соответствии с приказом Госгеолкома СССР И® 229 от 18 мая 1964 г. инструкция № 62-С рассмотрена и рекомендована Научным Советом по аналитическим методам к применению для анализа рядовых геохимических проб - У1 категория.

(Протокол я? 9 от 29.XH.66r.)

Зам.председателя НСАЫ

Председатель секции спектральных методов

Ученый секретарь

Технический редактор Л.Н.Хорошева Корректоры:    Л.Д.Шалина

Н.Т.Осипенко

Сдано в печать 12.УВ.67Г. Подписано к печати 9/1-68г. Л53068 Заказ 53 Уч.изд.л.0|7 Тираж 5S0_

Москва, Старомонетный пер.29. ОЭП ВИМСа

Инструкция № 62-С рассмотрена в соответствии с приказом Госудаэственного геологического комитета СССР ж 229 от 18 мая 1964 г* Научным Советом по аналитическим методам /протокол Кз 9 от 29.X1J.66 г./ и утверждена ЬИаЗСом с введением в действие с 31 августа 1967 г.

СПЕКТРОГРАФИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРБИНИЯ.АЛЮМИНИЯ,ЯЕЛЕЗА, КАЛЬЦИЯ,МАГНИЯ,МАРГАНЦА И ТИТАНА Б ЗЕРНАХ ОТДЕЛЬНЫХ МИНЕРАЛОВ И В МАЛЫХ НАВЕСКАХ ГОРНЫХ ПОРОД*'

Сущность метода

Метод определения кремния, алюминия, аелеза, кальция, магния, марганца и титана, разработанный Е.Ю.Пантелеевой и А.К.Русаковым, основан не испарении анализируемого образца /в смеси с буферным порошком/ из канала угольного электрода в дуге переменного тока и измерении интенсивности спектральных линий фотографическим истодом.

Чтобы устранить влияние состава образцов на результаты «диализа и повысить воспроизводимость анализа, исходную навеску сильно /примерно в 40 раз/ разбавляют буферной смесью, состоящей из угольного порошка и углекислого стронция,в отношении 2:1.

Добавление соли стронция, обладающего сравнительно низким потенциалом ионизации /5,69 эв/, обеспечивает стабилизацию темпе-

^Внесена в НСАМ спектральной лабораторией ВИМСа, 1966 г.

3

M 62-С

ратуры пламени дуги, повышает воспроизводимость и устраняет влияние валового состава образцов на результаты спектрального анализа.

Кроме того, при разбавлении пробы углекислым стронцием интенсивность спектральных линий ослабляется незначительно, что позволяет сохранить достаточно высокую чувствительность анализа при таком сильном разбавлении и ограничиться навеской I кг.

В качестве элемента сравнения используется медь, которая при введении в образцы в виде окиси меди испаряется приблизительно одновременно с определяемыми элементами.

Для получения к фотографирования спектра используется спектрограф ДФС-13 с решеткой 600 штр./мм.

Ввиду того, что чувствительность фотопластинок зависит от

длины волны, а аналитические линии расположены в широком интервале

длин золн, при выбранных условиях анализа в коротковолновой области о

/2500-280ОА/ фон не появляется.

Анализ выполняют по методу трех эталонов. Стандартными образцами служат природные образцы горных пород и минералов различного состава, многократно прознализированные надевший химическими методами, а также искусственные смеси, приготовленные из окислов и карбонатов.

Если на анализ поступает бользое количество материала, то должна быть обеспечена представительность навески. Для этого пробу сокращают квартованием, дополнительно истирают и берут навеску 5-10 мг .

Методика предназначена для анализа минералов породообразующих элементов /силикаты, карбонаты, окислы, фосфаты/, а также горных пород различного состава.

Методика опробовано при анализе пипоксснов, амфиболов, слюд, гранатов, турмалина, кальцита, магнелгаа, апатита, боксита и извер-4

Jft 62-С

кенных горных пород различного состава.

При анализе минералов достаточна навеска I мг.

