МИНИСТЕРСТВО ГЕОЛОГИИ СССР

ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ (ВИМС)

Научный совет по аналитическим методам

Ядерно-физические методы

Инструкция № 87-ЯФ

ОЛОВО

МОСКВА

1969

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

7. 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 ьыполнении количественных анализов геологических проб применять методы, рекомендованные ГОСТами, а также Научным советом, по мере утверждения последних Bl'iiCoM.

При отсутствии ГОСТов и истодов, утвержденных ЗИ-Сом, разрешить временно применение методик, утвержденных и порядке, предусмотренном приказом от I ноября 1954 г. № 998;

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

Приложение te 3,5 8. Размножение инструкций на местах во избежание возможных искажений разреыается только фотографическим или электрографическим путем.

№87-ЯФ

Таблица В

Условия анализа проб, содержащих тяжелые элементы

Навеска	I Г	-f—---- Навеска —1	2 г
М |	^ Хоо	! I	^ Jt-
0,2 0,2 - 0,5	2 X ТО7 I х ТО7	0,5	б х ТО6
0,5 - I	6 х ТО6	0,5 - I	5 х ТО6
1-2	3 х I06	I - 2	I х ТО6
2-4	I х ГС6	2-4	б х ТО5
4-7	б х Ю5	4-7	4 х ТО5
> 7	3 х ТО5	7-13	2 х ТО5

Градуировка прибора Построение градуировочного графике

Для построения графика зависимости эффекта £ от величины Ps измеряют величину £, для всех приложенных к прибору эталонных фильтров. По оси абсцисс откладывают значе-ния Я5 , обозначенные на фильтрах, а по оси ординат -полученные значения £,    ,    и    проводят    по    точкам    плав

ную линию (рис Л).

Вместо эталонных фильтров можно использовать естественные пробы руд с известным содержанием олова, для которых величину Р$ (мг/см^) рассчитывают по формуле:

где С - содержание олова в пробе , >

Р - навеска, г.

Для обеспечения необходимой статистической точности при каждом измерении соблюдают условие    10°    импульсов

9

К? 87-ЯФ

Для исключения субъективных ошибок желательно, чтобы все измерения выполнились дважды разными операторами.

При непрерывной эксплуатации приоор эталонируют ежемесячно, а также после ремонта, смены кристалла, источника или ФЭУ.

вычисление результата* диализа■- Величину эффекта Ebff вычисляют по формуле: _._г    <    ^

По градуировочному графику определяют поверхностную плотность олова Р$ мг/см^.

Содержание олова ( С $_г^) в пробе вычисляют по формуле:

с Рь S • 100 _ а Я-Hi

^с*л"—р-що—¥-р-    t⁸>

где: Р - вес пробы, г

Ps - поверхностная плотность пробы, мг/см^

8 - площадь чашки, см^.

Результаты измерений и расчетов записывают в журнал анализов по форме, приведенной в табл.4.

Техника безопасности

Ввиду небольшой активности источника (несколько единиц милликюри) и малой энергии гамма-излучения (23,8 кэв) прибор при работе безопасен для обслуживающего персонала.

После окончания работы контейнер с источником необходимо закрывать защитной крышкой.

Заменять источник необходимо за свинцовым стеклом толщиной не менее 5 мм.

При ремонте прибора необходимо соблюдать правила техники безопасности при работе с электронной и высоковольтной аппаратурой.

Операторы должны пройти инструктаж по технике безопасности при работе с радиоактивными веществами.

II

Форма журнала анализов порошковых проб прибором МАК-1

Лата эталонирования

Лата Прибор * Оператор Таблица 4

Проверка положения фотопика время: Контроль на фильтре 9,6 мг/см2 к канала "усиление" 2 3 4 5 6 7 8 jloo J»o ^0 632    494 138 633    496 Х37 630 495 XS5 t Х895 5.4X0 2Х,6 Кол-во имп. за 20 сек. 105 124 133 Х39 130 ХХ2 * IP » 1! п.п проб Навеска г Коэф. >' пересчета lK l%i Р$мг/ом2 C.tf Примечание X. 332 3 1:256 69? 721 24 696 721 25 692 7X9 27

198

Переход к навеска I г

-7ГГ5-Г772-

х)Вычисляется по формуле Т. хх)Снимается с этелонировсчного графика, ххх)Вычисляется по

формуле 3.

