Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Плотников Р.И. Флюоресцентный рентгено-радиометрический анализ

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

24.10.2023

Размер:

10.81 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 2223 / 2623 24 25 26 > Следующая >>>


точником Fe5 5 . Детектором служил							пропорциональный .
счетчик.		Недостаточная		активность			источников	т а к ж е
не позволила			получить	порог		чувствительности		ниже
десятых		процента. Такого			ж е	порядка	(0,1%) о к а з а л с я
порог	чувствительности			при		определении примесей			0 2
и N 2 в инертных газах по снижению коэффициента								газо
вого	усиления		проточного		пропорционального счетчика,
продуваемого			исследуемым		газом.
Д а н н ы е по			спектральному			составу	рассеянного		воз

духом излучения источника Fe5 5 , приведенные в работе [79], позволяют оценить чувствительность определе ния Аг в воздухе с этим источником и пропорциональным Кг-счетчиком. Плотность потока флюоресцентного из

лучения	Аг, содержание		которого в воздухе		составляет
0,93%,	в 3	р а з а уступала	плотности	потока	рассеянного
излучения		Мп/Кг, но на	порядок	превосходила фон в

области 3 кэв. Отсюда при интегральной загрузке счет ного к а н а л а 104 имп/сек и времени измерения 100 сек порог чувствительности будет составлять 0,002%. Конеч


но,	наличие		флюоресцентного излучения				Аг	приведет
к некоторому			повышению порога		д л я	S и СІ в		воздухе,
однако использование				фильтра	из	поливинилхлорида
позволит устранить этот эффект .
Много		меньшие концентрации			примесей в газах мо
гут быть обнаружены после прокачивания							исследуемого
газа	через	подходящий		сорбент	с последующим рент-
генорадиометрическим				анализом	последнего.			Так , на

пример, в работе [364] предложен метод определения следов S 0 2 в воздухе. S 0 2 поглощался при прокачке воздуха через фильтр, смоченный раствором соды с до

бавкой	глицерина. Д а л е е			фильтр		исследовался	с	по
мощью	датчика, состоящего из				тонкооконного		пропор
ционального счетчика с				метановым наполнением				и
источника Fe5 5 .			П р и прокачке		в	течение часа	со	ско
ростью	20	л/сек	пороговая	чувствительность составила
10-6 %	S 0 2	(30	мкг).

Аналогичный способ был применен д л я определения содержания следов РЬ в воздухе. Фильтр, через который прокачивался воздух, д а л е е исследовался прибором Panalyzer-4000. Порог чувствительности составил 5 мкг [365].

Более высокая чувствительность была получена при определении РЬ в воздухе с полупроводниковым детекто ром [366].

10.Анализ в потоке

Пр о с т о та реализации рёнтгенорадиометрйчеСкоГб

метода	делает	его	перспективным		д л я	анализа	в потоке
[51, 58, 59, 367,		368].
В	работе	[372]	описан	метод	определения		свинца
в пульпе с источником Іг 1 9 2 .				В работе		[373] приведены

результаты определения РЬ в руде на ленте транспор тера, возбуждение осуществлялось некогерентно рас


сеянным излучением Cs 1 3 7 с энергией 225							кэв.
Рентгеновский		анализатор		со		сцинтилляциоиный
счетчиком для определения серебра в							фотопленке в
потоке р а з р а б о т а н		предприятием V E B R F T					Mefielectronic
( Г Д Р ) .	Источником		первичного		излучения			служит
радиоизотоп A m 2 4 1 .			П р и калибровке через					к а ж д ы е
14 суток	прибор	обеспечивает		точность			измерения		со
д е р ж а н и я	серебра	1—2 отн.% [374].
Д р у г и м примером			рентгенорадиометрического						ана
лиза в потоке является определение						Мо	в	технологи
ческих растворах		[375]. В экспериментальной						установке
в качестве источника			первичного		излучения использова

лась рентгеновская трубка малой мощности, детектиро вание флюоресцентного излучения М о осуществлялось сцинтилляционным счетчиком. Второй счетчик регист

рировал прошедшее через раствор	в о з б у ж д а ю щ е е	излу
чение. Регистрировалось отношение	плотностей потоков
флюоресцентного и проходящего излучений. Т а к а я		схема

позволила существенно уменьшить погрешности, обус ловленные нестабильностью рентгеновской трубки и

влиянием			абсорбционных характеристик		исследуемого
раствора,			и линеаризировать	градуировочный		график .
Пороговая			чувствительность определения		М о	составила
0,1	г/л,	точность измерений		д л я с о д е р ж а н и я 100—
150	г / л — 2		г/л.

