Рентгенофлуоресцентное определение редких элементов Sr, Rb, Nb в литий-фтористых редкометальных гранитах (стр. 5 из 5)
Управление прибором и обработка данных: аналитическая программа OXSAS.
Управление работой спектрометра и обработка данных осуществляется программой OXSAS. Программа OXSAS использует самую современную программную платформу, отвечающую запросам потребителя и позволяющую пожизненную модернизацию программного обеспечения спектрометра.
Схема прибора:
В спектрометрах серии ARL ADVANT'X используется двухсекционная первичная камера, увеличивающая пропускную способность прибора за счет того, что во время анализа одной пробы вторая проба ожидает своей очереди в камере. Для анализа жидких проб необходима гелиевая среда вместо вакуума. Благодаря уникальной конструкции затвора, гелием заполняется только небольшая (объемом около 3 л) первичная камера. Это позволяет очень быстро (1,5 минуты) менять среду анализа, сохраняя в вакууме и при постоянной температуре все измерительные устройства и защищая их от капель жидкости.
Также отличительной особенностей данного спектрометра является наличие сразу двух детекторов: сцинтилляционного счётчика и газового пропорционального счётчика. Такая конструкция позволяет определять как лёгкие так и тяжёлые элементы, что очень важно при анализе многокомпонентных смесей.
Образец полученного спектра на рентгенофлуоресцентном (XRF) спектрометре последовательного анализа ARL ADVANT'X
2.3 Результаты РФА анализа
В ходе проделанной работы были проанализированы 9 проб способом стандарта фона на содержание в них таких элементов как ниобий, стронций, рубидий. Были получены значения nнк, na, nф.
По полученным данным были рассчитаны концентрации следующих элементов: Sr, Nb, Rb:
Са=Саос* (nнкос/naос) * (na/nнк)
Саос - концентрация определяемого элемента в образце сравнения
nнкос - интенсивность некогерентного рассеянного излучения Rh в образце сравнения кИмп/с
naос - интенсивность чистой флюоресценции в стандартном образце кИмп/с
na - интенсивность чистой флюоресценции в пробе кИмп/с
nнк - интенсивность некогерентного рассеянного излучения Rh в пробе кИмп/с
Расчет предела обнаружения производился по формуле:
Cпр = 3/ηа × (2nф / tэксп) ½,
Где: ηа = nа / са - удельная интенсивность, (кИмп/с) / ppm
nф - интенсивность фона, кИмп/с
tэксп - время измерений (экспозиция, с)
Расчеты содержаний рубидия
| Проба | nл+ф (Кимп/с) | nнк(Кимп/с) | nф слева(Кимп/с) | nф справа(Кимп/с) | ФонИзм(Кимп/с) | nA(Кимп/с) | CRbppm |
| 1 | 5,40 | 13,5 | 0,91 | 0,80 | 0,86 | 4,55 | 394 |
| 2 | 2,37 | 13,6 | 0,84 | 0,82 | 0,83 | 1,54 | 133 |
| 3 | 0,95 | 8,85 | 0,61 | 0,60 | 0,61 | 0,35 | 46 |
| 4 | 1,36 | 14,7 | 0,91 | 0,84 | 0,88 | 0,49 | 38 |
| 5 | 5,71 | 12,8 | 0,86 | 0,77 | 0,81 | 4,90 | 448 |
| 6 | 2,60 | 13,9 | 0,82 | 0,80 | 0,81 | 1,80 | 152 |
| 7 | 1,65 | 10,8 | 0,76 | 0,66 | 0,71 | 0,95 | 103 |
| 8 | 2,45 | 13,3 | 0,81 | 0,79 | 0,80 | 1,66 | 146 |
| 9 | 7,93 | 15,9 | 0,69 | 0,66 | 0,67 | 0,56 | 41 |
| 10 | 6,33 | 11,4 | 0,77 | 0,69 | 0,73 | 1,02 | 104 |
Корреляция nф и nнк в разных матрицах для стронция
Корреляция nф и nнк в разных матрицах для ниобия
| Проба | nл+ф (Кимп/с) | nнк(Кимп/с) | n слева (Кимп/с) | n справа (Кимп/с) | ФонИзм(Кимп/с) | nA(Кимп/с) | CA ppm |
| 1 | 2,97 | 13,5 | 1,00 | 0,94 | 0,97 | 2,00 | 156 |
| 2 | 4,53 | 13,6 | 0,93 | 0,96 | 0,94 | 3,58 | 278 |
| 3 | 4, 20 | 8,85 | 0,75 | 0,67 | 0,71 | 3,48 | 415 |
