ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРИМЕСЕЙ В ПОЛУПРОДУКТАХ МЕДНОГО ПРОИЗВОДСТВА АТОМНО-ЭМИССИОННЫМ МЕТОДОМ - Студенческий научный форум

VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРИМЕСЕЙ В ПОЛУПРОДУКТАХ МЕДНОГО ПРОИЗВОДСТВА АТОМНО-ЭМИССИОННЫМ МЕТОДОМ

Кравчук В.И. 1, Троеглазова А.В. 1, Аубакирова Р.А. 1, Маслов В.В. 2
1Восточно-Казахстанский государственный университет им. С.Аманжолова
2ТОО "Казцинк"
 Комментарии
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

Анализ новых тенденций на мировом рынке продукции медной промышленности показал, что в последние пять-шесть лет мировые потребности меди превосходят объемы ее производства. Стремительно растет стоимость меди, что вызвано возобновлением экономического подъема в западных странах, устойчивым спросом со стороны Китая и недальновидным изъятием из рынка производственных мощностей в 90-е годы прошлого столетия. Такая ситуация на рынке цветных металлов стимулирует развитие предприятий, производящих медь.

В настоящее время производимая в Казахстане медь направляется на экспорт, поэтому особенно актуальным является повышение её конкурентоспособности при достижении уровня международных стандартов. Решение этих задач невозможно без надежного аналитического контроля, от эффективности которого зависит работа металлургических предприятий. Качественный и экспрессный контроль предотвращает выпуск и использование продукции, не соответствующей требованиям нормативных документов, позволяет более эффективно использовать ресурсы, снизить затраты на производство и сократить время производственного цикла.

Анализ нормативных документов, касающихся аналитического контроля качества меди, и государственного реестра Республики Казахстан по методикам выполнения измерений показал, что все методики аналитического контроля меди предназначены для анализа непосредственно катодной меди.

Высокое содержание примесей в образцах анодной и черновой меди, оказывают отрицательное влияние на свойства готовой продукции. Поэтому на каждой стадии технологического производства необходимо проводить аналитический контроль содержания примесей в образцах анодной и черновой меди медного производства.

Отсутствие нормативных документов по определению содержания мышьяка, сурьмы, свинца, висмута, теллура, кадмия, селена, цинка, железа и никеля в образцах анодной и черновой меди медного производства, наличие в большинстве заводских лабораторий современного инструментального оборудования, позволяющего проводить экспресс-анализ с достаточным уровнем точности, обусловливает необходимость усовершенствование методической базы аналитического контроля полупродуктов металлургических образцов, что является актуальным направлением развития современной аналитической химии.

Объектом исследования являются стандартные растворы металлов (АС), государственные стандартные образцы (ГСО), пробы анодной и черновой меди медного производства УК МК ОАО «Казцинк».

Предметом исследования является определение содержания примесей мышьяка, сурьмы, свинца, никеля, железа, висмута, кадмия, цинка, теллура и селена атомно-эмиссионным методом.

Цель работы заключается в разработке методик определения содержания примесей (As, Sb, Pb, Fe, Se, Te, Zn, Bi, Cd, Ni) в полупродуктах медного производства атомно-эмиссионным методом (АЭС-ИСП и ИАЭС).

Для достижения поставленной цели были поставлены следующие задачи:

1) выявление возможности атомно-эмиссионного определения содержания примесей в исследуемых образцах;

2) построение и статистическая обработка градуировочных характеристик АЭС-ИСП определения As, Sb, Pb, Fe, Se, Te, Zn, Bi, Cd, Ni;

3) определение содержания примесных элементов в исследуемых образцах атомно-эмиссионным с индуктивно связанной плазмой методом (SpectroArcos) и искровым атомно-эмиссионным методом (SpectroLab);

4) оценка показателей точности методики выполнения измерений согласно требованиям нормативных документов.

Атомно-эмиссионная спектрометрия - метод анализа с широкими возможностями, повсеместно используемый в настоящее время для решения разнообразных аналитических задач (контроль качества исходного сырья, товарной продукции, быстрый и эффективный контроль технологического процесса, экологического состояния окружающей среды и многое другое). Такие достоинства метода, как высокая стабильность излучения разряда, экспрессность измерений, простота градуирования, возможность одновременного многоэлементного определения макро- и микрокомпонентов, слабо развитые матричные помехи обусловили стремительное внедрение этого метода анализа в практику работы многих исследовательских и промышленных лабораторий. Постоянно увеличивается число публикаций по изучению характеристик атомно-эмиссионного метода и его применению для анализа самых разных объектов.

Научная новизна работы заключается в разработке принципиально новой методики атомно-эмиссионного определения содержания As, Sb, Pb, Fe, Se, Te, Zn, Bi, Cd, Ni в образцах анодной и черновой меди медного производства, позволяющей проводить одновременное определение целого ряда примесей из одной навески пробы.

Практическая значимость работы заключается в возможности аттестации методики метрологической службой ТОО «Казцинк» и внедрении ее в практику аналитической лаборатории предприятия для контроля качества анодной и черновой меди медного производства.

1 Теоретические основы аналитического контроля полупродуктов медного производства

1.1 Минерально-сырьевая база меди

Источниками производства меди являются руды, продукты их обогащения и вторичное сырьё. На долю вторичного сырья в настоящее время приходится ~ 40% от общего выпуска меди.

При обогащении медных руд основным продуктом являются медные концентраты, содержащие до 55 % Cu (чаще 10–30 %). Извлечение меди в концентраты при флотации колеблется от 80 до 95 %. Отходами обогащения являются отвальные хвосты. Флотационные концентраты представляют собой тонкие порошки с частицами крупностью 89–95 % класса - 74 мкм с влажностью 8–10%.

Медные месторождения в республике Казахстан сконцентрированы в Центральном, Восточном и Южном Казахстане [1].

Ведущую роль в развитии цветной металлургии в Республике Казахстан занимает Усть-Каменогорский металлургический комплекс ОАО «Казцинк», который по объему выпускаемой продукции, уровню технологии и организации производства является флагманом цветной металлургии в республике.

