МИНИСТЕРСТВО ГЕОЛОГИИ СССР

ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ (ВИМС)

Научный совет по аналитическим методам

Ядерно-физические методы Инструкция № 75-ЯФ

НИОБИЙ

МОСКВА

1969

Выписка кз приказа ГГК СССР N? 229 от 18 мая 1964 года.

?• 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 могодик, утвержденных в порядке, предусмотрен ном 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 й? 3,$ 8. Размножение инструкций на местах во избежание возможных искажений разреиается только фотографическим или электрографическим путем.

75-ЯФ

вая / i: 300-350 мг Nb₂o₅ и 200-300 мг полистирола /вторая/ Первую подложку используют при определении содержаний < Nb₂o₅* вторую - При определении содержаний > 5%. Точное содержание ниобия в пробе знать не обязательно.

Каждую подложку закрепляют в отдельную оправу из плексигласа / рис.З /.

15. Дифференциальные фильтры. Приготовляют из окисей или углекислых солей иттрия и стронция способом, рекомендованным в инструкции к прибору ^пМинерал-2"⁷. Поверхностная плотность иттрия в фильтре должна быть 0,033 г/см², стронция - 0,0353 г/см².

Аппаратура и оборудование А. Выпускаемое промышленностью.

7

1.    Приборы "Минерал-2" /РАП -8 / или " Минерал-3" в комплектации , выпускаемой заводом.

2.    Радиоактивный изотоп ти¹⁷⁰ в виде змпулированного источника активностью 0,1 - 0_f2 г экв. радия.

3.    Весы аналитические.

**. Пресс гидравлический на ~ 4 тонны / рис. I /.Рекомендуется школьный пресс, выпускаемый звзодом " Физпри -бор^и N? 2.

Б. Специально изготовляемое

1.    Емкости в виде стаканов с плотно закрывающейся крышкой и с шайбой /рис.2 / для перемешивания исследуемого материала с полистиролом - 10 шт.

2.    Опраза для подложки / рис.З А/ -3 шт.

3.    Оправа для пробы / рис.З Б / - 3 шт.

k* Экран свинцовый / рис.6 / для экранирования гильзы / с кристаллом и фотоумножителем / приборе " ...инерал-З" при определении естественной радиоактивности исследуемого материала с помощью этого прибора - I шт.

9

75-ЛФ

Ход анализа Подготовке проб к анализу

Анализируемые пробы, искусственные стандартные смеси и стандартные или контрольные образцы прессуют в виде плоскопараллельных дисков-таблеток с одинаковой для всех равномерной поверхностной плотностью / т. * 0,0е7 г/см² /.

В качестве связующего вещества используют полистирол, который добавляют к измельченному до 200 меш исследуомому материалу в постоянной весовой пропорции: на 3 или 4 части пробы I часть полистирола %

Нэвеску 0,600 г пробы и 0,200 г полистирола всыпают в стакан / рис. 2,4 Допускают в него швйбу, стакан закрывают крышкой и энергично встряхивают в течение ~ I мин, чтобы полистирол равномерно распределился в пробе. Полученную смесь засыпают в лрессформу / рис.4/    \    разравнивают    по    -

воротом поршня прессформы с легким нежимом на его головку и прессуют в течение ~1 мин под давлением 150 кг/см² /по манометру / .

Спрессованный образец-таблетку выталкивают поршнем из цилиндра прессформы. Нэ образце мягким карандашом пишут его номер.

При изготовлении подложки и эталонных образцов для большей прочности таблеток прессформу, в которой находится спрессованный материал, нагревают до ~150°С / на электроплитке до легкого шипения влаги на наружной станке пресс-формы / и затем, не вынимая таблетки, повторно прессуют в течение ~20 мин / до полного остыввния прессформы /.

х/ Твблетки получаются прочнее, если боать 3 части пробы / 0,900 г/ и I часть полистироле /0,300 г/ , но при атом несколько ухудшается пороговая чувствительность определения.

