МИНИСТЕРСТВО ГЕОЛОГИИ СССР
ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ (ВИМС)
Научный совет по аналитическим методам
Спектральные методы
ВИСМУТ
Выписка из приказа РЛС СССР N 229 от 18 пая 1964 гола
7.Министерству геологии и охраны недр Казахской CCPi 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 ВйМСом.
При отсутствии ГОСТов и методов, утвержденных ЗИМСом, разрешить временно применение методик, утвержденных в порядке, предусмотренном приказом от I ноября 1954 г. К? 958;
в) выделить лиц, ответственных за выполнение лабораториями установленных настоящим приказом требований к применению наиболее прогрессивных методов анализа.
Приложение N6 3» § 8. Размножение инструкций на местах во избежание возможных искажений разрежается только фотографическим или электрографическим путем.
К: 59-С
о
4. Фотографируемый участок спектра 2650-3150 А.
5* Фотопластинки "микро” чувствительностью 22 или i6 сд. ГОСТа, размером 9x24 см.
6. Проявитель стандартна V? I.
7. Обработка фотопластинок обычная.
После обработки фотопластинки фотометрируы? линии висмута н германия, приведенные в таблице 2. Перекрытия аналитических линий линиями других элементов не наблюдается.
По результатам фотометрирозания находят разность почернений /Л S / линий висмута и германия. Значения для параллельных экспозиций усредняют.
С помощью стандартных образцов строят градуировочные графики н координатах /дБ ; 1&С/, где С - содержание висмута в стандартных образцах. Типичные градуировочные графики представлены на рисунке. Так как анализируемые и стандартные образцы подготавливают к анализу аналогично, то никакие расчеты не нужными определяемые концентрации находят непосредственно по градуирсвощим графикам.
Таблица 2
--СГ
Аналитическая линия,А
Аналитические линии и интервалы определяемых концентраций висмута
; Интервал определяемых концентрз-, ций висмута
Bi I 3067,72 Ge I 3039,06 bi I 2897,90 Ge I 2754,59
о.ооа - о,огх''
Линия сравнения 0,02 - 0/3 Линия сравнения /основная/
Но этой линии можно определять содержания висмута от 0,001-0,00#'
9
*? $9-С
Рис, Градуировочные графики для определения висмута.
о
1, По линии 3067,72 А.
о
2. По линии 2897,98 А.
Литература
I. Временная инструкция по внутрилабораторному контролю качества выполнения химических и количественных спектральных анализов полезных ископаемых в лабораториях системы Министерств геологии и охраны недр СССР, I960 г.
10
Технический редактор Л.НЛэрошева
Сдано в печать 28/У1-б7г» Подписано к печати 8/ 1Х-6?г. Л81398 Эакав & 38 Уч.изд.:;. 0,Ь Тира»: 550 оке.
Москва , Старомонотный пер. ,29. 03П ВИУСа
КЛАССИФИКАЦИЯ
лабораторных методов анализа минерального сырья по их назначения и достигаемой точности
Кате-;
гория;
аналк4-
2*__L
;Точность по сравнению ;Коэффи-с допусками внутрила- {циент к бораторкого контроля допускам
Особо точный Арбитражной анализ» Средняя ошибка в 3 раза 0,33 анализ анализ эталонов меньше допусков
Полные анализы горных пород и минералов.
Точность «нализа должна обеспечивать получение суммы элементов в пределах 99,5-100,52
S. Анализ рядо- Кассовый анализ гео- Оаибки анализа должны i
вых проб логических проб при укладываться в допуски
разведочных работах и подсчете запасов, а также при контрольных анализах.
17. Анализ техноло- Текучий контроль тех-Овибки анализа могут ук- х-2 гических продук-нологических пронес- ладывагься в расширенные тов сов допуски по особой дого-
вореаности с заказчиком.
У. Особо точный анализ геохимических проб
Определение редких ж Оиибка определения не 0.5 рассеянных элементов должна превыоагь половш-и "элеыенгов-спутни- кы допуска;для низких со-ков"при близких к держаний»для которых до-клврковым содержсни- пуски отсутствуют, - по ях. договоренности с заказ
чиком.
У1. Анализ рядовых Анализ проб при гео- Ошибка определения додж- р геохимических химических и других на укладываться в удво-
проб. исследованиях с по- енный допуск;для низких
выиенной чувствитель-содержаний, для которых ностью и высокой про-допуски отсутствуютг-по изводигельностью. договоренности с заказчиком.
УП. Полуколичествен-Качественнля харак-ный анализ теристяка минерального сырья с ориентировочным указанием содержания элементов, применяемая при металлометрической съемке и др. поисковых геологических работах
При определении содержания элемента допускаются отклонения на 0,5-1 порядок.
УШ. Качественный Качественное опрело- Точность определения не
анализ ление присутствия нормируется
элемента в минеральном сырье.
Научный Совет по аналитическим методам при ВИМСе
Спектральные методы Инструкция to 59-С
СПЕКТРОГРАФИ 4ЕСК0Е ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВИСМУТА В ЖЕЛЕЗНЫХ РУДАХ И ПРОДУКТАХ ИХ ОБОГАЩЕНИЯ
Всесоюзный научно-исследовательский институт минерального сырья
/ВИМС/
Москва, 1967 г.