Вприведенных случаях в исследуемых средах от

сутствовали элементы с атомными номерами, близкими к атомному номеру определяемого элемента, и энерге тическое разрешение сцинтилляционного счетчика обес

печивало	достаточную	избирательность	анализа . П р и
а н а л и з е	сложных сред	д л я повышения	избирательности

обычно применяются д и ф ф е р е н ц и а л ь н ы е фильтры . П р и менение дифференциальных фильтров в сочетании с од ним детектором при а н а л и з е в потоке возможно только при достаточно частом переключении фильтров [376],

V2 15 Р. И. Плотников, Г. А. Пшеничный

225

что нежелательно из-за невысокой надежности

м е х а и и '

ческих

переключателей.

К а р р - Б р а й е н и

Роде

предложили

спектрометриче

скую установку д л я

анализа

потоке

датчиком,

состоящим

из

двух сцинтилляционных счетчиков

[294J.

Схема

установки

приведена

на

рис. 87. Перед счетчиками

помеще

ны

сбалансированные

фильтры

из

элементов

соседними

атомными

номерами,

выбранными

так,

чтобы

аналитическая линия

определяемо

го

элемента

попадала

между

к р а я

ми поглощения фильтров . Элек

тронная

схема

выдает

н а . в ы х о д е

сигнал,

пропорциональный

разно

сти

скоростей

счета

д л я

к а ж д о г о

из

счетчиков,

и,

таким

образом, кон

центрации

определяемого

элемента .

Высокая

светосила

устройства

позволяет применять не только пря

мое

возбуждение

радиоизотопиым

Рис.

87.

Схема

уста

источником,

но

Y " P e i

I T r

i l 0 B C K H e

новки

для

анализа

источники

на

основе

элементов,

потоке:

/(-серии

которых

расположены

/ — исследуемая

среда:

вблизи края

поглощения

определяе

2— Фильтр: 3— кристалл;

4 — световод;

5 — источ

мого

элемента.

Если

использовать

ник: 6 — ФЭУ;

7 — пред-

таком

датчике

A m 2 4 1 ,

P u 2 3 8

актив

уенлнтель: 9 — дискрими

натор;

10 — схема

вычи

ностью

порядка

10—20

мкюри

или

тания

(или схема

отно

шения).

C d 1 0 9

мкюри)

н а д л е ж а щ и м

образом

—в ы б р а т ь

материал

вторич

ных излучателей, пороговая чувствительность за 100 сек

составит Ю - 2 — я - 1 0 ~ 3 % . В	настоящее время такие дат
чики, выпускаются фирмой	Telsec Instrum. [377].

П р и отсутствии в анализируемой среде элементов со спектральными линиями, близкими к аналитической ли нии определяемого элемента, с тем ж е прибором вместо разности скоростей счета можно регистрировать их от ношение. Использование в качестве сигнала отношения скоростей, счета с двумя д и ф ф е р е н ц и а л ь н ы м и фильтрами позволяетуменьшить матричный эффект (метод стан д а р т а - ф о н а ) .

•"'^Дженкинсон	и	К а р р - Б р а й е н п р е д л о ж и л и д л я ана
лиза в потоке	в датчике прибора этого		типа	вместо
д и ф ф е р е н ц и а л ь н ы х		фильтров использовать	два	вторич-


пых излучателя,			в о з б у ж д а е м ы х			радиоизотопными источ
никами,	флюоресцентное				излучение которых			располо
жено по обе стороны скачка поглощения							определяемого
элемента	[187].		П р и	равной		плотности потока обоих
излучателей		разность		скоростей счета			будет	зависеть
только от		концентрации			определяемого		элемента, т а к

как плотность потоков флюоресценции всех прочих эле ментов и рассеянного излучения с обоими излучателями одинакова . П р и отсутствии м е ш а ю щ и х элементов реги страция отношения скоростей счета с обоими излуча телями позволяет реализовать метод стандарта - фона . Экспериментальные данные, полученные при определе нии Ва в пульпе с источниками А т 2 4 1 / В а и A m 2 4 1 / S m по разности скоростей счета или по их отношению, экви

