Способ пробоподготовки к рентгенофлоуресцентному анализу Советский патент 1987 года по МПК G01N1/38 G01N21/64 

Изобретение относится к первичной пробоподготовке веществ, в частности к рентгенофлуоресцентному анализу его элементарного состава, и может быть использовано в системах автоматизированного аналитического контрол технологических процессов производства калийных минеральных удобрений, а также в химической, металлургической и горно-рудной промьшшенности.

Цель изобретения - сокращение вре мени анализа полного состава суспензий и повышение точности его контрол за счет улучшения представительности пробы.

В предлагаемом способе жидкая фаза смешивается с 10-12% дистиллированой воды, а влажная твердая фаза - с 12-25% аэросила.

Так как жидкая фаза глинисто-соV

левых суспензий калийных обогатительных фабрик представляет собой водный раствор в основном хлоридов натрия и калия, то в качестве дисперсионной среды для разбавления жидкой фазы может использоваться дистиллированная вода.

В табл.1 показана точность определения состава жидкой фазы суспензии на рентгенофлуоресцентном анализаторе при разных добавках дистиллированной воды.

Разбавление жидкой фазы дисперсионной средой исключает кристаллизаци солей из пробы в процессе определени состава, что значительно повышает точность анализа. Количество дисперсионной среды для разбавления жидкой фазы, сосЧ авляющие 1 0-1 2% массы ана- лизируемрй пробы, рассчитано из диаграмм растворимости солей и обеспечивает отсутствие кристаллизации в интервале возможного изменения температуры в процессе первичной пробо- подготовки, транспортировки и анализа, смешение жидкой фазы с дистиллированной водой в количестве до 10 мае.% не обеспечивает полного отсутствия кристаллизации солей- из раствора и ошибки определения состава таких проб на рентгенофлуоресцентном анализаторе будут значительными. Разбавление -жидкой фазы дистиллированной водой в количестве, превышающем 12 мае.%, является нецелесообразным, так как концентрация элементов, содержащихся в растворе ;, уменьшается, а погрешность определе

0

5

5

ния их содержания соответственно увеличивается .

Замена высушивания твердого в сушильных шкафах под вакуумом или в СВЧ-аппаратуре адсорбированием дисперсионной среды предотвращает случайное перераспределение элементов в жидкой и твердой фазах, что приводит к искажению составов.

В качестве адсорбента для поглощения из влажного твердого остаточной жидкости могут использоваться не содержащие подконтрольных элементов вещества с высокоразвитой поверхностью и минимально возможным насыпным весом с целью наименьшего разубоживания опробуемого вещества с хорошей усред- няемостью с подконтрольным веществом, характеризующееся низкой.стоимостью и доступностью. Из исследованных веществ, отвечающих этим требованиям: крахмал, отмытый нерастворимый остаток, двуокись кремния (аэросил), в количестве адсорбента был выбран аэросил, так как использование с этой целью крахмала и нерастворимого в воде остатка руды приводит к затруднениям при последующем прессовании излучателей из приготовленных смесей. Таблетки или совсем не прессовались , или были непригодны для определения состава проб на рентгенофлуоресцентном анализаторе,

В табл.2 приведены результаты определения содержания элементов в пробах твердой фазы суспензии после добавки к ней разных количеств аэросила, полученные расчетнь1м путем при разубоживании и на рентгенофлуоресцентном анализаторе, а также погрешности результатов рентгеновского анализа относительно расчетных значений соответствующих элементов в пробах.

Как видно из табл.2, при добавке к подконтрольному веществу до 1 2 мас.% адсорбента результаты рентгенофлуо- ресцентного анализа содержания элементов в пробе занижены из-за поте- 0 ри жидкой фазы и растворенных в ней компонентов при прессовании излучателей.