1.2 Технология производства меди

Для переработки медного сырья можно применять как пиро-, так и гидрометаллургические процессы. Наиболее распространенная технология получения медной продукции предусматривает обязательное использование следующих металлургических процессов: плавка концентрата на штейн, конвертирование медного штейна, огневое и электролитическое рафинирование меди [2].

На УК МК ОАО «Казцинк» переработка сырья осуществляется пирометаллургическим способом [3].

Технологическая схема медного завода УКМК подразумевает применение плавильной печи, работающей в непрерывном режиме, для производства медного штейна, и периодический процесс конвертирования и рафинирования меди. Технологическая схема производства катодной меди на УК МК ТОО «Казцинк» представлена на рисунке 1 [3].

Рисунок 1 - Технологическая схема производства катодной меди на УК МК [3]

1.3 Методы аналитического контроля меди

Содержание As, Bi, Ni, Pb, Fe, Se, Te, Sb, Zn и Cd определяют химическими, электрохимическими, фотометрическим, атомно-абсорбционным, атомно-эмиссионным и рентгенофлуоресцентным методами [6-12].

Гравиметрические методы

Предложены различные способы гравиметрического определения содержания мышьяка [4] в виде: сульфидов; пироарсената магния; арсената уранила UO2NH4AsO4; хинолиниевой соли;

Для гравиметрического определения содержания никеля применяют различные реагенты: α-диоксимы, 8-оксихинолин, антраниловую кислоту и др. [5].

При весовом определении содержания висмута в металлургических образцах в виде фосфата применяют реагенты: азотную кислоту, соляную кислоту, фосфат аммония и ортофосфорную кислоту. Определению висмута данным методом мешают Cu, Hg, Cd, Ag, Pb, Fe, Mn, Co, Ni, Cr, Zn, Al [6].

Гравиметрическое определение кадмия можно производить с помощью органических и неорганических осадителей [7]: диантипирилметан, диантипирил-о-оксифенилметан, дифенилдитиофосфорная кислота, карбонат калия, молибдат аммония, серная кислота, тиосульфат натрия и т.д.

Для определения свинца можно использовать иодид калия, раствор серной кислоты, раствор виолуровой кислоты, раствор нитрата серебра, кристаллы тиомочевины, раствор бензидина и другие. Чувствительность данных определений составляет 0,0002 % [8].

При определении селена и теллура используют неорганические и органические восстановители. Данный метод является не достаточно избирательным в присутствии Cu, Hg, Sn, Sb, Bi, Au, Pt, Pd. Для осаждения селена и теллура применяют такие неорганические осадители, как сернистый газ, серная кислота, гидразин, гидроксиламин, гипофосфит натрия, хлористое олово и другие [9].

Сурьму определяют в виде Sb2S3 и Sb2O4, а также в виде металлической сурьмы. Для определения в виде Sb2S3 используют соляную кислоту и сероводород; олово и ортофосфорную кислоту; тиоацетамид или тиоформамид и прочие [10]; пирогаллол, припилгаллат, галловую кислоту, 8-оксихинолинат, купферон, диэтилдитиофосфорную кислоту и др. [10].

При определении цинка применяют осаждение сероводородом; ацетатом натрия; метиловым фиолетовым для отделения ионов цинка; оксихинолином в щелочных растворах; салицилальдоксисмом, для осаждения мешающих ионов меди и др. [10].

Титриметрические методы

Титриметрические методы определения содержания мышьяка [4]:

- йодометрическое, броматометрическое, бихроматометрическое, перманганатометрическое титрование при определении 10-25 мг мышьяка в образцах руд, концентратов и продуктах их переработки погрешность анализа составляет 0,2-0,3 %;

- осадительное титрование с применением нитратов свинца, серебра и других титрантов. Определению мешают галогениды, фосфаты и другие анионы, образующие малорастворимые соединения с титрантами;

- комплексонометрическое титрование и последующее титрование раствором трилона Б. Определению мешают вольфрам, ванадий, хром, молибден, селен, теллур, фосфаты и галогениды.

Титриметрические методы определения содержания никеля основаны на реакциях осаждения диметилдиоксимом и комплексообразования с оксалат-, тартрат-, цитрат- и другими ионами [5].

Титриметрические методы определения кадмия основаны на предварительном выделении труднорастворимых простых или комплексных солей кадмия хорошо растворимых в воде или органических растворителях [7].

Определение сурьмы основано на титровании растворами окислителей Sb (III) до Sb (V). К ним относятся броматометрический метод, перманганатометрия, иодометрия, так же используют сульфат церия, ванадит натрия и ряд соединений содержащих активный хлор [10].

Титриметрическое определение селена и теллура основано на методе окислительно-восстановительного титрования. Теллур окисляется легче чем селен, поэтому для его определения используют бихромат калия или периодат и прочие. Для определения селена используют тиосульфат натрия. Возможно определение титрованием раствором перманганата калия, иодидом калия, нитратом серебра и свинца [9].

Для титриметрического определения свинца используют растворы ЭДТА, диэтилдитиофосфат никеля, а также серосодержащие комплексообразующие вещества (унитиол, 8-меркаптохинолин, дикарбоксиметилдитиокарбамид калия и другие) [8].

При определении цинка используют ксиленовый оранжевый, комплексон III и прочие. Также определение производят с использованием маскирующих средств, таких как фторид аммония, родонид калия, тиосульфат натрия, триэтаноламин, 2,3-димеркаптопропанол и другие [11].

Фотометрические методы

Наибольшее распространение получили фотометрические методы, отличающиеся высокой чувствительностью, высокой точностью, простотой, и низкой трудоемкостью. Недостатком фотометрических методов является наличие мешающего влияния микропримесей и матричных элементов, невозможность определения нескольких элементов из одной навески.

Классический метод определения содержания мышьяка основан на образовании желтой молибденмышьяковой гетерополикислоты в кислой среде. Мешающее влияние хрома, урана, титана, железа, фосфора, кремния и других элементов устраняют путем экстракционного извлечения молибденмышьяковой гетерополикислоты органическими кислородсодержащими растворителями, их смесями или смесями этих растворителей с некоторыми углеводородами при 525 нм [6, 20].