валентны результатам			а н а л и з а	с д и ф ф е р е н ц и а л ь н ы м и
фильтрами	[187].
В табл .	23	приведены результаты			рентгенорадно
метрического а н а л и з а			пульп. Д л я	коррекции на содер
ж а н и е твердой		ф а з ы	плотность	пульпы	определялась

с помощью гамма - плотномера . К а к видно из таблицы, точность анализа достаточно высока. Учет содержания


твердой		ф а з ы		при определении Ті и Fe в					пульпе		мето
дом	двойного			стандарта - фона				описан	в	работах
[205,	208].
Чтобы			избежать		введения		поправки		на	плотность
пульпы,		д л я		а н а л и з а была			п р е д л о ж е н а		специальная
кювета,		в	которой происходит концентрирование								твер
дой	ф а з ы		на	окне	под	действием		центробежной			силы
[378]. П р и			определении			Ва в	пульпе с помощью такой
кюветы при содержании твердой ф а з ы свыше										1 %	сиг
нал не зависел от концентрации твердой фазы .
Кроме матричного э ф ф е к т а и влияния									содержания
твердой		ф а з ы		причиной		погрешностей			при	анализе

пульпы может служить влияние р а з м е р а частиц. Отме

чено,	что д а ж е	дополнительное измельчение д а л е к о не
всегда	может	устранить этот э ф ф е к т [59] . В работах

[244—246] предложен датчик размера частиц, позво ляющий корректировать влияние измерения среднего размера частиц на результаты анализа . Принцип дейст вия датчика основан на измерении поглощения иссле дуемой суспензией рентгеновского излучения двух раз

личных	энергий.
Эллис и др . [103] исследовали возможность		а н а л и з а
пульп	полиметаллических руд с помощью	простого
	і/а	15* 227

Т а б л и ц а 23

Рентгенорадиометрический анализ пульпы в потоке (источник—радиоизотоп, детектор—сцинтилляцнонный счетчик)

Определяемый	Диапазон содержаний,
элемент	%

Pd	2—8
Ва	1—10
Ва	1—10
Sn	0—2
Sn	0,2—0,4*
Sn	1—2,3**
Mo	0,8—7
Nb	0—7
Zn	0—60
Zn	(«Хвосты»)
Cu	(Концентрат, руда,
	«хвосты»)

	Источник
	ТГ1»2
\	A m 2 « / S m и
}	А т 2 « / В а
	Агп2 «/Ва
	Am 2 «/Cs
	Am a «/Cs
	P m " 7 / A l / A g
	P m ^ ' / A l / A g
	Cd 1 0 S
	Pu2 3 8 /Ge
	Pu238/Qa

		Погрешность, %
Фильтр		абсолютная	относитель	Литература
		абсолютная	ная
		0,1		[371,	372j
I	и Те	0,01—0,1	1	[187,	294,
I	и Те			379]
Ag	и Pd	0,01		[294,	379]
Ag			4,5	[59]
Ag			6,3	[59]
Zn	и Y	0,01		[379]
Y	и Sr	0,01		[379]
Ni	и Cu	0,04—1,7		[380]
Zn				[381]
Cu				[59]
Cu

*Содержание твердой фазы 11—41%.

**Содержание твердой фазы 2 0—53%.

селективного датчика		с одним детектором.	Д а т ч и к со
стоял из	источника	монохроматического	излучения
с энергией	чуть выше	края поглощения определяемого

элемента и сцинтилляциоиного счетчика, перед которым помещался толстый селективный фильтр . Такой датчик обеспечивает высокую контрастность и селективность при отсутствии в исследуемой среде элементов с атом


ными	номерами на 1—2 единицы меньше Z								определяе
мого	элемента .
П р и анализе твердых образцов							свиицово-цинковых
руд с источником			P u ^ / G e 30			мкюри	и	цинковым филь
тром	толщиной		25	мг/см2		погрешность			определения
цинка	составила		2,38%		в д и а п а з о н е		содержаний			0—34%
(среднее		Содержание			12,7%)-	Учет	влияния			по	рас
сеянию		излучения		источника		A m 2 4 1 / C s		снизил		эту	по

грешность до 1,33%, поправка на содержание РЬ, опре деляемого абсорбционным методом, позволила снизить погрешность до 1,23%, и, наконец, введение обеих по правок д а л о возможность довести погрешность до 0,57%.

