МИНИСТЕРСТВО ГЕОЛОГИИ СССР

ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ (ВИМС)

Научный совет по аналитическим методам

ЯДЕРНО-фИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

Инструкция nI* 73-ЯФ

БОР

МОСКВА 19 6 8

Выписка из приказа ГРК СССР N 229 от 18 мая 1964 года

7.Министерству геологии и охраны недр Казахской CCPi главным управлениям и управлениям геологии и охраны недр при Советах Министров союзных республик* научно-исследовательский институтам* организациям и учреждениям Госгеолкома СССР:

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

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

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

Приложение N® 3, § 8. Размножение инструкций на местах во избежание возможных искажений разрежается только фотографическим или электрографическим путем.

* 73-ЯФ

- 9 -

руют по навескам эталона I г. Этим способом можно определить бор с точностью относительных при содержании от ?f и более BgOg. Хо-лательно при определении бора этим методом подбирать эталоны соответ ствуюцого состава /на гипсовой» глинистой основе/* Пробы с содержанием ниже 7$ BgOg и с переменным содержанием воды следует сравнивать с эталонами того же состава. При этом допускается отклонение содержания воды в отдельных образцах от содержания ее в эталонах не более чем на 5-7f. При измерениях применяют специальные фигурнве стаканы.

Хлор - характерный элемент для руд галогенно-осадочного типа. Присутствие 2»38£ хлора завышает результат определения BgOg на О»If». Встречаемые в солоноснцх толщах содержания этого элемента могут вносить ошибку до 2-2»5f в результаты определения f^Cg. При постоянном содержании хлора используют серию эталонов, ивготовлонных на близкой по составу основе. При переменном содержании хлоре следует пользоваться методикой раздельного определения бора и хлора, основанной на большой растворимости хлористых солей в воде. Эта методика заключается в следующем. В порошковой пробе» в которой предполагается присутствие хлора, определяют содержание бора / 0_пр / обычным способом, Чтобы определить поправку на содержание хлора, навеску 1C г порошковой пробы помещают в стеклянный сосуд и приливают ДО мл воды. Перемешивают, дают отстояться в течение 5-ю минут, осторожно отбирают пилоткой 20 или 25 мл прозрачного раствора, переносят в чистый контейнор и определяют в растворе содержание хлора ва приборе /см. определение бора в растворах/. Прибор предварительно эталонируют жидкими пробами с известным содержанием хлора /растворы ЯаС1 / в таких же объемах. Найденное в растворе содержание хлора /^/ пересчитывают на содержание его в порошковой пробе, умножая на Ц /так как

* 73-ЯФ

содержавшийся в поролковой пробе хлор перешел в раствор» объем которого равен <Ю мл/. Чтобы пересчитать найденное содержание хлора на эквивалентное количество В₂0₃, навеску хлористого натрия или пробу с известным содержание»! хлора / о_с1 / и не содержащую бора измеряют на приборе. По калибровочному графику определяют» какому содержанию бора /°в₂05^ ^{по ствП0КИ} поглощения нейтронов соответствует данное содержание хлора.

К =

Коэффициент “К" обычно лежит в пределах 0,050~0,043 /т.е.

ЦЬ хлора соответствует по степени поглощения нейтронов 0,050-0*0^

В₂(у.

Таким образом, истинное содержание бора / Q_Hct / определяется по разности между найденным содержанием бора и пересчитанным на В₂0₃ содержанием хлора:    0_ИС1*    <э_пр    -    К    .    Q_C1 .

Точность определения хлора в пересчете на содержание его в порош новой пробе составляет 3—абсолютных! точность определения бора в присутствии хлора составляет 0,15—0,2556.

б. Оп£в деление £о£э _в jp э с хзорах_А Принцип определения бора в растворах тот же, что и в порошковых пробах» однако методики несколько различаются. Установку следует эталонировать обязательно жидкими эталонами того же химического состава, что и анализируемые растворы. Необходимо, чтобы вес /объем/ анализируомых проб строго соответствовал весу /объему/ эталонов. Расхождение в весе и введение поправки недопустимо. При идентичном составе эталонов и анализируемых проб пороговая чувствительность составляет 0,1 г/л В₂0₃.

