Способ подготовки образцов для многокомпонентного рентгеноспектрального анализа серосодержащих материалов

Способ подготовки образцов для многокомпонентного рентгеноспектрального анализа серосодержащих материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к одному из разделов аналитической химии - к способу приготовления образцов для рентгеноспектрального многокомпонентного анализа серусодержащих материалов и может быть использовано при анализе продуктов цветной и черной металлургии, геологической и химической промышленности. Цель изобретения - повышение точности анализа. Способ позволяет полностью извлечь спекаемую смесь из тигля и получить однородный образец с гладкой и ровной поверхностью при измельчении и прессовании. При изготовлении образцов для рентгеноспектрального анализа серусодержащих материалов навеску анализируемого материала подвергают спеканию в виде специально сформированного образца с последовательной подачей, мас.%: марганцовокислого калия в соотношении к навеске анализируемого материала (8-12):10, смеси карбоната натрия с окисью магния в соотношении к навеске (19-23):(12-16):10, смеси карбоната натрия с окисью магния и анализируемым материалом в соотношении (16-20):(10-14):10, смеси карбоната натрия с окисью магния в соотношении к навеске (19-23) : (12-16) : 10, а спекание проводят при 800 - 900°С в течение 40 - 50 мин. 5 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 N 23/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ос

Cd О (л2 (Я !

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4673944/25 (22) 06,04.89 (46) 30.08,91, Бюл, М 32 (71) Государственный научно-исследовательский институт цветных металлов "Гинцветмет" (72) Т,П.Мамулова, Е,В.Савина, Т.П,Блащук и В, Г. Костин (53) 539.1.03/.06 (088.8) (56) Файнберг С.Ю., Филиппова Н.А. Анализ руд цветных металлов — М.:- Госнаучтехиздат, 1963, с. 444.

Савина Е.В. и др. Определение серы в рудах и продуктах их переработки рентгенофлуоресцентным методом, — Сб. научных трудов Гинцветмета „- М.; Металлургия, 1981. с. 52. (54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ОБРАЗЦОВ

ДЛЯ МНОГОКОМПОНЕНТНОГО РЕНТГЕНОСПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА СЕРОСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к одному из разделов аналитической химии — к способу приготовления. образцов для рентгеноспектрального многокомпонентного анализа сеИзобретение относится к аналитической химии, а.именно к способам рентгеноспектрального анализа, и может быть использовано для приготовления образцов серосодержащих материалов при рентгеноспектральном анализе промышленных и природных объектов.

Цель изобретения — повышение точности анализа. Согласно способу по изобрете.Ы2,, 1673935 А1 русодержащих материалов и может быть использовано при анализе продуктов цветной и черной металлургии, геологической и химической промышленности. Цель изобретения — повышение точности анализа. Способ позволяет полностью извлечь спекаемую смесь из тигля и получить однородный обр .зец с гладкой и ровной поверхностью при измельчении и прессовании. При изготовлении образцов для рентгеноспектральнс го анализа серусодержащих материалов навеску анализируемого материала подвергают спеканию в виде специально сформированного образца с последовательной подачей, мас.$:марганцовокислого калия в соотношении к навеске анализируемого материала (8-12):10. смеси карбоната натоия с окисью магния в соотношении к навеске (19-23):(12-16):10. смеси карбоната натрия с окисью магния и анализируемым материалом в соотношении (16 — 20):(10 — 14):10, смеси карбоната натрия с окисью магния в соотношении к навеске (19-23):(12-16):10. а спекание проводят при 800 — 900 С в течение

40 — 50 мин. 5 табл. нию спеканию подвергают образец. сформированный от последовательной подачи марганцовокислого калия в соотношении к навеске анализируемого материала (мас.g) (8-12):10, смеси карбоната натрия с окисью магния в соотношении к навеске (мас.g) (19-23):(12-16):10. смеси карбоната натрия с окисью магния и анализируемым материалом в соотношении (мас.g) 1673935 (16 — 20):(10 — 14):10 смеси карбоната натрия с окисью магния в соотношении к навеске (мас. $) (19-23):(12-16):10. а спекание проводят при 800 — 900 С в. течение 40 — 50 мин, В результате проведенных исследований было обнаружено, что спекание анализируемого образца со смесью указанного состава при приведенных режимах с последующим измельчением и прессованием позволяет получить пригодный (гомогенный, с ровной и гладкой поверхностью) образец для рентгеноспектрального анализа серосодержащих образцов без потери серы и других элементов.