Для фотометрического определения никеля при λ=448 нм [5] применяют диоксимы или монооксимы, при взаимодействии с которыми в зависимости от условий проведения могут образоваться внутрикомплексные соединения, плохо растворимые в воде и лучше растворимые в органических растворителях и соединения, растворимые в воде. Прложен метод определения содержания никеля в медно-никелевых сплавах с диметилглиоксимом в эфире [7, 17].

Среди серусодержащих органических реагентов для определения содержания никеля применяют диэтилдитиокарбаминат натрия, рубиановодородную кислоту дитиооксамида, меркаптокарбоновые кислоты, дитизон, дитиооксалат калия и т.д. [5].

При фотометрическом определении содержания примесей свинца в образцах металлургического производства, пробу подвергают сернокислотному растворению и проводят измерение оптической плотности при λ=195 нм. Так же известны способы определения свинца с использованием органических растворителей (дитизон и его аналоги, диэтилдитиокарбамат натрия, 4-(2-пиридилазо)-резорцин и другие) [8].

При фотометрическом определения цинка используют дитизон (λ = 538 нм) и его аналоги (λ = 525-568 нм). Мешающие определения анионы и катионы отделяют экскрагированием [11].

При фотометрическом определении кадмия используют сероводород, образующий желтый коллоидный сульфид анализируемый при λ = 430 нм [7].

Из неорганических реагентов при определении кадмия используют 2,2’-бис-бензотиазолил, бромпирогаллововый красный, метиловый фиолетовый и другие [7].

Из методов фотометрического определения сурьмы наибольшее применение получил иодидный метод, основанный на образвонии растворимого комплекса SbI4- желтого цвета. Помимо иодидного определения существуют так же метод сурьмяномолибденовой сини с применением аскорбиновой кислоты (λ = 725 нм), метод основанный на образовании сурьмой желтого бромидного комплекса (λ = 366 нм) и другие методы [10].

Фотометрическое определение теллура и селена осуществляется при колорометрировании золей этих элементов. Определение хлоридом двухвалентного олова осуществляется при λ = 390 нм – для селена и λ = 440 нм при определении теллура. Определение теллура производят с гипофосфористой кислотой (золь красного цвета, λ = 240-290 нм). Золи селена, полученные при восстановлении гидрозином измеряют при λ = 250-260 мн [9].

Электрохимические методы

Среди электрохимичесих методов определения содержания мышьяка в образцах цветной металлургии наибольшее распространение получили полярографическое определение с чувствительностью 1·10-5 %, амперометрическое титрование мышьяка (III) бихроматом калия в кислой среде с добавлением галогенидов щелочных или щелочноземельных элементов [4].

Полярографическое определение содержания никеля предполагает восстановление его ионов в растворах на капельном ртутном электроде на фоне солей щелочных металлов, а также в растворах комплексных соединений [5].

Метод определения никеля в горных породах основан на его отделении от железа, титана, алюминия, марганца и других металлов рубеановодородной кислотой в присутствии лимонной кислоты с последующим полярографированием на фоне 0,02 н раствора хлорида аммония и 0,005 н раствора хлорида кальция [5].

К электрохимическим методам определения содержания свинца относят: потенциометричекое, кулонометрическое, вольтамперометрическое, кондуктометрические и прочие методы [8].

Эмиссионный спектральный метод

Прямой спектральный метод позволяет определять содержание мышьяка в диапазоне n·10-2 - n·10-4 % с погрешностью 20-30 % [4].

При определении Pb в эмиссионной пламенной фотометрии используют резонансную линию для измерения интенсивности равную 405,782 нм, при использовании не пламенных источников возбуждения – 283,307 нм [8].

Наиболее чувствительной спектральной линией при определении кадмия является линия 2288,0 Ǻ, но она используется лишь при определении низких содержаний кадмия, а в большинстве случаев определение ведут по линии 3261,0 Ǻ. Чувствительность составляет n*10-5 при ошибке 5,6 % [7].

При определении цинка в медных рудах используют линию 2557,95 Ǻ, ошибка анализа составляет 3,5 % [11].

Для определения сурьмы наиболее часто используемые линии: 287,792; 259,806; 252,852 и 231,147 нм [10].

Наиболее приемлемыми линиями определения теллура является – 214,3 нм, а селена – 196,1 и 204,0 нм [9].

Атомно-абсорбционный метод

Чувствительность атомно-абсорбционного определения содержания мышьяка составляет 1,3 мкг/мл (аналитическая линия 193,76 нм).

Для атомно-абсорбционного определения содержания Pb анализируемый образец растворяют в концентрированной азотной и соляной кислотах, после чего добавляют раствор аскорбиновой кислоты, иодида калия, а также раствор три-н-октилфосфиноксида в метилизобутилкетоне и производят инструментальное определение при λ = 364,0 нм, чувствительность при данной длине волны 4700 [8].

Определение кадмия производят по поглощению в пламени резонансной линии Cd 2288,0 Ǻ [7]. При определении цинка наиболее чувствительной является линия 2138,6 Ǻ, реже используют 3075,9 Ǻ [11]. Наибольшая чувствительность для определения сурьмы достигается с применением воздушно-ацетиленового пламени по линиям: 217,59 и 231,15 нм [10]. Для определения селена используют линии 196,1; 204,0 и 206,3 нм. Наиболее чувствительна в воздушно-водородном и воздушно-ацетиленовом пламени линия 196,1 нм [9]. При определении теллура возможно использование следующих линий: 214,3; 225,9 и 238,6 нм [9].

Рентгенофлуоресцентный метод

Определение содержания мышьяка проводят рентгенофлуоресцентным методом, обладающим высокой экспрессностью и точностью [4].

При рентгенофлуоресцентном определении содержания свинца пробу растворяют в концентрированном растворе карбоната бария и проводят измерение по линии Kα [8].

Определение содержания селена проводится по линии Kα с предварительным осаждением аммиаком. Чувствительность при определении составляет 0,1 % [9]. Одним из наиболее удобных методов определения кадмия [7] и цинка [11] является метод внешнего стандарта.

Приведенные методики обладают рядом недостатков: длительность, трудоемкость, низкая чувствительность, мешающее влияние примесных и матричных элементов, часто невозможность определять различные элементы из одной навески.

1.4 Нормативные документы аналитического контроля меди

Были проанализированы нормативные документы (ГОСТ, ГОСТ Р, СТ РК, МВИ), регламентирующие методы контроля меди и техногенного сырья медного производства. Результаты мониторинга представлены в таблице 1.

