Рентгеноспектральное флуоресцентное определение Mo, Nb, Zr, Y, Sr, Rb, U, Th и Pb в алюмосиликатных горных породах А.Г. Ревенко, Е.В. Худоногова, Д.А. Будаев, Т.Ю. Черкашина

Рис. 1. Рентгеновский спектр в диапазоне длин волн MoK a1 - PbL β1, полученный от стандартного образца СГ-1А.

Таблица 1. Количество СО, используемых для оценки градуировочных характеристик, и параметры градуировки Градуируемый элемент Количество СО Налагающиеся линии * 2, град Mo15ZrK1, NbK1 18,51 Nb20YK 18,51 Zr22SrK 18,51 Y28RbK, ZrK 29,0 Sr2018,51 Rb3029,0 U14RbK, SrK, PbL 29,0 Th21RbK, SrK 29,0 Pb2129,0 * 2 - интенсивность излучения, используемая в качестве стандарта фона

Таблица 2. Аналитические условия Аналитическая линия λ, нм2θT 1, сFLFL FPFP T Ф, с MoK1 0,709320,296019,7560 NbK1 0,746221,355021,0250 Zr K1 0,785922,503021,0230 YK1 0,828823,733024,3030 SrK1 0,875225,103025,8030 RbK1 0,925626,583025,8030 UL1 0,910626, ,050 ThL1 0,955027, ,050 PbL β1 0,982828, ,050 Т 1 - время измерения интенсивности аналитической линии, T Ф - время измерения интенсивности фона, F L - 2θ для измерения фона с коротковолновой стороны, F P - 2θ для измерения фона с длинноволновой стороны.

Интервалы определяемых содержаний элементов, ppm Mo – , Nb – 3-380, Zr – , Y – 5-130, Sr – , Rb – , U – 2-63, Th – 2-130, Pb – 5-490

Таблица 3. Параметры измерения аналитических линий определяемых компонентов ЭлементПотенциал, кВ Сила тока, мА КристаллДетекторКоллима тор, град Шири на окна Фильтр, мкм, Al Mo5020LiF200S0, Nb5020LiF200S0, Zr5020LiF200S0,2372 Y5020LiF200S0,2370 Sr5020LiF200S0, Rb5020LiF200S0, U5020LiF200S0, Th5020LiF200S0, Pb5020LiF200S0, S – сцинтилляционный детектор

Используемые калибровочные уравнения C i и I i - концентрация и интенсивность аналитической линии калибруемого элемента, исправленная на фон; · m i - наклон калибровочного графика; · I j - интенсивности матричных элементов, исправленные на фон; · a ij - величина соответствующего альфа- коэффициента, используемого для учёта матричных эффектов и вычисленного с помощью уравнения линейной регрессии.

Использование метода наименьших квадратов в качестве параметра минимизации - аттестованные значения концентрации n-го СО; - вычисленные значения концентрации для этого СО

Расчет коэффициентов для матричной коррекции C i - концентрация определяемого элемента; I i – интенсивность линии, используемой для количественной оценки концентрации определяемого элемента; K – коэффициент для коррекции интенсивности аналитической линии в случае наличия наложения; M – коэффициент для коррекции матричных эффектов; m i – наклон градуировочного графика

Причины исключения СО из калибровочного массива при расчете градуировочных характеристик для каждого определяемого элемента: 1.Не аттестовано значение концентрации определяемого элемента в СО. 2.Аттестованное значение концентрации определяемого элемента ниже предела обнаружения, либо ориентировочно. 3.Матрица СО резко отличается от матриц основоного калибровочного массива. Для градуировки определяемых элементов использовались данные по химическому составу СО из работ Лонциха С.В., Петрова Л.Л. и Govindaraju K.

Расчет коэффициентов для учета вклада наложения линий с длинами волн близкими к длинам волн определяемых элементов I j - интенсивность аналитической линии определяемого элемента, исправленная на фон; I i - интенсивность налагающейся линии, исправленная на фон (вычисленная или измеренная); k j - коэффициент регрессии

Рис 2. Градуировочный график для U a - без учёта взаимных влияний элементов, b - после введения поправок на взаимные влияния элементов с использованием фоновой позиции 2=29. ab

Рис. 3. Градуировочный график для Rb

Метрологические характеристики методик Для всего диапазона определяемых элементов оценивались следующие метрологические характеристики: 1.Суммарное среднее квадратическое отклонение относительной погрешности ; 2.Среднее квадратическое отклонение относительной случайной составляющей погрешности ; 3.Среднее квадратическое отклонение части относительной случайной составляющей погрешности ; 4.Среднее квадратическое отклонение относительной не исключенной систематической составляющей погрешности 5.Систематическая составляющая относительной погрешности, выраженная средним арифметическим расхождением результатов анализа от установленного содержания компонента в пробе, - систематическая погрешность.

Таблица 4. Метрологические характеристики методик определения содержаний Mo, Nb, Zr, Y, Sr, Rb, U, Th, Pb ЭлементДиапазон, % ЭлементДиапазон, % Mo Y Nb Sr Zr Rb

Таблица 4. Продолжение ЭлементДиапазон, % U Th Pb

Чувствительность методики Чувствительность методики характеризуется пределом обнаружения: - разность между средним значением интенсивности, измеренным на месте аналитической линии, и интенсивностью фона ; C - концентрация определяемого элемента. Для выбранных условий измерения предел обнаружения составил (в ppm): 3.9 – Mo, 1.4 – Nb, 0.5 – Zr, 0.6 – Y, 0.7 – Sr, 0.8 – Rb, 1.4 – U, 1.3 – Th, 1.8 – Pb.

Заключение Предложенные методики выполнения измерений могут рекомендоваться для определения содержаний Mo, Nb, Zr, Y, Sr, Rb, U, Th и Pb в горных породах алюмосиликатного состава. Разработанные методики определения содержаний Mo, Nb, Zr, Y, Sr, Rb, U, Th и Pb в горных породах алюмосиликатного состава внедрены в аналитическую практику ЦАЛ БГРЭ АК АЛРОСА в мае 2003 года.