* 87 - ЯФ

Литература

(• Гольданский ь.И. Эффект Мессбауэра и его применение в химии. М., 1962.

2.    Доленко А. В., Егизаров Б.Г.,Исаков Л.М. Ядерние гамма-резонансные приборы для научных исследований и прикладных задач. Сб.Ядерное приборостроение. Атомиздат, 1967.

3.    Инструкция по внутрилабораторному контролю точности (воспроизводимости) результатов количественных анализов рядовых проо полезных ископаемых* выполняемых в лабораториях Министерства Геологии СССР, 1968 г.

4.    Шумиловский Н.Н. и др. Радиоизотопные и рентгено-спектральные методы. Изд.Энергия. М-Л, 1969.

Сдано в печ. 9/УП-69Г. Подписано к печ.12/ЯВ-6Эг. Л7Л86 Заказ * 6ч. Тирая 400.

Ротапринт 0JII БИМСа

министерство n:o.ionin cc:c:i»

Научный Совет no аналитическим методам при ВИМСе

Ядерно-физические методы Инструкция № 87-ЯФ

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДВУОКИСИ ОЛОВА В ГОРНЫХ ПОРОДАХ И ОЛОВЯННЫХ РУДАХ НА ПРИБОРЕ МАК-1 ПО РЕЗОНАНСНОМУ ПОГЛОЩЕНИЮ ГАММА-КВАНТОВ

Впччноаный на} чно- исследовательский институт минерал мимо сырки (ВИМС)

МОСКВА. 1969 г.

Инструкция М“ 87-ЯФ рассмотрена в соответствии с приказом Государственного геологического комитета СССР It 229 от 18 мая 1964г. Научным Советом по аналитическим методам (протокол 16 от 23 июня 1969г.) и утверждена ВИМСом с введением в действие с I июля 1969 года.

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДВУОКИСИ ОЛОВА В ГОРНЫХ ПОРОДАХ И ОЛОВЯННЫХ РУДАХ НА ПРИБОРЕ МАКг! ПС РЕЗОНАНСНОМУ ПОГЛОЩЕНИЮ ГАММА-КВАНТОВ*⁷

Сущность метода

Метод, разработанный В.И.Запорожцем, В.М.Ратниковым, Г.Н.Цигельницким и В.К.Рябкиным,основан на способности ядер изотопа $п.    , входящих в 6и0з , резонансно поглощать гам

ма-кванты с энергией 23,8 дэв, испускаемые радиоактивным источником $гг    .    Эффект резонансного поглощения

гамма-квантов ("Ядерный гамма-резонанс"-ЯГР, "Эффект Месс-боуэра"-ЭМ) наблюдается, если источник гамма-квантов неподвижен относительно поглотителя; если же источник движется относительно поглотителя с некоторой скоростью, то за счет эффекта Допплера энергия гамма-квантов изменяется,и условия резонанса нарушаются.

Величина эффекта £ резонансного поглощения определяется как относительное изменение интенсивности гамма-излучения, регистрируемого сцинтиляционным счетчиком при двух измерениях: с неподвижным источником С ЛГ₀ ) и с источником, перемещающимся (колеблющимся) относительно поглотителя со скоростью более I мм/сек ( Я^ ) , достаточной для нарушения условий ЯГР.

^х^Внесона в ПСАМ Всесоюзным Научно-исследовательским институтом ядерной геофизики и геохимии МГ СССР, 1967 г.