При этом было установлено, что существенно важным моментом в процессе приготовления образца для MHoloKQMlloнентного рентгеноспектрального анализа серосодер кащего материала является впервые установленная определенная последовательность формирования образца для последующего спекания.

Помещение на дно тигля марганцовокислого калия позволяет легко отделить от стенок тигля образующийся спек и предотвратить механические потери пробы.

Перемешивание пробы с карбонатом натрия и окисью магния увеличивает площадь химического взаимодействия между ними.

Послойное расположение указанной смеси карбоната натрия и окиси магния с анализируемой пробой между ними теми же карбонатом натрия и окисью магния позволяет полностью предотвратить потерю серы, так как нет открытой поверхности пробы, с которой могла бы улетучиться сера.

Предложенное соотношение между карбонатом натрия и окисью магния играет также немаловажную роль. Нарушение установленных соотношений приводит к заниженным результатам.

В данном случае в результате термообработки образуется сложное комплексное соединение, в котором сера, в какой бы форме она ни была, окисляется до сульфатной и удерживается в образце полностью благодаря предложенной последовательной подаче смеси в тигель. Таким образом, это позволяет получить представительный образец для последующего анализа. Исследования состава данного соединения и химизм процесса в задачу данной работы не входили, Ио тем не менее было отмечено, что удается устранить влияние формы соединения элементов и гранулометрического. состава анализируемой пробы на рентгенофлуоресцентное излучение.

Термическая обработка при 809-900 С с выдержкой 40-50 мин, измельчение ос5

55 тывшего спека в вибромельнице с добавлением гидрокристаллитов целлюлозы в течение трех минут и прессовании под давлением 10-15 кИ позволяет получить гомогенный образец с ровной, гладкой поверхностью, пригодной для рентгеноспектрального анализа. диаметром 40 мм и высотой 2 мм.

Пример практической реализации способа.

Предварительно к спеканию готовят смесь карбоната натрия, прокаленного при

Т - 400 С. и окиси магния в соотношении

3:2. Для спекания используют конусообразный корундовый тигель, Нижний диаметр тигля 17 мм, верхний 30 мм, глубина 24 мм, толщина стенок тигля 1,2 мм.

В тигель слоями помещают спекаемую смесь в следующей последовательности: 1-й слой — 0,2 г марганцовокислого калия, 2-й слой — 0,7 г смеси карбоната натрия с окисью магния. 3-й слой — 0,6 г пробы, смешанные с 0,6 г смеси карбоната натрия с окисью магния, 4-й слой — 0,7 r смеси карбоната натрия с окисью магния.

Тигель со смесью ставится в муфель при комнатной температуре, при достижении температуры 850 С выдерживается при ней

45 мин. Затем тигель со спеком вытаскивается из муфеля и ставится на воздухе для остывания до комнатной температуры. Спек извлекают из тигля, к нему добавляют 2 г гидрокристаллитов целлюлозы в качестве связующего, все перемешивается в вибромельнице в течение трех минут, затем прессуется под давлением 100 — 150 кПа, Полученный образец помещается в рентгенофлуоресцентный спектрометр CPM-20M с прободержателем диаметром 40 мм. Проводятся измерения и расчет содержания серы и других элементов в анализируемой пробе.

В таблице 1 приведены результаты влияния последовательности компонентов, подаваемых в тигель, на результаты рентгеноспектрального анализа.

Во всех трех случаях на дон тигля помещалось 0,2 г марганцовокислого калия, Спекаемая смесь из тиглей извлекалась одинаково хорошо.

В первом случае смесь карбоната натрия и смеси магния с пробой тщательно перемешивают и помещают вторым слоем в тигель. В этом случае в процессе нагревания часть серы с поверхности смеси переходит в газообразное состояние и происходит значительная потеря серы.

Во втором случае на марганцовокислый калий помещают между слоями смеси карбоната натрия и окиси магния пробу, Из-за ограниченной поверхности взаимодеиствия

1673935

10

45 пробы со спекаемой смесью происходит потеря серы, по всей видимости из-за разбалансированности скоростей газообразования серы и реакции ее взаимодействия со смесью.

