Способ подготовки порошкообразных образцов для спектрального анализа Советский патент 1982 года по МПК G01N1/20 G01J3/30 

(54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ПОРОШКООБРАЗНБ1Х ОБРАЗЦОВ ДЛЯ СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА

1

Изобретение относится к спектральному анализу производственных и природных порошкообразных веществ и может быть использовано в лабораториях промышленных и научно-исследовательских организаций для контроля содержания примесей в кондиционных продуктах и минеральном сырье спектральными методами, в которые допускается различие характера распределения примесей в основе, т. е. отсутствует или незначителен эффект влияния структурных свойств исследуемых образцов.

Известны различные способы подготовки образцов к анализу путем внесения примесей в анализируемые порошкообразные пробы и образцы сравнения, основными из которых являются:

а)растворение анализируемого образца или основы для образцов сравнения, добавление -растворов примесных элементов, упаривание обшего раствора досуха и прокаливание до постоянной массы;

б)механическое перемешивание сухих компонентов;

в)добавление к сухой основе необходимого количества раствора примесных элементов, перемешивание, высушивание и прокаливание сухого остатка до постоянной массы.

Такими же способами одновременно с определенными элементами в пробы вносят элементы сравнения 1.

Недостатками вышеуказанных способов являются невозможность применения их для анализа обширной категории материалов разной природы, при котором, по методическим условиям, присутствие вспомогательных веш,еств в пробах исключено или ограничено, невозможность при постоянном количестве добавляемой вспомогательной смеси дозировать содержание примесных элементов в широком его диапазоне, а также ограниченное (в модификации способа в) 15 число элементов, вносимых в заданной химической форме, вследствие различия их химических свойств, соответственно, отсутствия общего способа их растворения и последующего переведения в общую форму. Кроме того, отсутствие возможности приготовления единой вспомогательной смеси, пригодной для анализа разных порошкообразных материалов, вследствие специфических, т. е. неодинаковых требований каждой соответствующей методики анализа к

природе и количеству добавляемых веществ носителей примесных элементов и

д) трудность избежать или контролировать количественно внесение в образцы дополнительных количеств определяемых элементов, которые могут содержаться в вь1шеуказанных вспомогательных смесях, т. е. в носителе примесей и соответственно определять изменяющуюся величину «холостого опыта.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ подготовки порощкообразных проб для спектрального анализа, согласно которому при анализе пятиокиси ванадия образцы сравнения готовят путем смешивания в разном соотношении чистой основы ViOs и аттестованных «вспомогатальных стандартов - образцов угольных порошков с известным содержанием (в форме оксидов) 23 элементов-примесей 2

Однако применение известного способа возможно лишь в анализе ограниченного числа объектов, при котором методическими условиями предусмотрено присутствие в них определенных количеств угольного порошка.

Цель изобретения - повышение надежности и точности определения, а также упрощения и ускорение анализа.

Поставленная цель достигается согласно способу подготовки порошкообразных образцов для спектрального анализа, включающему внесение в анализируемые пробы или в матрицу стандартных образцов заданных количеств примеси определяемых элементов путем примещивания к ним аттестованного порошкообразного носителя, в качестве носителя определяемых элементов используют ацетилсалициловую кислоту.

Причем перед спектральным анализом ацетилсалициловую кислоту удаляют из смесей нагреванием их при 340-350°С. Ацетилсалициловая кислота характеризуется простотой получения и высокочистом состоянии, т. е. освобожденным от определяемых элементов, способностью переходить в мелкодисперсное состояние и образовывать однородные смеси в.результате истирания с порошкообразными анализируемыми образцами, легкостью удаления без потери примесных элементов и матричного вещества из конечных ,смесей путем нагревания около 340-350°С, а в случае расплавления перед вышеуказанным удалением путем испарения способностью смачивать частицы порошкообразных анализируемых образцов.

В качестве основы вспомогательных смесей применены очишенная экстракцией в этиловом эфире ацетилсалициловая кислота или очишенная возгонкой щавелевая кислота, другие органические соединения, удовлетворяющие вышеперечисленным требованиям на основе которых готовили наборы вспомогательных смесей с аттестованным, варьирующим в диапазоне от 2-10 до 5-10 Уомдс

содержанием следующих примесных элеменj-oB в форме оксидов: медь, цинк, кадмий, бериллий, магний, кальций, галлий, алюминий, РЗМ, титан, цирконий, гафний, кремний, германий, олово, свинец, ванадий, ниобий, тантал, сурьма, висмут, хром, молибден, вольфрам, марганец, железо, кобальт и никель.

