КІРІСПЕ
Соңғы жылдары минералды шикізаттың құрамын зерттеуде мен геохимиялық зерттеулерді
Рений әдетте молибденді, мыс, полиметалды және рудалардың басқа типтерінде
Ажырату күші жоғары сызықтық дисперсиялы дифракциялық спектрографтардың қолданылуы, сонымен
Рудаларда, минералдарда, тау жыныстары мен табиғи суларда ренийді анықтауда
МИНЕРАЛДЫ ШИКІЗАТТЫҢ ЭМИССИЯЛЫҚ СПЕКТРЛІК ТАЛДАУЫ
1.1. Ренийдің қасиеттері мен халық шаруашылығында
қолданылуы.
Ренийдің марганец аналогтарының бірі сияқты болуы Д.И.Менделеевпен элементтердің
Ренийдің болуы 1927 жылы газолиниттен бұл элементтің 2 мг-ын
Зерттеулер көрсетті, ренийдің мөлшері жоғары температуралы кен орнынан орташа
1.1.1- кестеде кейбір кен орындардың молибдениттердегі ренийдің мөлшері көрсетілген.
1.1.1- кесте.
Ренийдің мөлшері, (
Кингстайт, Австралия 0,000025
Ақшатау, Қазақстан 0,00012
Қара-Оба, Қазақстан 0,00026
Шалғия, Қазақстан 0,0032
Мансфельд, ГДР 0,01
Калшақыр, Өзбекстан ,095
Бощекөл, Қазақстан 0,1
Стаганвер, Норвегия 0,34
Варденис, Армения 1,8
Кипугии, Конго 3
Кестенің берілгендері көптеген талдаумен берілген жағдайын көрсетеді: рений мыс
Үлкен мәнге Жезқазған кен орынының рудаларында ренийдің ашылуы ие
Ыстыққа төзімді балқымалардың өндірудегі қолдану облысы: молибден, вольфрам және
Химиялық өнеркәсіпте органикалық синтездегі катализаторлар эффективті. Бір каталитикалық операцияда
Радиотехникалық пен электровакуумдық аспаптар үшін вольфрам сымдарын өндіру.
Ренийді ашылудан кейін (үлкен дәрежеде) оның геохимиясын зерттеуіндегі жетістіктер
1.2.Рудалар мен минералдарды іріктеу
Геологиялық іздеу кезіндегі спектрлік талдау алғашқы рет Мемлекеттік оптикалық
Қазіргі кезде спектрлік талдау пайдалы қазбаларды іздеу мен олардың
Спектрлік талдау үшін үлгілерді дайындау өте маңызды және жауапты
Тау өнімдерінен, бұрынғыдай скважиналардан және табиғи ашылулардан жиналған дала
Спектрлік талдау үшін сынамаларды іріктейтін және дайындайтын геологтар орташа
Спектрлік талдауға алдын – ала қысқарту мен ұнтақтаудан өтпеген
Қаттылығы 5,5-6 көп минералдары бар рудалар мен тау жыныстарды
1.3. Эмиссиялық спектрлік талдаудың негізгі теориялық
Эмиссиялық спектрлік талдау, заттың буының
Спектрлік талдау, материалдың алдын ала
Затты газ тәрізді күйге аудару
Саулеленудің спектрге жіктелуі және оның
Алынған спектрді оқу және талданатын
Эмиссиялық спектрлік талдаудың артықшылықтарын пайдалану
Спектрлік талдау теориясы атомның құрылуы
немесе
толқындық санмен (см-1)
(2)
мұндағы, с=2,997·108 м/с жарық жылдамдығы.
Атомдық спектрлер бөлек сызықтардан тұрады
Атомның құрылысы теориясына сәйкес, ол
Эмиссия спектрін алу үшін талданатын
(3)
мұндағы, ν - саулелену жиілігі;
Егер Е2>Е1 болса, онда өту
(4)
Мұндағы, R=109677 см-1 Ридберг тұрақтысы,
Бор теориясы және Ритцтің (1908
Е0 → Е3
Е0 → Е3
Ритц принципінің негізінде (3) теңдеуге
1.3.1-сурет. Ритцтің комбинациялық принципін түсіндіретін
Термодинамикалық тепе-теңдік жағдайында атомның әртүрлі
(5)
мұндағы, Ni, N0
k = 1,38·10-23 Дж/к –
Барлық мүмкін болатын энергетикалық күйлер
Сызықтық максималды қарқындылығына қол жеткізген
1.4. Сапалық спектрлік талдау.