Безопасность работы с установками "РАП-2И" и "Нейтрон" гарантируется малой мощностью применяемого источника /5~бЛ0*-|—/ •

С V к

* 73-ЯФ

-11 -

Анализ можно выполнять в любых поношениях с соблюдением элементарных правил обращения с источниками нейтронов» изложенных в иветрук циях к установкам*

Литература

1.    Временная инструкция по внутрилабораторному контролю качества выполнения химических и количественных спектральных анализов полез них ископаемых в лабораториях системы МГ и ОН СССР» I960 г.» и изменения и дополнения к ной» 1962 г*

2.    Остроумов Г.В* Нейтронный анализ на бор руд скарнового типа* Разведка и охрана кедр X^е 5» 1961 г.

3.    Христианов В*К.» Попов Г.И.» Чорнова А,А. Определение содержания бора нейтронным методой в полевых условиях, "Геохимия", 1967 г*

4.    Якубович А,Л.» Зайцев В.И-. Ускоренное опродолонио бора, лития, кадмия и некоторых других элементов на установке типа ''Нейтрон”. Зав. лаб. * 7,1962 г.

Технический редактор Л.Н.Хорошева Корректоры Д.Д.шадина

_Н*А.Плотникова_

Сдано в печать 19/ХПЧ>?г. Подписано к печ.29/1У-1968г. Л>3340Закав 90 Уч.иад.л.0,5 Тираж 320

Москва, Старомонетный пер.,29. ОВП ВйМСа

МИНИСТЕРСТВО ГЕОЛОГИИ СССР Научный Сочет по аналитическим методам при ВИМСе

Ядерно-^эические методы Инструкция И* 73-Яф

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОРА НЕЙТРОННО-АБСОРБЦИОННЫМ МЕТОДОМ В ГОРНЫХ ПОРОДАХ, МИНЕРАЛАХ И ВОДНЫХ РАСТВОРАХ

Всесоюзный научно-исследовательский институт минерального сырья

(ВИМС)

МОСКВА. 1968 г.

В соответствии с приказом Госгволкома СССР М? 229 от 18 мая 1964 г* инструкция к? 73-ЯФ рассмотрена и рекомендована Научным Советом по аналитическим методам к применению для анализа рядовых проб В категория.

/Протокол № II от 27-28 июня 1967 г./

Председатель ИСАИ.    В.Г.Сочоваков

Председатель секции ядерно-фИзических методов    А.Л.Якубович

Ученый секретарь

- 3 -

Иистоукция fe 73-ЯФ рассмотрена з соответствии е приказом Государственного геологического комитета СССР fe 229 от 18 мая 1964 г. Научным Советом по аналитическим методам /протокол It? II от 27-28 июня 1967 г./ и утверждена ВИ4(Сом с введением в действие cibдекабря 19б7г

ОТРОЕНИЕ БСРА НК^ТРСННО-АБСОРБЦЙ СННЫМ МЕТОД СМ В ГСРНЫХ ПСРОЦАХ. МИНЕРАЛАХ И ВОДШ РАСТВСРАХ^х)

Сущность метода

Нейтронно-абсорбционный метод определения бора и первые образцы аппаратуры типа "НИХ^" разработаны в 1957 г. В.К.Христиаповым и др.З . в дальнейием методика лооабатывалась применительно к созданной сцинтилляцконной аппаратуре типа "Нейтрон" и РАП-2М^*5

Нейтронно-абсорбционный метод определения бора основан на способности ядер изотопа поглодать тепловые нейтроны.

Основные элементы! входящие в состав горных пород и минералов, обладает сечениями поглощения тепловых нейтронов» которые измеряется долями или единицами баре, в то время как для бора эта величина составляет 750 барн^2,®'\

Взаимодействие нейтронов с веществом по схеме _?В¹⁰+ а—jLi⁷ ♦ ₂Не⁴ обусловлено чисто ядерными процессами и не зависит от химического и агрегатного состояния вещества.