3

* 87-ЯФ

Величина эффекта зависит от количества ядер изотопа

в двуокиси олова, содержащейся в пробе* В соответствии с формулой, приведенной в работе И.Н.Шумилозского и др.⁴

£,= *|Г)-е'^К“^₀(к'к')]    (2)

где:    X    -    коэффициент,    характеризующий величину нерезонан

сного фона источника;

{ - вероятность испускания источником резонансных гамма-квантов;

77₀- функция Бесселя первого рода нулевого порядка;

К - коэффициент, характеризующий величину резонансного поглощения гамма-квантов при концентрации поглощающего элемента, равной единице.

X- концентрация резонансно поглощающего элемента, вы раженная в весовых единицах*^.

Так как содержание изотопа Sn^w в природной смеси изотопов олова неизменно (8,5*»), то по величино эффекта ЯГР можно судить о содержании двуокиси олова в анализируемой пробе. Основной особенностью метода является его полная нечувствительность к присутствию в пробах других форм соединений олова, кроме окисной.

Для анализа используют портативный прибор типа МАК-1 (Мессбауэровский анализатор касситерита), выпускаемый промыш*-ленностыг, применительно к которому и составлена настоящая инструкция.

Методика предусматривает использование этого прибора для количественного определения олова в порошковых пробах руд, минералов, горных пород и продуктов обогащения при его содержании от 0,05* до 5*. Метод проверялся на пробах ряда одоворудных месторождений. Метод применим как в стационарных,

—-

'Размерность величин К я х зависит от принятого способа выражения концентрация.

•\

И67-ЯФ

так и в полевых лабораториях. По точности результаты определения укладываются в допустимые расхождения (см.табл.1),

Таблица I

Допустимые расхождения ³

Содержание олово, абс. Ц	; Допустимые расхождения 1 отн. ыь
2,0 - 4,99	12
1,0 - 1,99	15
0,5 - 0,99	19
0,2 - 0,499	23
0,1 - 0,199	37
0,05- 0,099	47

Реактивы и материалы

Измельченный до ^    200    меш,    не    содержащий    олова

природный материал с удельным весом не более 2,5 (кварц, известняк) для разбавления проб, содержащих более 5» олова (разбавитель)•

Аппаратура

Прибор МАК-1, серийно выпускаемый промышленностью, в комплект которого входят: пульт, измерительная головка (джя работы с порошковыми пробами) с источником 5п^и интенсивностью несколько единиц милликюри, блоки питания от сети и батарей, весы с разновесами, комплект эталонных фильтров, чашки для проб, пуансон для разравнивания проо, ремонтные принадлежности и запасные части, техническое описание прибора. Период полураспада источника 270 дней, что обеспечивает работу прибора без смены источнике в течение 1,5 - 2 лет

5

*> 87-ЯФ

Эталоны

Для градуировки прибора можно использовать два типа эталонов:

1.    Комплект из 12 эталонных фильтров, прилагаемый звво-

дом-изготовмтелем к прибору. Эталоны представляют собой диска жз органического стекла площадью 8 см² и толщиной 2 мм, содержащие в своем составе взвесь порошка    .    Поверх

ностная плотность олова (мг/см²) имеет следующие значения: 0,8; 1,6; 2,4; 8,2; 4,0; 4,8; 5,6; 6,4; 7,2? 8,0; 8,8; 9,6

(указано на фильтре).

2.    Естественные пробы руд обследуемого района. Подбирают не менее ТО проб с содержаниями, равномерно распределеи-ными в диапазоне 0,£5 - 51 олова в форме двуокиси. Содержание 5п0₂ должно быть установлено наиболее надежными методами.

Ход внализа

1. Подготовка пробык анализу. Анализируют сухие¹, тща тельно перемешанные пробы, измельченные до 250 меш, весом от I до 3 г, в зависимости от содержания олова. Пробы взвешивают на весах, входящих в комплект прибора, с точностью ♦ 10 мг (можно использовать и более точные весы, например, аналитические). Навеску пробы насыпают в чашку из органического стекла и разравнивают сначала ложечкой, а затем луансб-ном.