Таким образом, нормативные документы, действующие на территории СНГ, немногочисленны и регламентируют фотометрические методы определения As, Sb, Pb, Fe, Se, Te, Zn, Bi, Cd, Ni. Поэтому актуальной задачей аналитической химии перечисленных металлов является разработка и аттестация методик их определения современными инструментальными методами анализа. Большое значение приобретает статистическая обработка результатов анализа с позиций концепции погрешности в соответствии с требования действующих нормативных документов.

Таблица 1 - Перечень нормативных документов по методам контроля меди [12-27]

Обозначение нормативного документа

Аналит

Метод анализа

Катодная медь

ГОСТ 9717.2-82

Sb, As, Mg, Sn, Si, Bi, Ag, Ni, Fe, Mn, Pb, Cr, Zn

Спектральный с фотографической регистрацией спектра

ГОСТ 9717.3-82

Sb, As, Mg, Sn, Si, Bi, Ag, Ni, Fe, Mn, Pb, Cr, Zn, P

Спектральный анализ с фотографической и фотоэлектрической регистрацией

ГОСТ 13938.4-78

Fe

Фотометрический и ААС

ГОСТ 13938.6-78

Ni

Фотометрический и ААС

ГОСТ 13938.7-78

 

Полярографический и ААС

ГОСТ 13938.10-78

 

Фотометрический и ААС

ГОСТ 13938.11-78

As

Фотометрический

ГОСТ 13938.12-78

Bi

Фотометрический и ААС

ГОСТ 27981.1-88

Bi, Fe, Cd, Co, Sn, Si, Mn, As, Ni, Pb, Sb, Cr, Zn, Te

АЭС и ААС

ГОСТ 27981.2-88

Bi, Fe, Cd, Co, Sn, Si, Mn, Cr, Zn,

АЭС

ГОСТ 27981.4-88

Bi, Fe, Sn, Mn, Pb, Sb, Se, Ag

ААС

ГОСТ 27981.5-88

Bi, Mn, Co, Si, As, Ni, Sb, Se, P

Фотометрический

ГОСТ 27981.6-88

Cd, Sb, Te

Полярографический

ГОСТ 31382-2009

P, S, Fe, Zn, Ni, Sb, Sn, Ag, Sb, Bi, Cr, Cd, Se, Te, As, Mn, Pb, Co, Si, Mg

Фотометрический, ААС, АЭС

KZ.07.00.00766-2008

Bi, As, Sb, Fe и т.д.

АЭС-ИСП

Медные концентраты

KZ.07.00.00343-2005

Pb, Zn, Fe, Cd,SiO2, Sобщ, CaO, As, Sb, Bi, Mo, Al2O3

Рентгенофлуоресцентный

метод

KZ.07.00.00990-2009

Цель работы заключается в разработке методик атомно-эмиссионного определения содержания примесей (As, Sb, Pb, Fe, Se, Te, Zn, Bi, Cd, Ni) в техногенном сырье медного производства и их метрологическое обоснование в соответствии с требованиями стандартов.

Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих задач:

1) выявление возможности атомно-эмиссионного определения содержания примесей в исследуемых образцах;

2) построение и статистическая обработка градуировочных характеристик АЭС-ИСП определения As, Sb, Pb, Fe, Se, Te, Zn, Bi, Cd, Ni;

3) определение содержания примесных элементов в исследуемых образцах атомно-эмиссионным с индуктивно связанной плазмой методом (SpectroArcos) и искровым атомно-эмиссионным методом (SpectroLab);

4) оценка показателей точности методики выполнения измерений согласно требованиям нормативных документов.

2 Экспериментальная часть

2.1 Рабочие растворы и реактивы

В ходе проведения исследований были использованы следующие растворы и реактивы:

- аттестованные смеси (АС) ионов висмута, кадмия, никеля, железа, свинца, теллура, селена, сурьмы, мышьяка и цинка, приготовленные согласно МВИ 30884350-01-105ФХ 98П;

- наборы государственных стандартных образцов (ГСО): VSM0-K1, VSM0-K2, VSM 1.3;

- кислота азотная, осч по ГОСТ 4461-77;

- вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72;

- аргон газообразный высший сорт по ГОСТ 10157-79.

2.2 Приборы и оборудование

При проведении анализа были использованы:

- весы электронные аналитические XS104 фирмы «METTLER-TOLEDOAG» (Швейцария), класс точности (I) специальный, наибольший предел взвешивания 120 г, погрешность взвешивания 0,1 мг;

- спектрометр атомно-эмиссионный с индуктивно-связанной плазмой SpectroArcos фирмы SPECTRO (Германия), обеспечивающий измерение в диапазоне длин волн от 165 нм до 800 нм согласно нормативной документации изготовителя;

- спектрометр искровой атомно-эмиссионный SpectroLab фирмы SPECTRO (Германия), обеспечивающий измерение в диапазоне длин волн от 120 нм до 780 нм согласно нормативной документации изготовителя;

- станок фрезерный «HAF/2» для заточки металлических проб и стандартных образцов – изготовитель фирма «HERZOG», Германия;

- посуда мерная лабораторная.

2.3 Приготовление рабочих растворов

2.3.1 Приготовление раствора азотной кислоты, разбавленной 1:1

Раствор азотной кислоты (1:1) готовят путем прибавления к одной части дистиллированной равной части концентрированной азотной кислоты. Полученный раствор тщательно перемешивают.

2.3.2 Приготовление растворов меди, висмута, теллура, кадмия, железа, цинка, селена, сурьмы, мышьяка, свинца и никеля

Аттестованные смеси ионов Cu, Bi, Te, Cd, Fe, Zn, Se, Sb, As, Pb, Ni готовили по методике МВИ 30884350-01-105ФХ 98П.

2.3.2.1 Приготовление основных растворов металлов Cu, Bi, Te, Cd, Fe, Zn, Se, Sb, As, Pb, Ni

Раствор А: навеску высокочистого металла массой 0,1000 г помещают в коническую колбу вместимостью 100 см3, растворяют в 20 см3 азотной кислоты (1:1) при нагревании на водяной бане. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доводят дистиллированной водой до метки и перемешивают. Массовая концентрация ионов металлов в растворах составляет 1000 мг/дм3.

