Читайте также:
|
Спектральный анализ широко используется для диагностики минеральных фаз по набору минералообразующих элементов и их соотношению, оцененных по рентгеновскому спектру. Рентгеноспектральный анализ по положению и интенсивности линий характеристического спектра позволяет установить качественный и количественный состав вещества и служит для экспрессного неразрушающего контроля состава вещества. В рентгеновской спектроскопии для получения спектра используется явление дифракции лучей на кристаллах или, на дифракционных штриховых решётках, работающих при малых (1-12°) углах скольжения. Рентгеноспектральный анализ основан на использовании зависимости частоты излучения линий характеристического спектра элемента от их атомного номера и связи между интенсивностью этих линий и числом атомов, принимающих участие в излучении.
Рентгеновское возбуждение атомов вещества может возникать в результате бомбардировки образца электронами больших энергий или при его облучении рентгеновскими лучами. Первый процесс называется прямым возбуждением, последний – вторичным или флуоресцентным. В обоих случаях энергия электрона или кванта первичной рентгеновской радиации, бомбардирующих излучающий атом, должна быть больше энергии, необходимой для вырывания электрона из определённой внутренней оболочки атома. Электронная бомбардировка исследуемого вещества приводит к появлению не только характеристического спектра элемента, но и, как правило, достаточно интенсивного непрерывного излучения. Флуоресцентное излучение содержит только линейчатый спектр. Наряду со спектрометрами с плоским кристаллом широкое распространение получили фокусирующие рентгеновские спектрометры, работающие «на отражение» (методы Капицы – Иоганна и Иогансона) и на «прохождение» (методы Коуша и Дю-Монда). Они могут быть одно- и многоканальными. Многоканальные, так называемые рентгеновские квантометры, аутрометры и другие, позволяют одновременно определять большое число элементов и автоматизировать процесс анализа. Обычно они снабжаются специальными рентгеновскими трубками и устройствами, обеспечивающими высокую степень стабилизации интенсивности рентгеновских лучей. Область длин волн, в которой может использоваться спектрометр, определяется межплоскостным расстоянием кристалла – анализатора.
Число кристаллов, используемых в рентгеноспектральном анализе, довольно велико. Наиболее часто применяют кварц, слюду, гипс и LiF.
В качестве детекторов рентгеновского излучения, в зависимости от области спектра, с успехом используют счётчики Гейгера, пропорциональные, кристаллические и сцинтилляционные счётчики квантов.
Рентгеноспектральный анализ может быть использован для количественного определения элементов от Mg12 до U92 в материалах сложного химического состава – в металлах и сплавах, минералах, стекле, керамике, цементах, пластмассах, абразивах, пыли и различных продуктах химических технологий. Наиболее широко рентгеноспектральный анализ применяют в металлургии и геологии для определения макро- и микрокомпонентов.
Полуколичественным спектральным методом была проанализирована отквартованная проба после тонкого измельчения. Результаты спектрального анализа исходной руды приведены в таблице 2.
Таблица 2
Результаты полуколичественного спектрального анализа
пробы руды (исходной шихты), %
| Элемент | Содержание | Элемент | Содержание |
| Si | 10n | Sn | 3 . 10-3 |
| Al | 1.0 | Ge | <1 . 10-3 |
| Mg | Ga | 8. 10-3 | |
| Ca | In | <1 . 10-3 | |
| Fe | 10n | Be | <1 . 10-4 |
| Mn | 3 . 10-2 | Sc | <3 . 10-4 |
| Ni | 1 . 10-3 | Ce | <3 . 10-2 |
| Co | 1 . 10-2 | La | <3 . 10-3 |
| Ti | 3 . 10--2 | Y | 1 . 10-3 |
| V | 3 . 10-2 | Yb | 1 × 10-4 |
| Cr | 1 . 10-2 | Gd | <1 . 10-2 |
| Mo | 8 . 10-3 | U | <3 . 10-2 |
| W | < 1 × 10-3 | Th | <1 . 10-2 |
| Zr | < 3 × 10-3 | P | |
| Hf | < 1 × 10-2 | Na | 3 . 10-1 |
| Nb | < 3 × 10-3 | K | <1.0 |
| Ta | < 3 × 10-2 | Li | <3 . 10-3 |
| Cu | >> 1 | Sr | 3 . 10-3 |
| Pb | 1 × 10-1 | Ba | 3 . 10-1 |
| Ag | 3. 10--3 | Au | <1 . 10-3 |
| Sb | < 1 × 10-2 | Pt | <1 . 10-3 |
| Bi | 3 . 10-3 | Hg | <1 . 10-2 |
| As | 1 . 10-1 | Tl | <1 . 10-3 |
| Zn | > 1 | B | 3 . 10-4 |
| Cd | 1 . 10-3 |
Вывод: каждый химический элемент имеет характерный для него спектр. Присутствие спектральных линий в спектре, анализируемого образца свидетельствует о наличии его в образце. Этот факт лежит в основе спектрального анализа; по результатам анализа можно определить, что основными составляющими руды являются цинк и медь, в состав руды входят такие полезные элементы как молибден, кобальт, никель, элементы иттриевой группы, также наблюдаем нахождение в руде золота и серебра, из чего следует возможность добычи этих ценных компонентов.
Дата добавления: 2015-08-09; просмотров: 135 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
| Подготовка технологических проб к исследованию и изучению вещественного состава. | | | Химический анализ. |