Практически способ определения бора заключается в просвечивании авжлизируемого образца потоком тепловых нейтронов. Степень

х/ Внесена в НСАМ лабораторией ядерно-физических и изотопных методов анализа ВИМСа, 1967 г.

ft 73-Яф

ослабления нейтронного потока служит мерой содержания поглощаемого элемента в пробе*

Поскольку кроме бора значительно поглощают дейтроны литий, кадмий, гадолиний и некоторые другие элементы /см.табл, I/, то анализ можно вести лиль в отсутствие мекающих элементов или при постоянном и известном их содержании.

Влияние поглощающих нейтроны элементов можно учесть» пользуясь таблицей I, в которой показано, какое содоржанио их эквивалентно 0,1* ОД.

Таблица I

Элементы Li ci Mn	Cd	Не	Od
Содержание элементов /*/, эквивалентное по поглощению 0,Т* В203 0,215 2,38 9,4	0,107	1,2	0,007

Существенное влияние на правильность определения оказывает присутствие в пробе атомов водорода, завывающее результаты анализа. Степень завышения зависит от геометрических условий измерения. Цифровые данные имеются в методических описаниях, прилагаемых к каждому прибору. В количествах, влияющих на точность анализа, водород присутствует лишь а рудах осадочного и вулканогонно-осадочного типов. В достаточно разбавленных водных растворах, где содержание водорода можно считать постоянным, завышение результатов анализа также постоянно и может быть учтено.

Порог чувствительности метода / j? / оценивают по колебанию вещественного состава анализируемых образцов и по влиянию меняющих элементов. Для руд эндогенного типа порог чувствительности составляет

* 73-ЯФ

- Ь -

0,03£ за исключенном людвигит-магнетитовых руд, для которых эта величина определяется возможными колебаниями содержания железа и достигает 0,0^ В^Оз* Для руд осадочного и вулканогенно-осадочного типа порог чувствительности составляет 0,35-0, му ^в2°3* Такое большое значение объясняется влиянием хлора и водорода, но при подборе эталонов того жо состава, что и исследуемыо руды, эту величину можно снизить до 0,1£ 3₂0з.

Метод позволяет определять бор как в порошковых, так к в яид-ких пробах при любом его содержании, превышающем порог чувствительности, Погрешность определения укладывается в допустимые расхождения*

Таблица 2

Допустимые расхождения*

Содержание £	Допустимые расхождения, отн*
5-^	$-2
2-5	13-8
1-2	20-13
0,2-1	30-20
0,05-0,2	45-30

Роактизы и материалы

I* Эталоны порошковые, три серии. Изготовляют на основе силикатных пород, магнетитозых руд и вмещающих порол осадочных месторождений В качестве эталонов могут быть использованы тщательно проанализированные другими методами пробы одного и того же или близкого соотава. Рекомендуемое содержание В₂0з в каждой серии* 0,0# 0,1 * 0,5# 1,0;

* 7Э-ЯФ

5,01 10,01 20,0* АО,01 60,0£, Однако серия макет быть сокращена или расиирена в зависимости от диапазона определяемых концентраций. Первый эталон шкалы, "пустая порода" (o.Q£ B₂0₃)i    »    представ

ляет собой образец, содержащий не вшив 0»01£ В₂⁰з ^{м по СВО0М}У веще-стве1Шому составу близкий к анализируемому материалу.

Для изготовлония порошковых эталонов рекомендуется использовать аморфный бор, который логко перемешивается с материалом основы. При расчете навесок необходимо учитывать паспортные данные о содержании бора в реактиве в пересчете на Вр0₃.

Аппаратура

X. Приборы "РАП-2Ы"и ^пНейтрон",комплектуемые емкостями для насыпки проб и полониово-бериллиевымв источвлками нейтронов мощностью порядка 20-30 икюри /3,5.10* - 5,5.10* и/сек/*/.