2.3.2.2 Приготовление промежуточных растворов металлов Cu, Bi, Te, Cd, Fe, Zn, Se, Sb, As, Pb, Ni

Раствор Б: в мерную колбу вместимостью 500 см3 помещают по 50 см3 растворов А, содержащих металлы с концентрацией 1000 мг/ дм3, добавляют 5 см3 азотной кислоты (1:1), доводят до метки дистиллированной водой и перемешивают. Массовая концентрация ионов металлов в растворе Б составляет 100,0 мг/дм3.

Раствор В: в мерную колбу вместимостью 500 см3 помещают по 5 см3 растворов А, содержащих металлы с концентрацией 1000 мг/ дм3, добавляют 5 см3 азотной кислоты (1:1), доводят до метки дистиллированной водой и перемешивают.

Массовая концентрация ионов металлов в растворе В составляет 10,0 мг/дм3.

2.3.3 Приготовление растворов сравнения для установления градуировочных характеристик

В мерную колбу вместимостью 500 см3 помещают соответствующий объем промежуточного раствора, добавляют 50 см3 раствора меди (раствор Б с концентрацией 100 мг/дм3) и 25 см3 азотной кислоты (1:1). Полученный раствор доводят до метки дистиллированной водой и перемешивают.

Обозначения растворов сравнения (РС) и объемы вводимых промежуточных растворов для установления градуировочных характеристик указаны в таблице 2.

Таблица 2 - Состав растворов сравнения для установления градуировочных характеристик АЭС-ИСП анализа

Обозначение раствора сравнения

Sb, As, Pb, Ni

Te, Cd, Fe, Zn

Обозначение вводимого промежуточного раствора

Объем вводимого промежуточного раствора, мл

Массовая концентрация металла в растворе сравнения, мг/дм3

Обозначение вводимого промежуточного раствора

Объем вводимого промежуточного раствора, мл

Массовая концентрация металла в растворе сравнения, мг/дм3

РС-1

В

5,0

0,1

А

1,0

2,0

РС-2

В

25,0

0,5

А

5,0

10,0

РС-3

В

50,0

1,0

А

10,0

20,0

РС-4

Б

10,0

2,0

А

25,0

50,0

3 Результаты и выводы

3.1 Разработка методики искрового атомно-эмиссионного определения содержания As, Sb, Pb в образцах черновой меди

3.1.1 Установление возможности ИАЭС определения As, Sb, Pb

С целью установления возможности применения разрабатываемой методики для контроля качества черновой меди нами определено содержание As, Sb, Pb предлагаемым методом в ГСО комплекта VSM1.3. Измерение интенсивности аналитического сигнала для каждого образца проводили 3 раза. За результат анализа принимали среднее арифметическое значение двух результатов параллельных определений (таблица 3).

Таблица 3 - Результаты искрового атомно-эмиссионного анализа проб черновой меди медного производства и ГСО комплекта VSM1.3

Шифр образца

Аналит

Аттестованное содержание аналита, %

, %

Sr, %

, %

VSM 1.3 - 6

As

0,104 ± 0,006

0,103

0,0071

0,0027

О-1

-

0,1000

0,0396

0,0154

О-2

-

0,3200

0,0410

0,0159

О-3

-

0,4450

0,0320

0,0124

VSM 1.3 – 5

 

0,0231 ± 0,0020

0,0232

0,0033

0,0013

О-4

-

0,0310

0,0508

0,0197

VSM 1.3 – 4

0,227 ± 0,016

0,225

0,0045

0,0017

О-5

-

0,2300

0,0582

0,0226

О-6

-

0,3500

0,0523

0,0203

VSM 1.3 – 6

 

0,0241 ± 0,0013

0,0238

0,0049

0,0019

О-4

-

0,0650

0,0110

0,0043

О-5

-

0,2000

0,0622

0,0241

VSM 1.3 – 3

 

0,306 ± 0,014

0,304

0,0023

0,0009

О-6

-

0,3500

0,0481

0,0187

3.1.2 Описание методики ИАЭС определения содержания As, Sb, Pb

Настоящая методика предназначена для определения содержания As, Sb, Pb в образцах черновой меди медного производства УК МК ОАО «Казцинк» искровым атомно-эмиссионным методом. Измерение аналитического сигнала проводили с применением искрового атомно-эмиссионного спектрометра SpectroLab (SPECTRO, Германия).

Метод основан на термическом испарении и возбуждении атомов пробы в электрическом разряде с электронной регистрации спектра и измерении интенсивности аналитической спектральной линии аналита. Методика включает следующие этапы: подготовку поверхности образцов черновой меди; инструментальное определение содержания аналита; обработку результатов анализа.

Подготовка исследуемых образцов

Пробы на анализ поступают в лабораторию в виде грибков диаметром 30 мм, высотой от 25 мм до 35 мм. Поверхность грибка затачивают на фрезерном станке HAF/2 (HERZOG, США) до получения поверхности без вкраплений, раковин, царапин, трещин и инородных включений. При заточке пробы снимают слой металла не менее 1 мм.

Искровое атомно-эмиссионное определение содержания As, Sb, Pb в пробах черновой меди медного производства

Подготовленную пробу размещают в штативе искрового атомно-эмиссионного спектрометра, устанавливая промежуток между пробой и электродом от 2 мм до 3 мм. Источником возбуждения спектра является прерывистая дуга постоянного тока силой 10 А. Время экспозиции составляет от 10 с до 30 с. Для каждого «грибка-пробы» выполняют не менее трех измерений интенсивности аналитической линии каждого аналита.

Обработка результатов анализа

Массовая доля элементов рассчитывается с помощью программного обеспечения спектрометра и выводится на экран монитора. За результат анализа принимают среднее арифметическое значение результатов двух параллельных определений (из двух измерений каждое).

3.1.3 Метрологическое обоснование методики выполнения измерений

С целью регламентирования требований к выполнению измерений массовых долей примесей в черновой меди атомно-эмиссионным методом и установления приписанных характеристик точности МВИ проведена оценка точностных характеристик МВИ путем проведения оперативного контроля повторяемости, внутрилабораторной прецизионности, точности в соответствии с требованиями СТ РК 2.18-2009 и ГОСТ 8.010-99. Оперативный контроль показателя правильности проводят с применением набора образцов для оценивания в виде ГСО. Полученные результаты представлены в таблице 4.