| 4 | 3,34 | 14,7 | 1,06 | 0,99 | 1,02 | 2,32 | 166 |
| 5 | 1,70 | 12,8 | 0,96 | 0,90 | 0,93 | 0,77 | 63 |
| 6 | 3,13 | 13,9 | 1,00 | 0,91 | 0,96 | 2,18 | 165 |
| 7 | 6,40 | 10,8 | 0,86 | 0,80 | 0,83 | 5,57 | 544 |
| 8 | 3,61 | 13,3 | 1,00 | 0,90 | 0,95 | 2,66 | 211 |
| 9 | 7,93 | 15,9 | 0,81 | 0,65 | 0,78 | 7,15 | 475 |
| 10 | 6,33 | 11,4 | 0,90 | 0,69 | 0,89 | 5,45 | 502 |
| Проба | nл+ф (имп/с) | nнк(имп/с) | nф слева(имп/с) | n справа(имп/с) | ФонИзм (имп/с) | nA (имп/с) | CA ppm |
| 1 | 1,81 | 13,5 | 1,52 | 1,43 | 1,48 | 0,33 | 24,9 |
| 2 | 1,72 | 13,6 | 1,56 | 1,45 | 1,51 | 0,21 | 15,8 |
| 3 | 1,16 | 8,85 | 1,05 | 1,05 | 1,05 | 0,09 | * |
| 4 | 1,60 | 14,7 | 1,61 | 1,59 | 1,60 | 0 | * |
| 5 | 1,99 | 12,9 | 1,55 | 1,36 | 1,46 | 0,53 | 42,4 |
| 6 | 1,66 | 13,9 | 1,65 | 1,67 | 1,66 | 0 | * |
| 7 | 1,35 | 10,8 | 1,34 | 1,34 | 1,34 | 0,01 | * |
| 8 | 1,7 | 13,3 | 1,55 | 1,55 | 1,55 | 0,15 | 11,5 |
| 9 | 1,21 | 15,9 | 1,11 | 1,10 | 1,10 | 0,16 | * |
| 10 | 1,38 | 11,4 | 1,37 | 1,37 | 1,37 | 0,01 | * |
*-значения ниже предела обнаружения
Корреляция nф и nнк в разных матрицах
Предел обнаружения, рассчитанный для пробы №5 по рубидию составил 1 ppm (исходя из предположения, что время экспозиции = 100 сек)
В действительности t=100 сек. не было реализовано, а реальное время экспозиции было равно ≈2 сек. соответственно ∆Сэкс =10 ppm.
Из полученных данных можно сделать вывод о том, что при увеличении времени экспозиции, чувствительность анализа существенно повышается.
Заключение
Поскольку проделанная работа приобретает особое значение именно в совокупности с остальными данными (имеются в виду экспериментальные данные, полученные с помощью других методов анализа), то довольно сложно делать односторонние выводы.
Но важно отметить, что по окончании исследования станет возможным выявление закономерности поведения рудных элементов в процессе дифференциации магматического расплава которое позволит пересмотреть стратегию дальнейших поисковых работ на редкометальное оруденение и может служить основой для создания новых критериев поиска месторождений редких металлов.
Что же касается непосредственно выводов о проделанной именно мною работе, то можно сказать следующее: в случае когда требуется одновременное определения сразу трёх элементов с достаточно высокой чувствительностью и воспроизводимостью в образцах со сложной матрицей, то рентгенофлуорисцентный анализ по способу стандарта-фона является вполне приемлемым для данных целей и достаточно эффективным методом анализа. Несомненно, он конкурирует с такими видами анализа как: атомно-эмиссионный анализ, атомно-абсорбционный анализ, инверсионная вольтамперометрия, масс-спектроскопия активационный анализ, но в силу их дороговизны, невысокой экспрессности и других особенностей, он может занять далеко не последнее место при определении таких элементов как ниобий, стронций и рубидий в литий-фтористых редкометальных гранитах.
Литература
1. Бахтиаров А.В. "Рентгеноспектральный флуоресцентный анализ".Л. "Недра", 1985.144 с.
2. Ф.П. Горбенко " Аналитическая химия стронция" издат. "Наука" 1978.224 с.
3. И.М. Гибало " Аналитическая химия ниобия и тантала" М. 1967.352 с.
4. В.Е. Плющев, Б.Д. Степин." Аналитическая химия рубидия и цезия" издат. "Наука" 1975.224 с.
5. Н.Ф. Лосев " Количественный рентгеноспектральный флуоресцентный анализ" издат. "Наука" М. 1969.338с.