Вспомогательные образцы получены и аттестованы целевым назначением для определения отдельных групп вышеперечисленных элементов одновременно.

Пример. Производилось внесение примесных элементов в графитизированный угольный порошок и особочистую двуокись циркония - основу образцов сравнения для j спектрального анализа аналитических концентратов примесей, в первом случае, и проб, получаемых в результате подготовки чистого циркония металлического и его соединений к анализу методом добавок, в втором случае. В обоих случаях спектральный анаЛИЗ проводился методами фракционированного испарения и «сжигания в дуговых угольных электродах.

Для внесения примесей в анализе образцов используют предварительно приготовленный набор аттестованных вспомогательных смесей на основе чистой ацетилсалициловой кислоты с содержанием от 2 до 5-102 % мае оксидов следуюших элементов: меди, цинка, кадмия, магния, кальция, алюминия, кремния, олова, свинца, титана, 0 циркония, сурьмы, ванадия, хрома, молибдена, вольфрама, ларганца, железа, кобальта и никеля. Набор смесей готовят последовательным разбавлением чистой ацетилсалициловой кислотой головной смеси, полученной перемешиванием последней с вышеперечисленными оксидами и содержавшей по 1 % мае каждого.

Смеси получают механическим истиранием веществ в лабораторных шаровых мельницах или ступках из оргстекла. Для аттеста ции содержания в них примесей отдельные порции каждой смеси перемешивают с равным количеством угольного порошка и нагревают до 140° С в течение 10 мин и затем при 350°С до полного удаления ацетилсали5 циловой кислоты. Полученные таким (збразом образцы угольных порошков анализируют количественно известными спектральными методами. Таким образом, в результате метрологической экспертизы полученных данных установлено отсутствие потерь примесей, одe нородность образцов в всей массе по их содержанию и величину последнего.

К определенным навескам анализируемых образцов или основам образцов сравнения, массу которых по надобности варьируj ют от 0.1 г до нескольких граммов, добавляют отдельные аттестованные вспомогательные смеси в количествах, рассчитанных для внесения требуемых количеств примесей, соответственно для получения образцов для

анализа, содержащих в виде добавок от 5-10 °/о каждой из них и выше. После перемешивания в вышеописанных условиях смеси нагревают на электроплитке в кварцевых чашках вначале до 140°С, затем до постоянной массы при 350°С.

Путем статистической обработки результатов, полученных методами «введено-найдено и «трех эталонов при пользовании стандартным образцом состава двуокиси циркония установлено, что относительное стандартное отклонение результатов S, рассчитанное по значительному числу результатов (при ), не превышает для разных элементов 0,1-0,12, (т. е. ниже допускаемого регламентом), что можно отнести за счет эффективности изобретения.

Аналогичные результаты получены при использовании предлагаемого способа в анализе других тугоплавких окислов (титана, двуокиси циркония, стабилизированной рядом компонентов, пятиокиси ванадия) на содержание лимитируемых примесей, а также горных пород на содержание циркония, ниобия, тантала и некоторых других редких металлов.

Применение изобретения обеспечивает возможность приготовления образцов сравнения для спектрального анализа на различных неорганических основах ( производственного и природного происхождения) с помош,ью общей серии вспомогательных смесей, чем создаются условия единства измерения получаемых результатов и их сопоставления для разных методик анализа и разных лабораторий; возможность получения образцов для анализа методом добавок и «трех эталов с более надежно дозированным содержанием примесных элементов в широком диапазоне его значений; возможность уменьшения величины « холостого опыта, при применении в качестве вспомогательного вещества-носителя примесей- органического соединения, доступного в высокочистом состоянии по технологии его изготовления и несложности способов его очистки.

Кроме того, изобретение исключает систематические погрешности в спектральном анализе, из-за отсутствия в анализируемых образцах посторонних компонентов, обычно вводимых при других способах внесения

примесей, дает возможность подготовки в общих условиях образцов к анализу принципиально различными спектральными методами, основанными на испарении из дуговых угольных электродов, а также сокращает продолжительность анализа, снижает

затраты на его выполнение, в особенности при большом объеме анализа (в том числе разных объектов) и повыщает эффективность производственных процессов.

15

Формула изобретения

.Способ подготовки порошкообразных образцов для спектрального анализа, включающий внесение в анализируемые пробы или

в матрицу стандартных образцов заданных количеств примеси определяемых элементов путем примешивания к ним аттестованного порошкообразного носителя, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и точности определения, а также упрощения и ускорения анализа, в качестве носителя определяемых элементов используют ацетилсалициловую кислоту.

Истолники информации, принятые во внимание при экспертизе

химия, 1971, № 26, с. 1349-1350 (прототип).