Таблица 4 - Результаты оценивания показателей точности методики искрового атомно-эмиссионного определения содержания Sb, Pb, As в черновой меди медного производства

Аналит

Диапазон определяемых содержаний, (% масс.)

σr

σR

Θ

±Δс

±Δ

 

0,040-0,10

0,10-0,20

0,20-0,35

0,0001

0,0008

0,0001

0,00021

0,00177

0,00033

0,3

0,00004

0,00024

0,0009

0,00001

0,0005

0,0007

 

0,040-0,20 0,20-0,35

0,35-0,50

0,0001

0,0021

0,0008

0,00013

0,0035

0,0019

0,24

0,0005

0,0024

0,0004

0,0003

0,0073

0,0013

As

0,0020-0,30

0,30-0,50

0,50-0,70

0,0001

0,0005

0,0003

0,00033

0,0002

0,00016

0,3

0,0003

0,00021

0,0007

0,0002

0,0008

0,00045

n – число результатов, n = 20, Р = 0,95;

σr – показатель повторяемости; σR – показатель воспроизводимости;

Θ - математическое ожидание систематической погрешности методики анализа;

±Δс - показатель правильности (границы неисключенной систематической погрешности);

±Δ - показатель точности (граница абсолютной погрешности).

3.2 Разработка методики атомно-эмиссионного с индуктивно связанной плазмой определения примесей в образцах анодной меди

3.2.1 Установление возможности АЭС-ИСП определения Te, Bi, Cd, Fe, Zn, Ni, Pb, Sb, Se, As

Для проведения исследований применяли комплект ГСО состава веществ и материалов VSM1.3. Аттестованные значения представлены в таблице 5.

Таблица 5 - Паспортные данные состава ГСО комплекта VSM1.3

Элемент

Индекс СО

VSM1.3-1

VSM1.3-2

VSM1.3-3

VSM1.3-4

VSM1.3-5

VSM1.3-6

VSM1.3-7

VSM1.3-8

Bi

0,00048

0,00086

0,00187

0,00232

0,00473

0,0083

0,0179

-

Fe

0,0142

0,00312

0,095

0,00130

0,0183

0,057

0,0072

0,0361

Продолжение таблицы 5

Элемент

Индекс СО

VSM1.3-1

VSM1.3-2

VSM1.3-3

VSM1.3-4

VSM1.3-5

VSM1.3-6

VSM1.3-7

VSM1.3-8

Cd

0,00068

0,00130

0,00283

0,0068

0,0188

0,103

0,0298

0,058

As

0,0051

0,00123

0,052

0,00275

0,0252

0,104

0,0105

0,00065

Ni

0,00194

0,0031

0,0117

0,0048

0,290

0,0364

-

0,098

 

0,0045

0,0010

0,306

0,0030

0,0100

0,0241

0,107

0,0015

Se

0,0097

0,00084

0,00158

0,00032

-

0,0264

0,110

0,0245

 

0,097

0,00056

0,00231

0,227

0,0231

0,0045

0,0103

0,0476

Te

0,00550

0,110

0,00287

0,00102

0,0543

-

0,0246

0,0102

Zn

0,105

0,00086

0,00516

0,00123

0,0487

0,00305

0,0105

0,0248

С целью установления возможности применения разрабатываемой методики для аналитического контроля анодной меди медного производства нами было определено содержание всех примесных элементов в ГСО комплекта VSM1.3. Полученные результаты в сравнении с аттестованными значениями для каждого элемента представлены в таблице 6.

Таблица 6 - Результаты АЭС-ИСП определения содержания Te, Bi, Cd, Fe, Zn, Ni, Pb, Sb, Se, As в образцах анодной меди медного производства и ГСО состава веществ и материалов комплекта VSM1.3

Шифр образца

Аналит

Аттест. сод-ие аналита, %

, %

Sr, %

, %

VSM 1.3 - 6

As

0,104 ± 0,006

0,103

0,0071

0,0027

О-1

-

0,0980

0,0320

0,0117

О-2

-

0,3000

0,0404

0,0157

О-3

-

0,4300

0,0130

0,0520

VSM 1.3 - 5

 

0,0231 ± 0,0020

0,0232

0,0033

0,0013

О-1

-

0,0280

0,0499

0,0194

О-2

-

0,1200

0,0603

0,0234

VSM 1.3 – 4

0,227 ± 0,016

0,2250

0,0045

0,0017

О-3

-

0,2800

0,0214

0,0083

VSM 1.3 - 6

 

0,0241 ± 0,0013

0,0238

0,0049

0,0019

Продолжение таблицы 6

Шифр образца

Аналит

Аттест. сод-ие аналита, %

, %

Sr, %

, %

О-1

 