Методика неприменима для анализа материала, содержащего более 10% Но о к более 50% тю₂

0 точности /воспроизводимости/, достигаемой при использовании данной методики, можно судить по таблице X,

Таблица I

Точность /воспроизводимость/ определения породообразующих

элементов*/

Опреде ляемый компо нент i ,Точность Концентра-j/коэффици-ция, % ieHT вариа-1ции/, % j Определяемый ,компонент "I- I Концент-j ра^ия, ! 'Точность ! /коэффи-! циент ва-j риа^ии/, sio2 80 м 30 м _и_ 20 ю .и. 10 5,5 иго3 20 *•? I 13 .11. 5 8,5 .и. 0,2 22 _tt_ 2 8,5 НмО 0,5 12 *•2 °3 20 6,8 _н_ 0,1 II .и. 5 7,2 .и. 0,05 17 .и. I II Т102 10 5.0 _ п_ 0,2 13,5 I 8,2 СаО 30 5.5 0,1 13 _п_ 10 6,5 -f»— I и.5 0,5 15

опыту работы спектральной лаборатории ВИМСа.

5

fe 62-0

По точности /см.табл.2/ методика соответствует утвержденным допустимым расхождениям, подсчитанным по данным химического анализа больших навесок /табл. 3/, или удвоенной величине их. В отдельных случаях точность превышает удвоенные допустимые расхождения: при тако:: условии анализ может быть выполнен только ориентировочно.

Таблица 2

Соответствие точности методики существующим допустимым

расхождениям

Опреде ляемый компо нент	I Интервал кон-; центраций, соответствующий допустимым j расхождениям, %	I интервал концентраций, соответствующий Удвоенным допустимым расхожде-I ниям. %	I интервал концен-!траций, соответствующий более, чем !удвоенным допустим -!мым расхождениям*/, 1 %
S102	—	-	20-80
А12о,	1-3	3 - 30	-
Тв2 °5	0,1 - I	I - 10	10-30
СаО	0,2 - 2	2 - 30	30-50
м*о	0,2 - X	I - 30	-
МпО	0,02-0,2	0,2 - 0,5	0,5-3
тю2	0,1 - 2	2 - 10	-

Щот стимые расхождения по опыту работы спектральной лаборатории ВИМСа составляют при содержании 20-80% Si®- * соответственно 15-7%; при 10-30% Г* о - 10%.    ²

Таблица 3

Допустимые расхождения¹

Определяемый    |    Со_Д9ржа1а_Э1 % \    Допустимые

компонент    j    «    расхождения,    %

Кремний, двуокись 30 - 50 2Д - 1,5 Алюминий, окись 20 - 50 5 - 2 5 - 20 9 - 5 I - 5 20 - 9 Железо, окись 10 - 30 4 - 2 5 - 10 9 - 4 I - 5 15 - 9 од - I 40 - 15 Кальций, окись 5 - 25 8 - 4 I - 5 20 - 8 0,05 - I 1 о in 20 Й8ГНИЙ, ОКИСЬ I - 5 20 - 8 0,2 - I 30 - 20 0,05 - 0,2 50 - 30 Марганец, эакись 0,05 - I 30 - 6 Титан,двуокись 2 - 15 10 - 3 од - 2 30 - 10 0,05 - од 40 - 30

Реактив» ж материалы

1.    Стронций углекислый, спектрально чистый

2.    Окись меди, ч.д.а.

3.    Спирт этиловый.

7

№ 62-С

4.    Угли спектральные марки С-2 диаметром 6 мм.

5.    Угольный порошок ив угля марки С-2 крупностью - 200 меш.

6.    Фотопластинки "микро" чувствительностью 16 или 22 од.ГОСТа разнерок 9x24 см.

7.    Обычные реактивы и принадлежности для обработки фотопластинок.

8.    Буферная смесь /угольный порошок* углекислый стронций и окись меди в отношении 100:50:1,75 по весу/.

Окись меди тщательно смешивают и растирают в ступке с углекислым стронцием, который добавляют порциями с таким расчетом, чтобы за один прием смесь разбазлялась не более, чем в три раза. Затем добавляют угольный порошок и полученную смесь снова тщательно перемешивают.

9.    Стандартные образцы.

В качестве стандартных образцов используют природные образцы горных пород различного состава с надежно установленным содержанием определяемых элементов, например, стандартные образцы Уральского института металлов и других организаций. Можно использовать внутрилабораторные контрольные образцы.

Образцы подбирают с таким расчетом, чюбы концентрация в них определяемых элементов охватывала необходимые интервалы. Если требуется, содержание определяемых элементов точно устанавливают многократным анализом, причем желательно, чтобы он был выполнен в двух лабораториях, например, в основной и в контролирующей.

Можно также пользоваться искусственными смесями окислов и карбонатов при достаточно высокой степени чистоты используемых реактивов.

8