хх/ Оставшийся на внутренней поверхности ствканв и крышки материал счищают кусочком фотопленки, однако даже при семой тщательной работе неизбежна некоторая потеря.

Если она не превышает 30110 мг, ею мсисно пренебречь.

В комплекте к прибору- "Минерал-2"прессформа име -нуется:"приспособление для изготовления фильтров"

12

75- ЯФ

Подготовка прибора к работе

Прибор настраивают на К&-линии ниобия по прилагаемой к нему инструкции ^. Для обеспечения максимальной чувствительности следует установить такую ширину окна дискриминатора и такой коэффициент усиления, чтобы отношение корня квадратного из скорости счета фона и полезного сигнала было наименьшим. Затем оценивают возможную максимальную счетную загрузку прибора. Для этого при различных положениях источника, начиная с более уделенного, измеряют интенсив -ность аналитических линий ниобия от двух проб, содержащих ~ 1% И    (Oip.i ; Эпр.з), И для каждого положения источника вычисляют отношение ~3^ПР $    . (Ааксималь-

Jnp. 1

ную скорость счета с иттриевым фильтром, при которой отношение    остается    постоянным, принимают за предельно

допустимую счетную загрузку. В процессе работы следят, чтобы величина скорости счета не превызала предельно допусти -мую, регулируя ее перемещением источника или используя диафрагмы.

Далее,по - линиям молибденового и стронциевого излучателей юстируют фильтры как указано в инструкции к прибору*

Излучатели изготовляются в виде таблеток на основе известняка и содержат соответственно ~10% молибдена и ~105& стронция.

Фильтры считаются отъюстированными, если величина их разбаланса составляет не более 0,2-0,Ь%. Разбаланс филь -тров проверяют измерением трех " пустых ¹¹ проб, приготовленных также в виде таблеток из Fe₂0g, СаСОд и Si0₂ .

Определение содержания ниобия

В одно из гнезд прободержателя /рис.** / устанавливают подложку, закрепленную в оправе, в другое - пустую оправу, толщина которой равна толщине оправы, в которой помещена подложка.

13

75-ЯФ

Анализируемую пробу , приготовлонную в виде таблетки» помещают в третью свободную оправу и устанавливают в гнездо кассеты поверх уже находящейся там пустой оправы.

Кассету вводят в соответствующую прорезь штатива,уста-нэвливают так» чтобы проба оказалвсь под потоком возбуждающего излучения, и измеряют скорость счета от пробы с иттри-евьш /Кгр/ и стронциевым /N?jp/ фильтрами, делая но два измерения с каждым фильтром : Nop i Nпр ; N пр » Nпр •

Затем оправу с анализируемой пробой помещают в другое гнездо кассеты - на подложку - и измеряют суммарную скорость счета от пробы с подложкой с иттриевым / ГС'л+пр/ и строн -циевым / N'^+np / фильтрами, делая также по два измерения с каждым фильтром /К'гц._пр; ГГ_п+лр ; ГГ_п+пр ; N'_n+np /, причем последнюю пару измерений / N"_n+np ; N'n+лр / выполняют, повернув оправу с пробой не 180° вокруг оси, перпенди -кулярной к их плоскости. Подложка остается всегда в одном и том же фиксированном положении.

Измерение каждой серии проб начинают и заканчивают измерением эталоне и пустой пробыв Твким образом, в течение рабочего дня эталонную и пустую пробу измеряют 2-3 разе. Необходимо обращать особое внимание на воспроизводимость результатов этих измерений в течение нескольких дней, так как это указывает на стабильность работы аппаратуры.

Продолжительность одного измерения пробы с подложкой составляет I мин, пробы без подложки - 4 мин при содержании < 0,2% Nb₂0₅, 2 мин - при содержании 0,2-2% МЪ₂0₅ и I мин при содержании >2% Nb₂0^.

Форма записи измерений приведена в таблице 3.

Указания по технике безопасности даны в инструкции по эксплуатации приборе ⁷.

х/ Пустую пробу измеряют только без подложки.