Б. Подготовка прибора к Работе. Прибор после включения "прогревают” в течение 5 минут и снимают защитную крышку с источника. Определяют число импульсов tfo за 20 секунд при каждом положении переключателя "Усиление", после чего переключатель устанавливают в положение, соответствующее наибольшей скорости счета. Этим обеспечивается совмещение "окна" дифференциального дискриминатора прибора с положением фотопика, соответствующего гамма-излучению $п"⁹'^п с энергией 23,8 кэв.

^х^При повышенной влажности воздуха пробы перед анализом необходимо высушить при 105 С.

6

* 87-ЯФ

В. Контроль исправности прибора. На место пробы в прибор устанавливают эталонный фильтр 9,6 мг/см . Тумблером "генератор" включают вибратор источника и, перемещая тубус измерительной головки, устанавливают скорость счета ТО -15 имп/сек. при коэффициенте пересчета 1:256 или 1:128 (при большей скорости возможны просчеты импульсов счетчиком).

Далее считают количество импульсов за I мин. при включенном ( JC. ) и выключенном (    )    генераторе и вычисляют эффект

ЯГР по формуле (I).

Результаты измерений по п.Б и В заносят в соответствующие графы журнала измерений (см.табл.4).

С прибором начинают работу, если величина £, , измеряемая с фильтром 9,6 мг/ом^, не менее 16*. Меньшее значение свидетельствует о неисправности прибора. Контроль положения фотопика и величины эффекта на фильтре 9,6 мг/см^ повторяют в конце рабочего дня, а также если возникает сомнение в пра вильности работы прибора. При нормальной работе прибора значения £ не должны изменяться более чем на ± I* абс., а положение переключателя "усиление" - более чем на + I деление в течение рабочего дня.

Г. Выполнение определения. Подготовленную к анализу пробу весом 3 г устанавливают на контейнер датчика. Скорость счета при включенном вибраторе доводят до 10-15 имп/сек. Определяют величину эффекта по данным измерений Л'о и -А/** , длительностью каждое по I мин. Если £<    1и*,    то измерения

продолжают с той же навеской. Если £ > 10*, то приготовляют пробу весом I г. Далее измерения лГ₀ и по I мин. чередуют до набора необходимого суммарного числа импульсов £ fCo (с учетом коэффициента пересчета), обеспечивающего требуемую статистическую точность (табл.2).

Если при навеске i г эффект £> 13* (содержание олова >    5*),    то для обеспечения надлежащей точности определе

ния необходимо разбавить пробу, чтобы концентрация олова не выходила из диапазона 0,2 - 5i.

7

fr 87-ЯФ

Пробу смешивают с разбавителем и тщательно перемешивают. Разбавленную пробу анализируют по обычной методике. Величину навески определяют по данным табл.2.

Таблица 2

Условия анализа, обеспечивающие необходимую точность определения

Навеска, г

до 1,3    1,5 ж    Ю^б

3    1,3    - 2,5    6    Ж    I0⁵

2,5 - ТО    3 ж    ТО⁵

до 7    6 ж    ТО⁵

7 - ТЗ    3 ж    ТО⁵

Особые случаи

1.    При работе с пробами, содержащими большое количество тяжелых элементов (свинец, цинк, вольфрвм), не всегда можно брать навеску 3 г вследствие значительного поглощения веществом пробы гамма-излучения с энергией 23,8 кэв.

В этих условиях надо брать такую навеску, чтобы при том же положении тубуса датчика скорость счета при чашке с пробой и при пустой чашке различалась не более,чем в 50 раз. Суммарное число импульсов при уменьшенных навесках необходимо набирать в соответствии с данными табл.З.

2.    При анализе руд кварц-касситеритового состава с низ^-ким содержанием касситерита допустимо увеличение навески до 4-5 г с набором количества импульсов, указанного в

табл.2 для навески 3 I. Это обеспечивает повышенную точность определения малых содержаний касситерита (меньше 0,1*).

8