-

0,0640

0,0222

0,0086

О-2

-

0,2200

0,0520

0,0202

VSM 1.3 - 3

0,306 ± 0,014

0,304

0,0023

0,0009

О-3

-

0,3800

0,0485

0,0188

VSM 1.3 - 4

Bi

0,00232 ± 0,00028

0,00231

0,005

0,00019

О-1

-

0,0070

0,0369

0,0104

VSM 1.3 -7

0,0179 ± 0,0022

0,0178

0,008

0,0021

О-2

-

0,0240

0,0503

0,0124

О-3

-

0,0800

0,0214

0,0063

VSM 1.3 - 1

Te

0,00550 ± 0,00036

0,00550

0,027

0,00013

О-1

Те

-

0,0068

0,0378

0,0175

VSM 1.3 - 8

0,0102 ± 0,0007

0,0101

0,006

0,0002

О-2

-

0,0280

0,0561

0,0184

О-3

-

0,0880

0,0208

0,0072

VSM 1.3 - 4

Cd

0,0068 ± 0,0004

0,0067

0,014

0,0052

О-1

-

0,0076

0,0407

0,0189

VSM 1.3 - 5

0,0188 ± 0,0023

0,0188

0,003

0,0013

О-2

-

0,0290

0,0484

0,0194

О-3

-

0,0840

0,0149

0,0074

VSM 1.3 - 3

Se

0,00158 ± 0,00012

0,00158

0,004

0,0015

О-1

-

0,0264

0,0487

0,0186

VSM 1.3 - 7

0,110 ± 0,009

0,111

0,012

0,0045

О-2

-

0,1360

0,0613

0,0243

О-3

-

0,2860

0,0220

0,0085

VSM 1.3 - 6

Zn

0,00305 ± 0,00031

0,00305

0,002

0,0009

О-1

-

0,0064

0,0399

0,0164

VSM 1.3 – 8

0,0248 ± 0,0016

0,0248

0,003

0,0013

О-2

-

0,0220

0,0538

0,0134

VSM 1.3 - 5

0,0487 ± 0,0025

0,0486

0,001

0,00047

О-3

-

0,0780

0,0154

0,0079

Продолжение таблицы 6

Шифр образца

Аналит

Аттест. сод-ие аналита, %

, %

Sr, %

, %

VSM 1.3 - 6

Ni

0,0364 ± 0,0022

0,0363

0,002

0,00074

О-1

-

0,0280

0,0495

0,0187

VSM 1.3 - 8

0,098 ± 0,010

0,0983

0,003

0,0010

О-2

-

0,1440

0,0609

0,0242

О-3

-

0,2234

0,0209

0,0080

VSM 1.3 - 3

Fe

0,095 ± 0,008

0,0951

0,001

0,00046

О-1

-

0,0965

0,0318

0,0121

О-2

-

0,3200

0,0414

0,0163

О-3

-

0,5300

0,0150

0,0526

3.2.2 Построение и статистическая обработка градуировочных характеристик АЭС-ИСП определения содержания мышьяка, сурьмы, свинца, никеля, железа, висмута, цинка, кадмия, селена и теллура

Для определения содержания Te, Bi, Cd, Fe, Zn, Ni, Pb, Sb, Se, As применяли градуировочные растворы, приготовленные путем растворения чистых металлов по стандартной методике.

Были построены две серии градуировочных характеристик: для элементов в области низких и высоких концентраций.

Первая серия

0,2-2,0 мкг/мл

Te, Bi, Cd, Fe, Zn

Вторая серия

2,0-50,0 мкг/мл

Ni, Pb, Sb, Se, As

Исходные данные, необходимые для построения градуировочных характеристик в диапазоне концентраций аналита от 0,2 мкг/мл до 2,0 мкг/мл, представлены в таблице 7.

Таблица 7 - Результаты АЭС-ИСП определения примесей в градуировочных растворах (0,2-2,0 мкг/мл)

 

λ, нм

1

2

3

4

5

, мкг/мл

-

0

0,1

0,5

1,0

2,0

, имп/с

238,578

527,011

569,966

1018,01

1574,74

2717,85

, имп/с

190,241

164,547

321,052

953,085

1624,63

3161,52

Продолжение таблицы 7

 

λ, нм

1

2

3

4

5

, имп/с

214,438

7740,2

12174,5

30346,5

35156,6

98854,8

, имп/с

238,204

37753,4

35941,7

66339,7

102825

177141

, имп/с

206,200

1896,6

2883,14

7898,78

27759

12577,2

Примечания

1 – содержание металла в N-ом градуировочном растворе, мкг/мл;

2 - среднее значение интенсивности аналитического сигнала металла, имп/с.

Измерение интенсивности аналитического сигнала (количество импульсов в секунду) проводили 6 раз на каждый элемент и для каждого градуировочного образца. Используя полученные значения, построили две серии градуировочных характеристик, представленные на рисунках 2 и 3.

   

а)

б)

   

в)

г)

 

д)

Рисунок 2 - Зависимость интенсивности аналитического сигнала от

концентрации аналита (0,1-2,0 мкг/мл) а) теллур; б) висмут; в) кадмий; г) железо; д) цинк

Данные, необходимые для построения градуировочных характеристик в концентрационном интервале от 2,0 мкг/мл до 50,0 мкг/мл представлены в таблице 8.

Таблица 8 - Результаты АЭС-ИСП определения примесей в градуировочных растворах (2,0-50,0 мкг/мл)

 

Длина волны, нм

1

2

3

4

5

, мкг/мл

-

0

2,0

10,0

20,0

50,0

, имп/с

231,604

5188,12

38790,7

171932

341251

834908

, имп/с

220, 353

9795,19

14783,6

260139

92926,5

143757

, имп/с

206,833

2624,2

7295,2

26314,3

50285,3

119693

, имп/с

196,090

89,98

2385,92

11240,7

22552,8

56319

, имп/с

189,042

1488

7680

31596

61701

149937

Примечания

1 – содержание металла в N-ом градуировочном растворе, мкг/мл;

2 - среднее значение интенсивности аналитического сигнала металла, имп/с.

Градуировочные характеристики, построенные для второй серии градуировочных растворов, представлены на рисунке 3.

Значения коэффициента корреляции, рассчитанные для представленных на рисунках 2 и 3 градуировочных характеристик, близки к единице, что свидетельствует о жесткой корреляции между значениями концентраций аналита (мкг/мл) и интенсивностями аналитических сигналов [28].

В соответствии с требованиями РМГ 54-2002 [28] проведена статистическая обработка построенных градуировочных характеристик.

   

а)

б)

   

в)

г)

 

д)

Рисунок 3 - Зависимость интенсивности аналитического сигнала от концентрации аналита (2,0-50,0 мкг/мл)

а) никель; б) свинец; в) сурьма; г) селен; д) мышьяк

Поскольку среднеарифметическое значение относительных стандартных отклонений , то статистическую обработку градуировочных характеристик проводили с применением метода наименьших квадратов (таблица 9). Проверку адекватности математической модели проводили по критерию Фишера.