14

МИНИСТЕРСТВО ГЕОЛОГИИ СССР Научный Совет по аналитическим методам при НММСе

Ядерно-физические методы

Инструкция № 75-ЯФ

ФЛУОРЕСЦЕНТНОЕ РЕНТГЕНОРАДИОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ НИОБИЯ В КАРБОНАТИТОВЫХ И ГРАНИТОИДНЫХ РУДАХ И В ПРОДУКТАХ ИХ ОБОГАЩЕНИЯ

Всесоюзный научно-исследовательский институт минерального сырья

(ВИМС)

МОСКВА, 1969 г.

В соответствии с приказом Госгеолкома СССР * 229 от 18 мая 1964 г, инструкция *• 75-ЯФ рассмотрена и реко -мсндована Научным Советом по аналитическим методам к применению для анализа рядовых проб - Ш категория.

/ Протокол И? 8 от 13 июня 1966 г. /

Председатель НСАМ    В.Г.    Сочеванов

Председатель секции ядерно - физических методов НСАМ    А.Л. Якубович

Ученый секретарь

Инструкций № 75-ЯФ рассмотрена г соответствии с приказом Государственно-го геологического комитета СССР X® ZZS от 18 мая 1964 г. Научным Советом нс аналитически.»/ методам / протокол X® 8 от 13 июня 1966 г. / и утверждена ЗЛМСом с введением в действие с I/IX -1968 года.

ФЛУОРЕСЦЕНТНОЕ РЕНТГЕНОРАДИОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ НИОБИЯ В КАРБОНАТИТОВЫХ И ГРАНИТОИДНЫХ РУДАХ И В ПРОДУКТАХ ИХ ОБОГАЩЕНИЯ*'

Сущность метода

Флуореоцентный рентгенорадиометрический метод определения ниобия¹¹/основан на возбуждении характеристического рентгеновского излучения ниобия радиоактивным источником и

на последующем измерении этого излучения спектрометром ^-*2,^78,9,10.

Методика разработана Г.В. Остроумовым, Д.В. Токаревой, А.А.Архаповш и Е*С. Кудряшовым в 1966 г. для ускоренного^ ^ определения ниобия на установках "Минерал-2^П и^Минерал-З" * , в которых возбуждение осуществляется с помощью радиоактивного

изотопа Tuⁱ⁷⁰#

Анализ ведут по    -    линиям    ниобия,    при этом ин -

тенсивность анализируемого излучения от исоледуемой пробы сравнивают с интенсивностью изяучоыия от образца с известным содержанием определяемого элемента /эталонный образец/.

х/ Внесена в НСАМ лабораторией ядерно-физических и изотопных методов анализа ВИМСа, 1966 г.

хх/Физические основы этого метода изложены в "Методических указаниях по проведению Флуоресцентного рентгено -радиометрического анализа у Методические указания НСАМ

75-ЯФ

В присутствии этих элементов результаты определения ниобия завышаются: 1% тория эквивалентен 0,37% къ₂о₅;

1% урана - 0,22%    и    1%    мтрия    - 0,24% КЪ₂0₅.

Если содержание мевающг.с элементов известно, рассчитывают поправку, умножая содержание элемента, выраженное в %%, на его эквивалент, а затем вычитают эту поправку из реэуль -татов ,полученных по формуле /I/.

В настоящей методике вводят поправку только на уран и торий^х{ поскольку эти элементы часто сопутствуют ниобию в минеральном сырье ; иттрий же обы;?о не сопутотвует ниобию и, следовательно, ошибка, вызываем его присутствием, воз -можна в очень редких случаях*

Методику можно применять, если сумма содержаний тория и урана не превышает половины содержания ниобия. В этом случае погрешность определения укладывается в допустимые рас -хождения / табл. I /. Если же суммарное содержание тория и урана равно содержания ниобия иди больше, точность и поро -говая чувствительность анализа ухудшаются тем больше, чем больше содержание тория и урана. Содержание иттрия не должно составлять более одной двадцатой содержания ниобия, начиная от О, 2 %    ^и    &Ън*<е

Методика рекомендуется для определения ниобия в кар-бонатитовых и гранитоидных рудах и в продуктах их обогащения при содержании 0,02% Nb₂°3 ^{и выше}* Практически мето -дика опробована до содержания 55% яь₂о₅ •

х/ Поправку рассчитывают по величине экспериментально определяемой естественной радиоактмвкооти пробы / см* ниже /.