2.    Лабораторные технические весы*

3.    Аналитические весы для взвешивания аморфного бора при изготовлении эталонных образцов.

Ход анализа А. Подготовка приборе к работе

Правила обращения с приборами подробно изложены в руководствах, а в настоящем разделе приводятся лииь самые общие указания.

Прибор включают за 20 минут до начала работы, чтобы он предварительно прогрелся. Прежде всего необходимо проэталонировать прибор одной из серий эталонов, наиболее близкой по составу к анализируемому материалу.

х/ См.инструкции к приборам.

* 73-ЬФ

Прибор эталонируют каждым эталоном выбранной серии в одних и тех же геометрических условиях и, по мере возможности, одними и теми зе навесками эталонов. Точность взваливания эталонов должка быть не меньше 0*1 г. 3 начало и в конце эталонирования измеряют контрольную пробу. Расхождения между отсчетами в начале и в конце измерений контрольной пробы не должны превышать I-& относительных. Контрольная проба и эталоны измеряют трижды, каждый раз в течение трех минут. По результатам эталонирования строят калибровочный график. По оси абсцисс откладывают содержание    по    оси    ординат-

относитольную скорость счета импульсов, которая равна —.100_f

"о

где н_± -число импульсов за единицу времени при измерении соответствующего эталоне, я₀ - число импульсов за единицу времени при измерении контрольной проба.

Использование относительной скорости счета исключает влияние распада источника и позволяет пользоваться калибровочной кривой в точение длительного времени.

Степень ослабления нейтронного потока зависит от содержания бора. Наиболее выгоден для проведения анализа случай» когда при площади обычно применяемой измерительной тарелочки Ю см^ содержание В₂0₃ в пробе составляет 0,07-3,0 г.

Б. Определенно бора

Анализируемую пробу помещают в контейнер наибольшей емкости. Объем пробы должен быть равен объему эталона* что иногда соответствует м равенству весов. Содержание борз рассчитывают с помощью калибровочного графика, построенного по результатам измерений эталонов в тех же измерительных тарелочках. Смеряют скорость счета в импульсах для анализируемой пробы / i_np / ■ вычислял: ДДя *ео относительную

скорость счета /£/ —SP- .<00 .

я₀

Содержание В2О3 в пробе находят по формуле;

где* Оцр - искомое содержание В₂0д в пробе,

С - содержание l^Og в пробе, найденное по калибровочному графику» 1* i Р„_ - вес эталона, г*

JT

Р_пр - вес пробы» г.

Если содержание В₂0д настолько велико, что количество окиси борз во взятой навеске выходит за пределы оптимальных условии измерении, необходимо повторить определение с меньаей навеской. Г.ри этом должно быть соблюдено условие* Q_np. Р_пр -с 0,3 г.

а. Определение бо£а_в_порошковмх пробах_н_п2исутотвии_нокото-j)Kj мешаю1ЦИх_элемвнтов_А Наиболее типичными мешающими определению бора элементами являются железоi водород и хлор.

Дедезо - характерный элемент для магнетит-людвигитовых борных руд. При определении бора в "чистых" магнетитах / ^ 70f> Fe / получаются завышенные на 0,2$ результаты определения В₂0д. Подбор эталонов с содержанием железа, соответствующим среднему содержанию его в исследуемом материале, окикавт ошибку до 0,I-0,0^« В₂0д.

Водород - характерный элемент, входящий з форме кристаллизационной воды в состав борных минералов и вмещающих пород. Влияние водорода /а следовательно, и воды/ на точность определения бора связано с тем, что он дополнительно рассеивает нейтроны. Для уменьшения влияния переменного содержания воды анализ проводят в "тонких слоях". Навеску пробы I г распределяют равномерно по поверхности малого плоского контейнера, входящего в комплект установки, и вы-п.»-|Чявт измерения по обычной методике. Прибор в атом случае градуи^