Сходные результаты были получены при определении

меди в медно-висмутовых рудах, с о д е р ж а щ и х	большие
количества ж е л е з а с источником P u ^ / G a	и медным

фильтром . Эта методика была опробована при опреде лении меди в пульпе на предприятии Cobar Mines Pt. L t d . Требуемая точность была получена д л я рудной пульпы,

приемлемая — д л я

концентратов, и

лишь

при

анализе

«хвостов»

чувствительность

метода

о к а з а л а с ь

недоста

точной

[59] .

Д л я

определения

олова

хвостах

Эллис

[ЮЗ]

ис

пользовал

источник

A m 2 4 1 / C s

5 мкюри

и Ag - фильтр

тол

щиной 53 мкг/см2.

П о п р а в к а

на

Z 3 $

осуществлялась

измерением

плотности потока

рассеянного

излучения

источника

Атш/Рй

фильтром

из

толщиной

58 мг/см2.

Д л я

пульп на

потоке

метод

был

проверен

на

предприятии

Ardletham Tin

N . L . [59] . Р е з у л ь т а т ы

опре

деления

олова

приведены в т а б л .

23.

Х а р а к т е р н ы м примером применения пропорциональ

ного

счетчика

д л я анализа

потоке

является опреде

ление титана и циркония в рудах на

ленте

транспор

тера

[7,

310]. Титан и цирконий

определялись

одновре

менно, д л я возбуждения

использовались

источники

Fe5 5

и Cd 1 0 9 .

Р е з у л ь т а т ы

а н а л и з а регистрировались

на

само

писце.

Р а с х о ж д е н и е

результатов

рентгенорадиометриче

ского

анализа

в потоке

результатами

лабораторного

15 Р. И. Плотников, Г. А. Пшеннчмьч'1

229


а н а л и за отобранных проб		составило		д л я	Ті 5		отн.% в
диапазоне содержаний 1 —15%			и д л я	циркония			10 отн.%
в д и а п а з о н е	содержаний до 4%		Z r 0 2	(рис.		88).	Влияние
неровностей	исследуемой	поверхности			и	переменного
расстояния	до нее в значительной степени					устранялось
специальной	конструкцией	датчика (взаимным					располо-

Рис.	88.	Результаты		рентгенорадиометрического определения					титана
н циркония			на ленте	транспортера,			сопоставленные	с данными лабо
					раторного		анализа:
1, 2—запись			содержания		титана	и циркония соответственно: 3—результаты
			лабораторного			анализа отобранных		проб.
ж е н и е м			детектора		и	радиоизотопных		источников)
[7,	197,	382J.
Д л я		уменьшения влияния гетерогенности иногда при
меняется			автоматическая			пробоподготовка		прессованием
или	сплавлением			[383, 384]. Последнее особенно					в а ж н о

при определении легких элементов, когда без соответст вующей подготовки проб трудно достичь требуемой точ ности.

Некоторые

примеры

рентгенорадиометрического

ана

лиза

потоке

сухих

материалов

автоматической

подготовкой

проб

приведены в

т а б л .

24.

Достигнутая

точность почти не уступает точности

кристаллодифрак -

ционного

метода. Д р у г и е данные

по

анализу

цементных

смесей в

потоке

приведены в

р а б о т а х

[320,

385,

386].

случае

гомогенных

сред

анализ

легких

элементов

в потоке без отбора проб может быть

осуществлен при

использовании

пропорциональных счетчиков

проточ

ных кювет с достаточно тонкими окнами.

Возможность

определения

легких

элементов

проточных

растворах

до А1

включительно

п о к а з а н а

работе [387].

рабо

тах [362, 363] приведены примеры непрерывного опре деления некоторых газов (Аг, C l 2 , S 0 2 ) .

		Анализ в потоке с подготовкой		проб	Т а б л и ц а 24
		Анализ в потоке с подготовкой		проб
Определяемый элемент	Диапазон	Объект	Источник возбужде	Детектор, фильтр	Погреш	Литера
Определяемый элемент	содержа	Объект	ния	Детектор, фильтр	ность, %	тура
	ния, %

Zn	1—10	Шлак
Fe		»
Fe	25—30	Агломерат
Fe	1—5	Цементная смесь
Ca (CaO)	30—50	»
Ca (CaO)	38—45
Ca (CaO)	15—19	Агломерат
Si (Si02 )	12—16	»
Si (Si02 )	8—16	Цементная
		смесь j
A l ( A 2 0 3 )	2—6	То же