В третьем случае на слой марганцовокислого калия помещают между слоями смеси карбоната натрия и окиси магния слой пробы, тщательно перемешанный со смесью опять же карбоната натрия и окиси магния.

В этом случае потери серы не происходит, и данная последовательность слоев в тигле при спекании наиболее оптимальна.

В табл. 2 приведены результаты влияния количественного состава последовательно подаваемой смеси в тигель для спекания на результаты рентгеноспектрального анализа серы. Полученные данные показывают, что оптимальные результаты определения серы получаются при соотношениях в слоях: 1-й слой марганцовокислого калия к навеске анализируемого материала (8 — 12):10, 2-й слой смеси карбоната натрия с окисью магния к навеске (19-23):(12-16):10, 3-й слой смеси карбоната натрия с окисью магния и анализируемым материалом (18-20):(10-14):10, 4-й слой смеси карбоната натрия с окисью магния к навеске (19-23):(12-16):10.

При уменьшении марганцовокислого калия смесь припекается к стенкам тигля, а при увеличении происходит разбавление навески образца. но и то и другое ведет к уменьшению точности определения.

При уменьшении карбоната натрия и окиси цинка происходит потеря серы, при увеличении — уменьшается точность анализа из-за разбавления.

В табл. 3 приведены результаты влияния режимов термообработки на результаты рентгеноспектрального определения серы. Полученные результаты показывают. что оптимальными режимами являются: температура нагревания в интервале 800900 С при выдержке в течение времени

t = 40-50 мин.

Уменьшение температуры приводит к потере серы из-за неоконченности реакции, а перегрев ведет к выгоранию серы.

В табл. 4 представлены результаты определения серы в различных серосодержащих продуктах при приготовлении образцов по предлагаемому способу и по прототипу.

В табл. 5 приведены результаты определения серы в различных серосодержащих продуктах.

Как видно из приведенных таблиц, описанный способ подготовки серосодержащих материалов для рентгеноспектрального анализа дает положительные результаты при анализе сульфидных, пиритных, сульфатных материалов и и смесей в различных пропорциях и позволяет значительно повысить точность анализа.

Формула изобретения

Способ подготовки образцов для многокомпонентного рентгеноспектрал ьного анализа серосодержащих материалов, включающий спекание заготовки, состоящей из анализируемого материала карбоната натрия и окиси магния, в тигле. охлаждение и прессование со связующим, отличающийся тем, что, с целью повышения точности анализа, проводят спекание заготовки, сформированной иэ последовательно расположенных от дна тигля слоев: первого слоя — марганцовокислого калия. второго слоя — смеси карбоната натрия с окисью магния, третьего слоя — смеси карбоната натрия с окисью магния и анализируемым материалом и четвертого слоя, идентичного второму, взятых в следующих соотношениях к навеске анализируемого материала, мас. : первый слой — (8-12):10, второй и четвертый слой — (19-23):(12—

16):10. третий слой — (16 — 20):(10-14).10, при этом спекание проводят при 800-900 С в течение 40-50 мин.

1673935

10! 3

Э Ы

1х

Р 3.

О 34

О Ц

IL х х х

В» Э о к ф !