Сапалық спектрлік талдау заттың шығару спектрін оқуға негізделген.
Сапалық талдаудың мақсаты- зерттелетін үлгінің құрамына кіретін химиялық элементтерді
Сапалық эмиссиондық талдау жүргізген кезде сынамадағы нақты, алдын ала
Минералдық шикізат химиялық құрамының алуан түрлілігімен және күрделілігімен сипатталады.
Кремний, алюминий, темір, кальций, натрий, калий, магний элементтердің орташа
1.5. Жартылай сандық спектрлік талдау.
Жартылай сандық спектрлік талдау әдісімен аз сияқты, үлкен құрамды
Көзбен көру әдісі.Жартылай сандық талдауды көзбен көру әдісі арқылы
Фотографиялыќ әдіс.Жартылай сандық талдаудың фотографиялық әдістерінде спектрдің УК облысы
Салыстыру әдісі.Бір фотопластинкаға бірдей шарттарда концентрациялары белгілі (эталон) сынамалар
Гомологиялық жұптар әдісі. Кейде оны біртекті дублеттер әдісі деп
Сезгіштік сызықтардың пайда болу әдісі элементтердің ақырғы сызықтарын пайдалануда
1.6. Сандық спектрлік талдаудың принциптері
Практикада минералды шикізаттың спектрлік талдауында
Сандық эмиссиялық спектрлік талдау спектрлік
Талдаудың мақсаты – зерттелетін объектінің
Сандық спектрлік талдау өзінің практикалық
Тәжірибе, талданатын сынамаларға құрамы бойынша
Эталондарға қойылатын талаптар:
Олар өзінің химиялық құрамы бойынша
Эталондардағы анықталатын қоспалардың концентрациясының интервалы
Эталондар мен үлгілердің физика –
Анықталатын элементтер эталондардың барлық көлемі
Эталондардың химиялық құрамы әртүрлі әдістермен
Сандық спектрлік талдау жүргізген кезде
Осыдан, ішкілік стандарттың және салыстыру
1. Сызықтың гомологиялық шарты –
2. Гомологиялық жұптың сызықтары жақын
∆λ ≤ 100 А.
Эталондар буының спектрлерінде аналитикалық жұптардың
Нарық көзіндегі элементтің спектрлік сызықтарының
І = асв
мұндағы, І – спектрлік сызықтың
(7) теңдеудің басқа мүмкін функциялар
Әрқашан талдауды жүргізу шартын өлшенетін
(7) теңдеуді логарифмдегеннен кейін, түзу
lg І = в lgс
Спектрдің фотографиялық тіркеуі кезінде оптикалық
S = γ в lgс
Егер (8) мен (9) шарттар
Сандық талдаудың барлық қазіргі әдістерінің
Сандық талдаудың әдістерін қарастыруға кірісейік.
А) Үш эталон әдісі
Сандық анықтаманы үш эталондар әдісімен жүргізгенде бір фотопластинкаға эталонды
1.6.1.-сурет. Үш эталон әдісіне құрылған градуирлеу графигі.
Бұл әдістің артықшылығы: қарапайымдылық, құрамы бойынша іртекті емес үлгілердің
Бұл әдістің кемшілігі: зерттелетін үлгілердің үлкен саны анализ кезінде
Б) Қосымша әдіс
Бұл әдіс әдетте ұнтақты үлгілер және ерітінділер талдауы кезінде
1.6.2.-сурет. Қосымша әдісіне құрылған градуирлеу графигі.
Г)Тұрақты график әдісі
Бұл әдісте ізделінетін элемент концентрациясы алдын-ала құрылған графиктен анықталады.
Жұмыс процесінде келесі себептерден тұрақты үлгілеу графигінің ығысуы байқалуы
а) зерттеліп отырған сынамалардың қасиеттері мен құрылымының эталон қасиеттері
б) спектрлердің қозу режимінің өэгеруі.
в) спектрлерді тіркеу шартының өзгеруі.
Ломакиннің I(a(cb теңдеуінде концентрациялардың кішкентай аралығында а және b
lgI=b lgC+lga
b-коэффициенті сызықтардың өздігінен жұтылуымен анықталады, ал а коэффициенті аналитикалық
1.6.3.-сурет. Тұрақты график әдісіне құрылған градуирлеу графигі.
Графикте бақылау эталоны үшін а нүктесі алынсын. Ол I1
Әдістің артықшылықтары: дәлдік, тездік, ыңғайлылық, эталондардың аз шығыны.
Әдістің кемшіліктері: әр фотопластинка үшін сипаттамалық қисық алу керек.