При добавке к влажному твердому 12-25 мас.% аэросила вся жидкая фа- 5 за поглощается адсорбентом, а погрешность определения содержания элементов в этом случае лежит в области допустимых погрешностей для определе0

0

5

ния состава веществ рентгенофлуорес- центным методом.

Добавка во влажную твердую фазу больше 25 мас.% аэросила приводит к ухудшению представительности пробы и образованию на поверхности излучателей при их прессовании агрегатов белого цвета. При определении состава таких ггроб на рентгенофлуоресцент ном анализаторе возникает эффект эк- ранирования аэросилом определяемых компонентов, из-за чего .результаты по определению содержания элементов занижены, а погрешности их определения, как видно из табл.2, увеличены.

Таким образом, установлено, что для поглощения жидкости из влажного твердого суспензии, необходимо добавить к нему 12-25 мас.% аэросила.

Твердые фазы глинисто-солевых суспензий, содержащие более 20 мас.% нерастворимых галопилитовых веществ (илов), имеют свойство (что объясняется структурой галопилитовых веществ) , поглощать воду и отдавать ее под давлением. При прессовании излучателей к рентгенофлуоресцентному анализу из твердой фазы суспензий, содержащих более 20% илов, приходит выделение содержащейся в галопилито- вом веществе жидкой фазы. Поэтому к влажной твердой фазе таких суспензий предлагается, кроме 12-25 мас.% адсорбента для поглощения жидкости из твердого, добавлять инертный крис таллоноситеЛь, укрепляющий -структуру галопилитового вещества и не позволяющий жидкой фазе вытесняться из подконтрольного вещества при прессовании из него излучателей.

Учитывая невысокую стоимость и доступность, в качестве инертного кристаллоносителя выбрана борная кислота.

вение эффекта экранирования добавками определяемых компонентов (добавка SiO выше 25 мас.% и более 1,0 доли ед.). Кроме ,того, наТехнически Способ легко реализует-45 плохое усреднение проб и возникно- ся с помощью автоматизированной системы аналитического контроля состава промьшшенных суспензий путем автоматизированного представительного пробоотбора суспензий из потока, ско-50 именьшее количество добавок к анали- ростного разделения суспензий путем зируемым суспензиям обуславливает- фильтрования ее на жидкую и влажную ся требованием минимально возможно- твердую фазы, отбора определенных го их разубоживания, что соответст- количеств жидкой и твердой фаз и помещения их в специальные кюветы, со- 55 держащие необходимые взвешенные количества дисперсионной среды для разбавления жидкости и адсорбента или

венно повышает точность рентгенофлуоресцентного анализа смеси.

Предложенный способ может найти широкое применение как на калийных, так и на других обогатительных фабадсорбента и кристаллоносителя, дпя- смешения с влажным твердым. Напри- мер, отфильтрованную жидкую фазу в количестве 50 г помещают в кювету, содержащую 5 i дистиллированной воды {из диапазона 10-12 мас.% от веса жидкости), а 50 г влажного твердого помещают в кювету с 10 г (из диапазона 12-25 мас.% от веса пробы) аэросила или, если твердая фаза содержит более 20% галопилитовых веществ, - в кювету с 10 г аэросила и, например, с 7 г (из диапазона 0,5-1 доли ед. от веса адсорбента) борной кислоты. Затем капсулы с кюветами с помощью автоматизированного прободоставоч- ного комплекса доставляют к месту проведения рентгенофлуоресцентного анализа. Из доставленных взвешенных в смеси проб изготовляют излучатели для рентгенофлуоресцентного -анализатора: .из жидкости - прямым дозирова7 нием объема на диск фильтровальной бумаги, а из твердого - путем прессования на гидропрессах предварительно измельченной и усредненной пробы. На экспресс-анализаторе определяются интенсивности излучения компонентов, содержащихся в пробах, на основании которых, а также по информации о массах смешения с помощью ЭВМ по специальному aлгopит ry рассчитываются полные составы суспензий, их жидких и истинно твердых фаз.