cd

Р1 о о о х

Р

Ill

2 д а а dl э о

3» о к а

03

О3

Р. а

Э Q

v v

Р

Э

D 2 д а а а э э э v v

f о х а

Э Э

dI

Л Я Я х о

Я о о э о е х

g 4

Й f съ х

d1 о

Э

Сб

3d к

Э и о g о

Н о а о

5 о

8 о а о

О Д

Q а

Э dl

3. о о

И И

Д Д

p, a

dl Э

3 f» о о и к о о

0,О Р

tC

2 а е d3 о

Р Ф

Э О3

31 I

О О3 и х

2 ох

3. 3- К

ОЭ4

Э d3 Х

Р 34 3 съ л о о в в ю о л о о

Ф Ф о о

С Ъ о ф

О

Ф В о о

О л О

Ц1 С3

1 а Ф о о о

el a

:3C

Ю о

СЧ

Ю

СС\

Ю в о о о

С3с

Ю о

° 1 о

il1 а

Э

t( о и х

Ц

Э

0l со л, о

1 в

1 о л

Ю о л ю о а л о о л ю о

° Э о о л л л ю о о

° В Ф о о о

t л о ю а л о о л о

° 1

О л

Ю о л о

Ю о о

В.о

° 1 ° 1 °

СЧ СЧ СЧ

° ° 1

N N СЧ

° ° 1 со ф ф

° ° 1 °

4 с0 СО

N СЧ N

° ° °

СЧ СЧ С 4

1 ° ° ф ф ф

1 °

СЧ N

N СЧ

° ° ф ф

° °

Ю сч

° °

СЧ N

° ° °

N СЧ

° °

CO CO

° °

СЧ

N

° 1

СЧ

С4

GO

° °

CO

° 1

° 1 т

СЧ х х

Э

Н о х о о и

СЧ N

СЧ N N

С3ъ

\ о о

N СЧ СЧ о о о о о о о о

СЧ

СО

CO CO ОО

N СЧ N

Ю Ю Ф о о с

CQ CO

N СЧ

d o ф ф ф

N СЧ Сч

В Ф Ф о о о ф ф

N СЧ

В В о о

СО

° 1

Ю ф

СЧ

CO

1 о

СЧ

Ю

1 ф

О !С! 1 о

N N СЧ

Ф Ф

° Ю Ф о о о

СЧ С 4

° Ф ю о

СЧ С4 СЧ

Ю 1 ° о о о

СЧ N

O A о о

СЧ .Ф

N

М

N о

N о

СЧ

Ф о х!и

С4! cd

2 о

Р

>х д о

5 о й

° 1

1

° 1 о

СЧ

Ю

СЧ

Ю! ! О 4

И! о О О О О

СсЪ С1Ъ С1Ъ С1Ъ

В В Ю Ю о о о о О О

С"Ъ С Ъ

° а о о О с0 О ъо

С Ъ С 3 Сс3 С Ъ

° В A 11 о о о о О

С 3

° 1 о 0

С1Ъ о О

С1Ъ

Ю о

С1Ъ

Ф о ф СЧ 0

С 4 N С Ъ С Ъ

° A O Ф о о о о ф CO ф С33

N N C4 Сч

° 1 A Ф а о о о о

co o

СЧ N

Ф Ф о о

°

СО

СЧ

Ю

CO

СЧ

О" о х

ОО

СЧ

Ю

СЧ

О

Э !

Э

3О о

Cf

2

Ф

)х

С 4 х о к

v ф, !

СЧ

° \ о

СЧ

Cl

СЧ

И о

Ю о

N Ф ь

Ю о

СЧ

1, О

Ю

Ю о

Ф о

СЧ

° 1 о

Ф

В

4 !

СЧ

I0 а ь

1 х э о

4 Э х щ

v 1

Э Э

С ) ф 2 о а

Х Э э v !

О Эх

1О о

:.1:., v э о к к о и о

Э Х 44

3.3È

V ХО о эо

О Р,V

ОО

4 с ° о э

Х 1& х д э к

ОЗЛХ

d3 э ао

3С <Р

З 6

5 а

N N N N СЧ СЧ СЧ N N Сч а A A 1

О О Ю Ю O О О О О О ф N О O СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ

С 3 с3 сСЪ

Ф В В ° Ф В ° Ф Ф а о о о о о о о о о о

О O О О О О O О О OI

N N N N N N N N N N

° 1 ° ° В Ю 1 В В °

О О О О О О О О О О

1 о х

Р4

Р

Э

E о

2 а

Э о

Ð.

Э

4» о

Р, QI о д

Р

Э

1" о

И

СС>.О

Р, Э

v.О а

Э

2 2 о о х а Р

Е» 1» о о

Е а

Э

v х

Р

Э

1 д а

Э

4» о

И д а

Э

f» о х д а

Э

1» о

2 а

Э о х

Р

С» л

2 а

Э о х

Э

Ц м

Ю л

С1

О

Ю л о о

СЧ

D о

СЧ о о л с м

Ch ю о

С

Ю л

С

Ю

О

Г

О

СЧ о

Ю о о

С!