5

75- ЯФ

и не содернатся в значительных количествах / п % / элементы, близкие по атомному номеру к ниобию.

11.    " Пустые" пробы - известняк и кварцевый песок, не содержащие ниобия, урана, - тория, иттрия, а также значительных количеств элементов с атомными номерами больше 20.

12.    Эталоны силикатного типа из равновесной урановой руды, не содержащей тория, и из ториевой руды. Эталоны со -держэт по 1% урана и тория.

13.    Искусственные стандартные смеси для определения зависимости inp^fC^np), содержащие по 2% и по ~ 10% иъ₂о₅. В качестве наполнителей используют тонкоистертый

/ 200 меш / кварц / Si0₂/, известняк /СаСОд/, окись алюминия / Al^Og / и их смеси / см.табл. 2 /.

Теблице 2 Искусственные стандартные смеси

fe смеси Содержание

_Nb₂Q₅

2 Bec.4.Fe₂o^+ I вес.ч.СаСОд I Bec.4.Fe₂0₅+ 2 вес.ч.СаСОд

1    вес.ч•Fe₂0j+ 6 вес.ч,СаСОд

СаСОд

2    вес.ч.СвСОд ♦ I вес.ч. sio₂ I вес.ч.СаСОд ♦ 2 вес.ч. sio₂

St0₂

I вес.ч. sio₂+ I вес.ч.А1₂0д

7

75-ЯФ

Методика приготовления стандартных смесей аналогична принятой в спектральных методвх анализа. Сначала готовят наполнители указанного состава, тщательно перемешивая их составные части. Отвешивают 9,00 г наполнителя, из этого количество приблизительно 2 г помещают в ступку, добавляют 1,000 г пятиокиси ниобия, смачивают спиртом и тщательно истирают и перемешивают. Добавляют остальной наполнитель и снова перемешивают, дважды смачивая спиртом. Полученная смесь после полного испарения спирта содержит около 10% Nb₂o₅* Точное содержание нь₂о₅ рассчитывают исходя из количества примесей во взятой пятиокиси ниобия*

Навеску 2,000 г полученной смеси смяеивэют таким же способом с 8,00 г того же наполнителя. Подучают вторую смесь, содержащую в ь раз меньше пятиокиси ниобия, чем первая / - 2% / .

Таким образом приготовляют стандартные смеси на каждом наполнителе, содержащие ~ 2% и 10% ю>₂0₅ • Связующим ве -ществом служит полистирол.

Из каждой стандартной смеси готовят прессованием 2-3 таблетки / плоскопараллельные диски / и надписывают на них карандашом номер смеси и содержание пятиокиси ниобия*

Смеси, приготовленные на чистом известняке, как обла -дающие средними абсорбционными свойствами, используют в качестве эталонов:    первую    / -^ 2%    *л>20₅    /~лля    определения

содержаний <5% Nb₂o₅, ^ВГ0РУ^Ю /^10% иъ₂°₅/-для определения содержаний >5% Nb₂o₅*

Правильность состава эталонов / т.е. соответствие фактического содержания пятиокиси ниобия расчетному / проверяют сопоставлением результатов реитгеиорадиометрического определения пятиокиси ниобия в стандартных или контрольных об -разцах с паспортным содержанием в них пятиокиси ниобия.

Искусственные стандартные смеси хранят в эксикаторе тли в склянках с хорошо притертой пробкой.

14. Подложки /2 кт. / - плоскопараллальные таблетки из с-шси пятиокиси ниобия и полистирола. Готовят прессованием смесей 70 мг Nb₂o₅ и 200-300 мг полистироле / пер-

Ъ