Способ анализа хромитовых руд Советский патент 1981 года по МПК G01N23/06 

Изобретение относится к способам анализа минерального сьфья и может быть использовано при поисках месторождений хромитовьк руд и геологической съемке, для оценки типа хромитового оруденения как в лабораторных, так и полевых условкях, а также для - ценки технологических свойств хромитовых руд на обогатительных фабриках. Известен способ анализа хромитовьк руд, в котором качество хромитов определяется содержанием в них двух элементов хрома и железа fl3. Однако такие химические и ядернофизи. ческие методы анализа минерального сырья не обладают избирательностью, давая общее содержание элементов в руде, а не в рудном минерале. Способы анализа, основанные на использовании ядерного гамма-резсианса и позволяющие определить состав отдельных минералов, ограничены числом резонансных элементов (железо, олово в некоторые другие). Поскольку хром не является резонансным элементом, данные способы непригодны для анализа хромитов. Наиболее близкой к изобретению по технической суишости и достигаемому результату является методика ЯГР-анализа касситеритовьк руд {,2. Этот способ заключается в том, что образцы облучают гамма-квантами, способными резонансно поглощаться изотопом ощзеделяемого элемента (железа затем проводят регистрацию числа импульсов N (оо) и N (о) при движущемся и неподвижном образце относительно источника гамма-квантов. По формуле (0)Nt«)-N(o)/N() вьписл5пот величину резонансного поглощения, а по предварительно полученным при помощи эталонных образцов градуировочным зависимостям по величине .(0) находят содержание определяемого резонансного элемента. Однако и эта методика не дает возможности определять содфжание нерезонанснсго элемента - хрома. Цель изобретения - определение в хромитах не только резонансного элемента - железа, но и нерезоиансного - хрома, т.е повьаиение эффективности анализа. Это достигается тем, что при определении содержания железа готовят образец с плотностью, позволяющей исключить влияние окружающих железо кагисиов хрома и алюминия на величину резсиансного поглощения железа. После этого увеличивают или уменьшают плотность образца до получения максимального влияния ис«ов хрома на величину резснансншо поглощения железа а снова определяют величину резонансного поглощения (0)2 . Затем по величинам f ( Е(р) при помощи градунровочных зависимостей определяют содержание хрома в образце. На чертеже показаны зависимости величины резонансного поглощения от плотности образца, позг -ченчые по эталонным образцам хромитов с одинаковым содержанием железа (7, S%), Кривая 1 соответствует образцу с содержанием хрома 12,5%, кривая 2 25,2%, кривая 3 - 41,7%. Для образцов с другим содержанием железа кривые ана логичны и отличаются только абсолютной величиной резонансного поглощения. Величине резонансного поглощения зависит не только от количества резонансных атомов, но и от динамических свойств кристалла, определяемых катионным составом. Для вероятности безотдач; ного поглощения можно записать ЪЕ% 1 где Е/у - энергия мессбауэровского перехода ядра из возбужденного состояния в основное; - масса всей сложной структурной единицы; С - скорость света; К. - постоянная Больцмана; 0 - температура Дебая, характеризующая частотный спекгр колебаний крис талла. Одновременное действие этих факторов затрудняет извлечение полезной ин формации из измеренной величины резона сного поглощения. При осуществлении способа обнаружен что существует плотность образца хромита (40 мг/см ), при которой величина 6 зависит только от содержания железа. Пр других плотностях ионы хрома будут влия на , увеличивая или уменьщая ее. Это позволяет определить содержание в хроми тах как железа, так и хрома, варьируя ПЛОТНОСТЬ образца. Начальный рост кривых обусловлен увеличением числа резонансных томов на единицу площади образца, а крутизна определяется величинами Ми©. При Дальнейшем увеличении толщины обазца е уменьшается из-за нерезонансного поглощения, причем раньше для образцов с более высоким содержанием хройа. В результате кривые пересекаются. Приме р. Навеску хромита 80мг упаковБЮают в чашечку из алюминиевой фольги площадью 2см, т.е. готовят образец с плотностью 4Омг/см. Если в образце присутствуют примеси других,минералов, навеску соответственно увеличивают. Образец помещают в мессбауэровскнй спектрометр с Постоянными скоростями. Источник гамма-квантов-.Со (Pd). Приэтом источнике левый пик ква;фупопьного дублета ЯГР-спектра прфодного хромита находится при нулевой скорости. Устанавливают предел набора импульсовН (оо)1О. Определяют число импульсов при неподвижном образце относительно источника N(0) 9,63.10. Вычисляют величину резонансного поглощения (0)Со°) N(0) /N(oo) 0,О37. Эта величина зависит только от содержания железа в образце. По заранее полученной при помощи эталонных образцов градунровочной зависимости содержания железа от величины (о получают 7,8 вес.% железа. Затем берут навеску образца 12О мГ (плотность 6О мг/см), измеряют N(0) 9,78.1О5 импульсов, вычисляют Е(й)ч,,7В ,022. Полученным величинам б(0)О,О37 при плотности образца 4бмг/см И (р)0,022 при плотности бОмг/см на градуировочной зависимости соответствует кривая 3, что говорит о содержании хрома в образце в количестве 41,7%. Предлагаемый способ . позволяет прианализе хромитовых руд объединить экспрессность ядернофизических методов и избирательность ядерного гамма-резонанса. Для анализа может быть использован И стандартный переносный прибор МАК и его модификация. Это дает возможность проводить анализ хромитов в полевых условиях. Формула изобретения Способ анализа хромитовых руд, включающий облучение образцов гамма-квантами, способными резонансно поглощаться;

572

изотопом железа; регкгсграцию числа прошедших через образец гамма-квантов при движущемся и неподвижном образце относительно источника гамма-квантов, вычисление- величины резонансного поглощения и определение содержания железа, отличающийся тем, что, с целью повы шения эффективности анализа, при определении содержания железа готовят образец с плотностью позволяющей исключить влияние окружающих железо катионов хрома и люминия на величину резонансного поглощения, затем изменяют плотность образ ца для получения максимального влияния ионов хрома на величину резонансного пог71

лощения железа, повторяют измерения при движущемся и неподвижном образце, по ним определяют величину резонансного поглощения и по величине резонансного поглощения ионами железа при первом и втором измерении определяют содержание хрома.

Источники информации. Принятые во внимание при экспертизе

1.Требования промышленности к качеству минерального сьфья. М.,Недра, 1963

2.Гамма-резонансные методы и приборы для фазового анализа минерального сьфья. Под ред. В. И. Гольданского, М.,

АтомиздатГ 1974.

SO Плотность f мГ/с/ /{/