Ch Ch л

o о

Ch л о о

Ch л

Ch

Ю л о о

СЧ

CO

Ch ! о

Э х

IC а

Э л

Ю

Ю л о

С

О о л

О л

D л о о л

Ю л

С

О

С

С

Ю л

С»

О л о

С »

Ю

О л о о л г о о

»

o o л г

o o

o o

С о

О р

О

С

Ю о л о о

CI о о

-Ф л

СЧ

CO.4

»

С 4

СЧ

С 4

С0.Ф

С 4

Ф О

° °

СО О

СЧ . СЧ

СЧ СЧ

СЧ

С»4

lfl

СЧ

С 4 СЧ

С4

СО

СЧ со

СЧ с1 сО с4 х х

2 о

1» о о

o o

o o

Сб

СЧ л

G0

СЧ о

CO

СЧ

СО

СЧ л о

CO

СЧ

CO

СЧ

СО

СЧ о

CO

CV о

CO CO с4 СЧ

У

o o

CO

СЧ

CO

СЧ о

Ю

C»I

CO

СЧ л

CO

СЧ

СО СО

СЧ СЧ

o o

С»4

С 4 м

CO м л

-Ф м

О

» о

О сС4 л

С 4 СЧ

4 л л

o o

СЧ

СЧ л

СЧ л

С4

С 4

Ф л

С4 .Ф

С 4

Г

СЧ С 4

o o

СЧ . 1

С»4

Ю

С4 л

СЧ

Ю о

СЧ

° ь

Ф

СЧ о

»

СЧ

СЧ л о.Ф

СЧ л

»

СЧ о

СО

СЧ

Ю

СЧ о

С 4

Ф

СЧ л о

»С

СЧ л

Ф

СЧ л

СЧ л о

СЧ м л о

СЧ л

D О

СЧ л ° ю о.Ф

С4 СЧ

° °

o o

СЧ л

Ю О м л о

Ч0

С! о О м о

CO

С4 о Р

С 1 л о О м л

Ч0 м о

Ч0

С 1 л о

Ю

С \ о О м о О

o o

О Ю м

o o Р м о Р м л о

Ю м л о

Ю м о О

С»1 л о

С4 м о

CO

СЧ о

СО

СЧ л о

СЧ л о

СЧ л о

СО

СЧ о

СЧ л о

CO C0

СЧ л

С Ю

С0

СЧ о

СО

СЧ л о

С0

С 4 л о

С0

СЧ л

ÑO СО

Сс с4 л л

o o

CO с4 л

СЧ

СО

СЧ о

СО

СЧ о

СО

СЧ л о

CO с4

Ю сЧ

»

СЧ

4 л

СЧ

Г 4 С 4

-т

»

О Ю

СЧ

СЧ б л

СЧ

»

СЧ л

СЧ

С4

Ф

СЧ

Ю с»4

-» л о! С4

» л

o o

С4

Ф

СЧ л

СЧ

»

СЧ о

С4

С> Ю

С 4 С»! л л

o o

o o

С 4 СЧ

o o

СЧ л

Ю о

СЧ

» о

О

СЧ о

СЧ л

Ю с4

Ю

СЧ л о

С»4 л о

О

СЧ

Ю

СЧ л о

Ю

СЧ

Ю

СЧ

Ю

СЧ л

Ю с4 л

Ю

\ 4

Ю о

СЧ л

Ю

СЧ л о

5 х о

Х

Ц о о х д

Ц о

Ц о

1х Е о

»»вЂ” о

) и

С »

С! о

ОО I

Сг д o

V1u

1 с1

1 X I ! —; — — 4

I х!o

В ! о сЧ I u с4! Э

I л — »- — —

1 >Х о

I о о

I 1Х 6 1

Р.

Э

v д а а э э v

I о а

Э

С4 э о

tO I:»»

С 4 СЧ N С 4

1673935

2 а

Э

v д

Р, Э

1 о х

Э

СО

Э

v д

Р

Э

Е о

И

Э д а

Э о д а

Э

Е о х

Э

СО

2 а

Э о д

С4

Э

1» о

И

Э

СО

СЧ

СЧ

Ф

CO

° °

СЧ о

Ю

Ю

СЧ

1673935

Таблица 3

Влияние режимов термообработки на результаты рентгеноспектрального определения серы(состав спекаемой смеси: КМп04 — 0,2 г; йагСОз — 1,2 г; MgO — 0,8г; проба — 0,2 г) Таблица 4

Таблица 5

Результата определения серы в различных продуктах разных образцов.

Составитель В.Простакова

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор А.Осауленко

Редактор Н.Горват

Заказ 2913 Тираж 386 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101

Сопоставление результатов определения серы в серосодержащих материалах описанным способом и известным способом