Д) Фотометрлік интерполерлеу әдісі
Бұл әдіс аналитикалық сызықтардың салыстырмалы қарқындылықтарының визуальді бағалануына негізделген.
І баспалдақтағы негіз сызығының және k баспалдақтағы қоспа сызығының
Егер қоспаның аналитикалық сызықтарының баспалдақта қараюы, екі көршілес баспалдақтың
lg =
мұндағы, n-k+1 және k баспалдақтар арасындағы қараю аралығының бөлігі.
Аналитикалық сызықтардың баспалдақтарының қараюын бағалау спектропроектор астында жүргізіледі. Эталондар
Әдістің артықшылықтары: қарапайымдылық, тездік, жақсы дәлдік (объективті әдісінен кем
Әдістің кемшіліктері: эталондар мен фотоматериалдардың үлкен шығыны.
1.7. Буферлік қоспалар мен ішкі стандарт.
Минералдық шикізатт талдау кезінде анықтаулар нәтижелеріне талданатын сынамалардың құрамдарының
Талданатын сынамаларды буферлік қоспалармен араластыру спектрлерді қоздыру шарттарын тұрақтандырады
Талданатын сынамалардың құрамындағы айырмашылықтар оларды басқа кез келген затпен
Буферлік қоспалар элементтердің булану процесін басқаруға, оны үдетуге немесе
Сынамаларды буферлік қоспалармен араластыру дәрежесі экспериментальды шешілінетін есептің ерекшеліктеріне
Әр түрлі басқарылмайтын вариациялардың талдау нәтижелеріне әсер етуді әлсіретуі
Бұдан шыға келе, ішкі стандарт пен салыстыру сызығын таңдауға
Ішкі стандарт пен талданатын элемент мүмкіндік болғанша жақын ионизация
Ішкі стандарт пен талданатын элемент мүмкіндігінше бірдей ұшпалыққа ие
Ішкі стандарт спектрде талданатын элементтердің сызықтармен жақын орналасқан сызықтарға
Рудалар мен минералдардың мөлшерлік талдаудың әдістемелерін өңдеу кезінде екі
Буферлік қоспалар мен ішкі стандарттарды қолдану рудалар мен минералдарда
1.8. Спектрлік талдаудың метрологиялық сипаттамалары.
Мөлшерлік спектрлік талдаудың мақсаты талданатын сынамада кез келген элементтің
Талдаудың қателіктерін сипаттайтын негізгі түсініктер дұрыстық, дәлдік, қайта жаңғыру
Сезгіштік
Спектрлік талдауға екі сезгіштікті айырады: абсолютті жіне салыстырмалы.
Абсолюттік сезгіштік – аналитикалық дабылды тіркеу үшін қажетті, бұл
Х.И.Зильберштейн элементтің ең аз мөлшері сияқты түсінікті береді, берілген
Абос+с= Абос+ к 1Gx(Абос)+к2Gx(Абос+c)
мұндағы к 1 мен к2 - Абос анықтау
Дұрыстық.Талдаудың дұрыстығы анықтаулардың орташа нәтижесінің сынамадағы элементтердің нақты мөлшерінен
Дәлдік.Талданатын элементтің мөлшерін мөлшерлік спектрлік анықтаудың нәтижесі абсолютті шын
Талдау дәлдігі жүйелік пен кездейсоқтық қателіктермен, ал дұрыстық тек
Өлшеудің кездейсоқ қателік шамасын бағалау үшін бірнеше тәсіл қолданылады.
Өлшеулердің көп саны кезінде шашырау өлшемі интегралды дисперсия болып
=
мұндағы хі – бір өлшеудің нәтижесі.
а - өлшенген шаманың шын мәні.
Өлшеулердің шектелген саны кезінде – таңдаушы дисперсия:
=1/(n-1) (
мұндағы
х - өлшенетін шаманың орташа арифметикалық мәні.
Статистикалық зерттелінетін шамалардың өзгеруі туралы ең толық мәліметті орташа
(16)
мұндағы хі – і – анықтау кезіндегі концентрацияның анықталған
х – сынамадағы анықталатын элементтің мөлшерінің орташа арифметикалық мәні;
n – бір сынаманың қайталатын талдаудың саны.
4) Қайта жаңғыру.Пайызбен берілген V орташа квадраттық қателіктің салыстырмалы
ν=(σ/х)·100%
Бұл шама талдаудың қайта жаңғыртуды мөлшерлік бағалау қызметін атқарады.
Р((х-k δ х)