Рентгеноспектральный флуоресцентный многокомпонентный анализ железомарганцевых конкреций в судовых условиях

• Автор: Каминский, Евгений Юрьевич
• Шифр специальности: 04.00.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 157 с. : ил.

4.4 Определение кобальта в пробах ЖМК с использованием дополнительного фильтра из европия
4.5 Методика исследования площадного распределения составляющих компонентов в спилах железомарганцевых конкреций на базе анализатора БАРС-3 с узкополосным
детектором излучения
Глава 5. Разработка методики РСФА проб ЖМК на базе квантометра КРАБ-ЗУМ
5.1 Особенности квантометра КРАБ-ЗУМ
5.2 Устройство и аналитические возможности квантометра КРАБ-ЗУМ применительно к анализу ЖМК
5.3 Особенности разработанной методики РСФА проб ЖМК
Глава 6. Разработка методики РСФА проб ЖМК на базе кристалл-дифракционного сканирующего спектрометра СПАРК-1М
6.1 Устройство и аналитические возможности кристалл-дифракционного спектрометра СПАРК-1М
6.2 Особенности разработанной методики
Г лава 7. Разработка методики и технических приемов РСФА ЖМК и донных осадков на базе установки с полупроводниковым блоком детектирования с ППД (БІ-ІІ)
7.1 Устройство и аналитические возможности установки с полупроводниковым блоком детектирования с ППД (бі-І.і)
7.2 Особенности разработанной методики и обоснование аналитического параметра для
реализации способа спектральных отношений
Глава 8. Применение РСФА проб ЖМК для условий рудного поля «Мощный» шельфа Балтийского моря
8.1 Геолого-геохимическая характеристика ЖМК рудного поля «Мощный»
8.2 Методика и результаты применения РСФА проб ЖМК на базе СПАРК-1М
Заключение
Литература

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы.
Начало восьмидесятых годов 19-го столетия ознаменовалось возросшим интересом развитых стран к запасам минерального сырья на дне океанов и морей, в том числе к запасам железомарганцевым конкрециям (ЖМК), состоящим в основном из окислов железа и марганца и обогащенным (в сумме до 1,5-3,5%) никелем, медью, кобальтом, цинком и др. элементами. В частности, залежи ЖМК на шельфе Балтийского моря, представляются весьма перспективными для решения проблемы нехватки некоторых металлов в России, возникшей в связи с распадом СССР, повлекшим отделение от России территорий с разведанными запасами сырья, в том числе марганца.
Определение концентрации полезных компонентов ЖМК в процессе их поисков, разведки и добычи, т.е. непосредственно в судовых условиях, является важной и актуальной задачей аналитических работ. К аналитическим работам в условиях судовой лаборатории предъявляются требования достаточной точности анализа (не ниже третьей категории, соответствующей количественному анализу), что дает возможность производить подсчет запасов при разведке ЖМК, и высокой производительности анализа (несколько сот элементоопределений за смену).
Всевозможные виды химического анализа, в частности пробирный, являются весьма трудоемкими и дорогостоящими, учитывая многоэлементный состав ЖМК. Ранее применявшиеся инструментальные спектральные методы, при приемлемой производительности, не обеспечивают необходимую точность и их результаты рассматриваются лишь как полуколичественные. Атомно-абсорбционный анализ, с применением спектрофотометров различных типов, хотя и обладает высокими метрологическими характеристиками, требует тщательной химической подготовки проб и, в виду громоздкости блоков измерительной установки, связан с использованием больших производственных площадей, что затруднено в судовых условиях. Учитывая специфические судовые условия, характеризующиеся высокой влажностью, вибрацией, нестабильностью энергопитания и морской качкой, эксплуатация на судне аппаратуры для химического, спектрального и атомноабсорбционного анализов весьма затруднена.
Одним из перспективных методов анализа в судовых условиях является рентгеноспектральный флуоресцентный анализ (РСФА), имеющий достаточно высокую чувствительность, точность и производительность для исследования

спектрального распределения СиКа вследствие проявления «функции отклика» детектора от К-серии рубидия.
Для практической реализации предложенного методического приема необходимо измерить 3-4 эталонных образца, не содержащих определяемого элемента с вещественным составом, близким вещественному составу наполнителя анализируемых проб (в частности, ЖМК), но с различными минимальным, максимальным и одним или двумя промежуточными концентрациями мешающего (мешающих) элемента, линии которого (которых) на спектре лежат в области спектрального распределения между аналитической линией определяемого элемента и линиями рассеянного излучения источника первичного излучения, далее построить график зависимости 1Чьт/Ат “вэт от еш и потом, измеряя еш анализируемых проб, определить Аі,ф путем коррекции величины N ,:' кпр значением іАьт/А к' снимаемым с графика РтЛМ "%эт = (меш). При условии отсутствия в пробах значимых концентраций определяемых и мешающих элементов (случай анализа донных осадков), расчет необходимо проводить по
формуле: ІХігф = N1;,,. ЛЧв"
Аналогичные результаты получены при использовании в качестве источника
первичного излучения рентгеновской трубки. Для примера рассмотрим результаты определения кобальта в ЖМК и донных осадках на базе спектрометра СПАРК-1, содержащего трубку с германиевым анодом.
В исследуемых образцах концентрации кобальта были представлены следующими диапазонами: для донных осадков с гэф=10 - 14: [0.001-0.005]%, для ЖМК Сгэф= 16-20: [0.1-0.5]%.
Вклад тормозного излучения в областях спектрального распределения АЕі
(флуоресценции определяемого элемента) и ДЕ8 (рассеянного излучения рентгеновской трубки) определялся отдельно, на основе использования рентгеновской трубки с А§ анодом при напряжении 24 кВ, когда в спектре первичного излучения этой трубки присутствует только тормозное излучение в чистом виде, так как линия AgKa не возбуждается (К-край Ар; - 25.5 кэВ (рис. 1. 2).
Для этого в области правее наиболее жесткой линии флуоресцентного излучения анода трубки (ОеК|3), где отсутствует влияние функции отклика детектора на монохроматическое излучение трубки, а также флуоресцентное излучение