В указанном диапазоне дозировок анализируемых солевых, глинисто-солевых и глинистых суспензий калийных производств, адсорбента и кристаллоносителя полученные смеси после усреднения надежно прессуются, тогда как за их пределами наблюдается либо выделение жидкой фазы из смеси (добавка SiO,., ниже 12 мас.% и H,BOj ниже 0,5 доли ед.), либо

вение эффекта экранирования добавками определяемых компонентов (добавка SiO выше 25 мас.% и более 1,0 доли ед.). Кроме ,того, наплохое усреднение проб и возникно- именьшее количество добавок к анали- зируемым суспензиям обуславливает- ся требованием минимально возможно- го их разубоживания, что соответст-

плохое усреднение проб и возникно- именьшее количество добавок к анали- зируемым суспензиям обуславливает- ся требованием минимально возможно- го их разубоживания, что соответст-

венно повышает точность рентгенофлуоресцентного анализа смеси.

Предложенный способ может найти широкое применение как на калийных, так и на других обогатительных фаб513055596

риках, а также в химической промыш- ти проб, после разделения жидкую фа- ленности, например ма содовых заво- зу разбавляют дистиллированной водой дах.-в количестве 0-12 мас.%, а твердую

фазу смешивают с азросилом в коли Формула изобретения с честве 12-25 мас.%.

1, Способ пробоподготовки к рент- генофлуоресцентному анализу элементарного состава суспензий, включающий разделение суспензии путем скоростной фильтрации на жидкую и твердые фазы, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени анализа и повышения представительнос1,244,06

0,422,62

ОО

13,964,14

4,0114,30

0,454,65

0,0370,23

ОО

2. Способ по п. 1 , о т л и ч -а ю- щ и и с я тем, что, с целью ускорения разделения суспензий, содержа- щих более 20 мас.% галопилитовых веществ, к смеси твердой фазы с аэросилом добавляют борную кислоту, взятых в соотношении борная кислота : : аэросил (U,5-l):.

Таблица 1

МБ

4

Са

Na

сГ

S04

и.о.

о3,99 3,9890,023,963,9650,13

0,032,57 2,570О2,55.2,5490,24

000ОООО

О4,06 4,0610,024,034,0360,15

0,0214,04 14,040О13,9213,9350,11

0,024,56 4,560О4,524,5160,09

О70,78 70,7700,0171,0371,0330.01

О000ООО

6,05 3,14 0,80 10,63 20,59 16,08

5,907

3,049

0,80

10,477

20,092

15,918

2,366,00

2,903,12

О0,79

1,4410,53

2,4220,41

1,01.15,93

Таблица 2

0,02

О

О

0,02

0,01

0,р1

5,67

2,94

0,75

9,95

19,29

15,06

5,671

2,940

0,750

9,947

19,292

15,06

Н.О,11,50 SiOj 9,91 9,91U О

11,0

10,72 10,720 О

10,78

15,6115,610

Изобретение относится к первичной пробоподготовке веществ к рент- генофлуоресцентному анализу в системах автоматизированного аналитического контроля технологических процессов при переработке калийного и других видов сырья. Целью изобретения является по- вьшение точности и оперативности контроля полного состава суспензий. Поставленная цель достигается путем разделения суспензий на жидкую и влажную твердую фазы с последующим смешением жидкой фазы с 10-12 мас.% дисперсионной среды, влажной твердой фазы без предварительной сушки с 12- 25 мас.% адсорбента и изготовления излучателей к рентгеноспектральному анализатору, по показаниям которого рассчитываются составы суспензий и составляющих их жидких и истинно твердых фаз. Если же суспензии содержат в твердой фазе более 20 мас.% галопилитовых веществ, к смеси твердой фазы и аэросила добавляют борную кислоту, взятых в соотношении борная кислота : аэросил 0,5-1:1, 1 з.п. ф-лы, 2 табл. с iS (Л