Б соответствии с приказов Госгеолкома СССР * 229 от 18 и ал 1964 г. инструкция fe 59-С рассмотрена я рекомендована Научным Советом по аналитическим методам к применению для анализа рядовых проб - Ш категория.
В.Г.Сочеванов
А.К.Русанов Р.С.Фридмаы
/Протокол И? 9 от 29.ХП.66 г./
Председатель ПСАМ
Председатель секции спектральных методов
Ученый секретарь
Инструкция * 59-С рассмотрена в соответствии с приказом Государственного геологического комитета СССР te 229 от 18 мая 196<» г. Научным Советом по аналитическим методам /протокол V? 9 от 29.XI1.66 г./ и утверждена ЫШСом с введением с I июля 1967 г.
СПЕКТРОГРАФИЧЕСКОЕ ОПР^ЛйНИЕ ВИСМУТА В ШКзНиХ РУДАХ И В ПРОДУКТАХ ИХ 0£0ГА1ШНИНх/
Сущность метода
РазраОот* нный А.К.Русановым, В.М. Алексеевой и Н. Б. Ильясово»; метод определения висмута в железных рудах заключается в испарении анализируемого образца в смеси с буферной смесью из какала нижнего угольного электрода в дуге переменного тока и измерении интенсивности излучения фотографическим методом.
Буферная смесь состоит из серы, кварца, угольного порошка и сернокислого натрия. Серу добавляют для переведения висмута из окисной формы в более летучую сульфидную, что повышает чувствительность анализа. Угольный порошок и кварц способствуют более равномерному испарению пробы; сернокислый натрий стабилизирует температуру дуги и также повышает чувствительность анализа*
Анализируемые железные руды содержат большое количество железа, ииеющего довольно сложный многолинейный спектр. Для устранения возможного перекрытия аналитических линий линиями железа, а также для повышения чувствительности анализа используют спектрограф высокой дисперсии ДФС-13 с решеткой 1200 штр./мм.
о о
Висмут определяют по линиям Bi I 3067,72 А и Bi I 2897,98 А.
о
Наиболее чувствительная линия Bi I 3067,72 А является резонансной и склонна к самоотречению; по этой шик можно определять висмут
^Внесена в НСАМ спектральной лабораторией ВИМСа, 1966 г.
3
№ 59-С
при его содержании не выше 0,02%. При фотографировании слеггра
о
с помощью спектрографа высокой дисперсии линия Bi I 3067,72 А раздваивается. Фотометрисовать следует линию со стороны большие длин волн.
Для повышения чувствительности анализа образец испаряют неполностью /экспозиция 70 сек/, но в течение этого времени висмут успевает испариться количественно.
Элементом сравнения служит германий, близкий к висмуту по физическим и спектральным свойствам. Б условиях анализа германий испаряется из смеси почти одновременно с висмутом.
Германий вводят в буферную смесь в виде двуокиси в количеств'-
о
0,03% и пользуются линией Gel 2754,59 А. Если определяют малые содержания висмута /0,003-и,02%/, а в анализируемых образцах содержится не более 0,001% германия, то удобнее вводить в буферную
„ о
смесь 0,005% Германия и использовать линию германия Ge I 3039,06А,
о
которая по длине волны близка к линии висмута Ьх I 3067,72 А.
Анализ проводят методом трех эталонов. Используют искусственные стандартные образцы, состоящие из смеси кварца и железной руды, в которые висмут вводят в виде трехокиси.
При изменении состава анализируемых образцов в указанных ниже пределах существенных систематических ошибок в результатах анализа не лозникает;
20 - 85% SiO>; I - 50% AL,03; 3-80% Лг0};
3-50% СаО; 3 - 501 М&О.
Методика предназначена для определении 0,003-0,3% висмута в железных рудах различных типов и в продуктах их обогащения /концентрата, хвосты и т.п./.
Методика по точности соответствует допустимым расхождениям
<4
N> 59-С
/см.таблицу I/ для концентраций от 0,02 до 0,3% висмута. Для содержаний 0,003% висмута допустимые расхождения между повторными определениями составляют 20%ХЛ
Таблица I
Допустимые расхождения'1'
Средняя величина найденной ! птн .7
концентрации висмута, % | Допустимые расхождения, оти.,*
0,2 - 0,6 16 - 12
0,02 - 0,2 30 - 16
Реактивы и материалы
1. Натрий сернокислый безводный, ч.д.а.
2. Висмута окись, х.ч.
3. Германия двуокись, ч.д.а.
4. Сера элементарная /"серный цвет"/.
5. Спирт этиловый.
6. Купферон, насыщенный спиртовый реетвор.
7. Кварц, истертый до крупности - 200 меш.
8. Железная руде, истертая ;.о крупности - 200 мещ. Руда должна быть проверена на отсутствие заметных количеств гермами и висмута. Германий определяют спектральным полуколичественным методом. Для обнаружения висмута образец железной руды испаряют 1 смеси с буферной смесью, как это указано в розделе "Ход анализ При этом на спектрограмме не должна появиться линия Bi I 3067,72
9. Угли спектральные марки С-3 диаметром 6 мм.