Cd 1 0 8

№/Zr

Нз/Zr

W/Zr

Нз/Zr

Ре б б

ре Бб

ре Б5

№/Zr, Ро г 1 °

№ / Z r , Ро2Ю

Сцинтилляционньгй	0,3	[388]
счетчик
Пропорциональный		[3881
счетчик
То же	0,2	[388,
		389]
	0,05	[319];
	0,17	[319]
х>	0,2	[325J
»	0,15	[389}
	0,17	[389]
Ar-проп. счетчик	0,17	[319]
То же, А1-фильтр	0,17	[319]


	И м е ю т ся первые примеры						использования полупро
водниковых		детекторов				д л я анализа		в потоке. В		работе
[214] приведены результаты определения Мо в										раство
рах и пульпе в			потоке		с	кремний-литиевым			детектором
с	разрешением		0,4	кэв		и радионзотопным			источником
I 1	2 5 . В работе [103]			Zn	определялся с			кремний-литиевым
детектором		и источником				Pu 2 3 8 /G e в кеках полиметалли
ческих пульп. Использование д л я коррекции									матричного
эффекта некогерентно						рассеянного		излучения		A m 2 4 1
позволило		снизить		погрешность			определения		в	4 раза .

Глава 5

РЕ Н Т Г Е Н О Р Л Д И О М Е Т Р И Ч Е С К И Е

СП Е К Т Р О М Е Т Р Ы

Многочисленные исследования, результаты которых были опубликованы на протяжении последних 10— 15 лет, определили область применения и возможности рентгенорадиометрического анализа и привели к созда нию целого р я д а промышленных спектрометров. Список

этих спектрометров и их основные			характеристики		при
ведены в табл . 25—27. В настоящее			время в	С С С Р	вы
пускается	11 спектрометров и за		р у б е ж о м — 40, что
свидетельствует о перспективности			этого типа	аналити
ческой рентгеновской		аппаратуры .
Принцип	действия	большинства	выпускаемых		рент-

генорадиометрических спектрометров одинаков: харак теристическое излучение определяемых химических эле ментов в о з б у ж д а е т с я с помощью радиоизотопного источ ника и вторичное излучение от пробы анализируется с помощью детекторов, величина импульсов на выходе которых пропорциональна энергии квантов регистрируе

мого излучения. Исключением является					прибор		Б А Р С - 1 ,
в	котором	д л я возбуждения		использована		рентгенов
ская трубка .
	Известна	т а к ж е аппаратура		фирмы	Ortec		( T E F A ) ,
в	которой	возбуждение	производится		рентгеновской
трубкой, а регистрация — Si —Li -детектором.						В	тех	слу
чаях, когда		энергетического	разрешения		детектора			недо

статочно д л я выделения аналитических линий, с целью повысить разрешение и избирательность анализа ис пользуют селективные или дифференциальные фильтры . Д р у г и е методы повышения избирательности в серийных спектрометрах не используются, т а к ка к они менее уни версальны, более сложны или не обеспечивают тех параметров, какими о б л а д а ю т приборы с дифферен циальными фильтрами .

<<< < Предыдущая 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 2223 / 2623 24 25 26 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ

#
20.10.20238.28 Mб7Пластическое деформирование металлов [сборник статей]..pdf
#
29.10.20233.63 Mб11Пластмассы заменяют металлы..pdf
#
25.10.202314.53 Mб5Платонов В.И. Экономические проблемы технического прогресса в хлопководстве.pdf
#
29.10.20233.44 Mб9Плиско В.А. Электронные машины в военном деле.pdf
#
24.10.202311.48 Mб13Плотников Л.А. Огнеупоры в черной металлургии учеб. пособие для учащихся техникумов.pdf
#
24.10.202310.81 Mб8Плотников Р.И. Флюоресцентный рентгено-радиометрический анализ.pdf
#
20.10.20238.04 Mб4Победря, Б. Е. Лекции по тензорному анализу учебное пособие.pdf
#
23.10.20238.32 Mб8Повилейко Р.П. Архитектура машины. Художественное конструирование. Проблемы и практика.pdf
#
25.10.202317.67 Mб26Повх И.Л. Аэродинамический эксперимент в машиностроении.pdf
#
21.10.202310.04 Mб14Повх, И. Л. Магнитная гидродинамика в металлургии.pdf
#
21.10.20238.94 Mб9Повышение несущей способности механического привода..pdf