*7flo опыту работы спектральной лаборатории олытно-эксперюыенталь-яого предприятия при ВИМСе.
5
* 59-С
10. Угольный порокок марки С-3, крупностью - 200 меш.
11. Фотопластинки "микро" чувствительностью 22 или 16 ед. ГОСТа,размером 9x24 см.
12. Обычные реактивы и принадлежности для обработки фотопластинок.
13. Буферная смесь. Вэвеживают 0,0200 г двуокиси германия, 10,0шг сернокислого натрия, 20,0 г угольного порошка, 50,0 г серы и 50,0 г порошка кварца. Все материалы должны быть истерты
до крупности - 200 меш, В небольшую ступку помещают приблизительно 0,04 г сернокислого натрия и 0,0200 г двуокиси германия. Смесь тщательно истирают, добавляют еще около 0,1 г сернокислого натрия и снова тщательно истирают. Таким же образом порциями добавляют весь сернокислый натрий с таким расчетом, чтобы каждый раз смесь разбавлялась не более, чем з три раза. Далее таким же образом последовательно добавляют кварц, серуу м угольный порошок. Do мере увеличения количества смеси содержимое ступки переносят в ступку большего размера.
14. Основа для приготовлении стандартных образцов. Тщательно смешивают и истирают в ступке 10 г порожке железной руда и 20 г порошка кяарца.
15. Стандартные образцы.
Отвешивают 0,0S34 г окиси висмута к 9,97 г основы. В небольшую ступку помешают приблизительно 0,05 г основы, добавляют окись висмута и тщательно истирают. Добавляют еще около 0,15 г основы и снова тщательно истирают. Так поступают, пока не добавляют все отвешенное количество основы; при этом не следует в один прием разбавлять образец более, чем в три раза.
При необходимости берут ступку большего размера, в которую количественно переносят смесь из ыеньлей ступки. Таким способом
получают 10 г стандартного образца, содержащего 0,ЗД висмута.
6
fe 59-С
5.00 г полученного стандартного образца тщательно смешивают с равным количеством основы и получают стандартный образец, содержащий 0,15% висмута.
5.00 г этого стандартного образца /содержащей 0,15% висмута/ тщательно смешивают с равным количеством основы и получают стандартный образец, содержащий 0,075% висмута*
Поступая таким же образом, получают всю серию стандартных образцов, содержащих:
0,30; 0,15; 0,075; 0,0375; 0,0188; 0,0094; 0,0047; 0,0023% висмута.
Каждый стандартный образец смешивают в отношении 1:2 с буферной смесью и тщательно истирают.
Аппаратура и принадлежности
I. Дифракционный спектрограф ДФС-13 с решеткой 1200 штр./мм. 2* Генератор ДГ-2.
К розетке с надписью пПрерыватель" присоединяют провод, оканчивающийся выключателем, позволяющим отключать высокочастотный
разряд.
Можно использовать также активкзатор дуги ОС-39.
3. Реостат балластный, рассчитанный на силу тока до 15 •. Реостат присоединяют к соответствующим клеймам генератора ДГ-2.
4. Щтагив дугозой вергикалышй с осветителем.
5. Микрофотометр МФ-2.
6. Весы аналитические АДВ-200 или другой марки.
7. Станок и фрезы для заточки электродов.
8. Секундомер.
9. Ступка агатовая или япмовая.
7
И? 59-С
Ход анализа
Навеску 0,050 г анализируемого образца крупностью - 200 ыеш и 0,100 г буферной смеси*/ тщательно истирают в ступке с добавлением спирта. Полученной смесью наполняют отверстия двух цилиндрических угольных электродов, имеющих следующие размеры:
диаметр электрода - 5 мм;
диаметр высверленного канала - 3 мм;
глубине канала - 5 мм.
Для наполнения электрода ого погружают в смесь. Избыток смеси над уровнем отверстия удаляют. Поверхность смеси, заполняющей отверстие электрода, смачивают раствором купферона и электроды просушивают под электрической лампой в течение 20-30 минут. Верхний электрод затачивают в виде цилиндра диаметром 1,5 мм и длиной 8-10 мм. Электроды устанавливают в штатив и при помощи световой проекции выводят не оптическую ось на расстоянии 3 мм друг от друга. Включают генератор ДР-2 и первые 10-20 сек. поддерживают силу тока 5-6 а. Затем постепенно, при помощи реостата, увеличивают силу тока до 12-13 а и отключают высокочастотный разряд. Спектр экспонируют в течение 70 сек. дуговой промежуток 3 мм во время горения дуги поддерживают постоянным. Каждый анализируемый и стандартный образец фотографируют дважды.
Спектрограммы получают при следующих условиях:
1. Спектрограф ДФС-13 с резеткой 1200 ытр./мм; спектр I порядка.
2. Освещение щели - стандартная трехлиизовая система.
3. Ширина щели 0,020 мм.
хч1авеску рекомендуется брать на торэиснных весах. 3