Таблица 9 - Результаты статистической обработки градуировочных характеристик АЭС-ИСП определения Te, Bi, Cd, Fe, Zn, Ni, Pb, Sb, Se, As

Аналит

 

a

Sa

   

Vy

F (V1, V2)

Bi

0,003

205,20

12,95

1446

19,52

2,25

2,37

Ni

0,058

19096,41

17,29

8733,07

0,48

0,92

Te

0,001

498,37

40,31

1096,58

55,99

1,18

Cd

0,006

7721,52

152,66

45444,42

200,68

0,20

Se

0,013

91,04

7,55

1123,57

1,79

1,98

2,37

As

0,008

1491,68

14,77

3008,98

6,87

1,46

 

0,052

5554,17

68,79

3175,96

3,59

1,59

 

0,005

6947,34

241,83

4056,41

19,51

2,18

Fe

0,002

28926,23

770,84

74163,20

1484,28

2,35

Zn

0,008

1506,83

48,55

13071,89

57,39

2,02

- среднеарифметическое значение относительных стандартных отклонений;

а и b – коэффициенты в уравнении y = a + bx;

Sa и Sb- стандартные отклонения коэффициентов а и b;

Vy - отношение средних квадратов отклонений;

F - квантиль распределения.

Полученное значение (таблица 9) сравнивали с табличным значением квантиля F-распределения со степенями свободы и . Т.к. , то с доверительной вероятностью 0,95 можно считать градуировочные характеристики линейными в диапазоне концентраций 0,2-2,0 мкг/мл и 2,0-50,0 мкг/мл.

3.2.3 Описание методики атомно-эмиссионного с индуктивно связанной плазмой определения содержания Te, Bi, Cd, Fe, Zn, Ni, Pb, Sb, Se, As в образцах анодной меди медного производства

Настоящая методика предназначена для определения содержания мышьяка, сурьмы, свинца, цинка, никеля, кадмия, железа, селена, теллура и висмута в образцах анодной меди медного производства УК МК ОАО «Казцинк» атомно-эмиссионным с индуктивно связанной плазмой методом анализа на атомно-эмиссионном с индуктивно связанной плазмой спектрометре SpectroArcos (SPECTRO, Германия).

Метод основан на возбуждении атомов пробы в индукционной высокочастотной плазме и измерении интенсивности аналитических спектральных линий определяемых элементов при распылении раствора анализируемой пробы и градуировочных растворов в плазму.

На проведение измерений и получение результатов анализа существенную роль оказывает влияние основы пробы; оно устраняется измерением в режиме метода добавок, проведением измерений с учетом коррекции фона, путем разбавления растворов проб.

Длины волн используемых аналитических спектральных линий приведены в таблице 10.

Методика включает следующие этапы:

1) разложение исследуемых образцов;

2) приготовление градуировочных растворов, построение и статистическая обработка градуировочных характеристик АЭС-ИСП определения;

3) инструментальное определение содержания аналита;

4) оценивание точностных характеристик методики выполнения измерений.

Таблица 10 - Аналитические спектральные линии атомно-эмиссионного с индуктивно связанной плазмой определения содержания Te, Bi, Cd, Fe, Zn, Ni, Pb, Sb, Se, As

Определяемый элемент

Длина волны, нм

Висмут

Теллур

Кадмий

Железо

Цинк

Селен

Сурьма

Мышьяк

Свинец

Никель

190,241 / 306,772

238,578

214,438 / 228,802

238,204

334,502 / 206,200

196,090

206,833 / 231,147

189,042

405,778

231,604 / 341,976

Разложение исследуемых образцов

Исследуемый образец измельчают до получения порошкообразной пробы.

Навеску порошкообразной пробы массой 1,000 г помещают в коническую колбу вместимостью 250 см3, добавляют 40 см3 азотной кислоты, нагревают до растворения пробы и охлаждают. Полученный раствор количественно переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доводят дистиллированной водой до метки и перемешивают.

Атомно-эмиссионное с индуктивно связанной плазмой определение содержания Te, Bi, Cd, Fe, Zn, Ni, Pb, Sb, Se, As в растворах, полученных после разложения

Атомно-эмиссионный спектрометр с индуктивно-связанной плазмой подготавливают к работе и устанавливают рабочие параметры в соответствии с инструкцией по эксплуатации.

Градуировку спектрометра осуществляют предварительно по стандартным образцам. Устанавливается математическая зависимость между интенсивностью аналитических сигналов определяемых элементов и концентрацией этих элементов в соответствующих стандартных образцах.

Перед началом измерений проверяют стабильность градуировочной характеристики спектрометра с использованием пробы для рекалибровки.

Для каждого раствора пробы выполняют по два измерения интенсивности аналитической линии металла.

3.2.4 Метрологическое обоснование разрабатываемой методики выполнения измерений

Диапазоны определяемых массовых долей элементов составляют, мкг/мл:

цинка

0,0010 – 0,050

висмута

0,002 – 0,100

теллура

0,0020 – 0,050

кадмия

0,00010 – 0,020

сурьмы

0, 040 – 0,350

селена

0,00025 – 0,200

никеля

0,010 – 0,200

свинца

0,040 – 0,500

железа

0,001 – 0,450

мышьяка

0,0020 – 0,700

Исследование точностных характеристик МВИ и обработка результатов исследований проводились в соответствии с требованиями СТ РК 2.18-2009 и ГОСТ 8.010-99.

Для определения доверительных границ погрешности результата измерения доверительную вероятность P принимали равной 0,95.

При оценке правильности в пределах всего диапазона определяемых содержаний компонентов был использован набор образцов для оценивания в виде государственных стандартных образцов (ГСО) и аттестованные смеси (АС), приготовленные в соответствии с методикой МВИ30884350-01-105ФХ 98П.

Значения показателей точности  ()m, и m в соответствии с РМГ 61-2003 приведены в таблице 11 [29].

Таблица 11 - Результаты оценивания показателей точности методики атомно-эмиссионного с индуктивно связанной плазмой определения содержания Te, Bi, Cd, Fe, Zn, Ni, Pb, Sb, Se, As в анодной меди медного производства

Аналит

Диапазон определяемых содержаний, (% масс.)

σr

σR

Θ

±Δс

±Δ*

Zn, Bi, Te, Cd

0,001-0,010

0,010-0,030

0,030-0,100

0,0001

0,0003

0,0002

0,00010

0,00018

0,00024

0,3

0,0008

0,0002

0,0015

0,0008

0,0006

0,0015

Sb, Se, Ni

0,00025-0,10

0,10-0,15

0,15-0,35

0,0001

0,0008

0,0001

0,00021

0,00177

0,00033

0,3

0,00004

0,00024

0,0009

0,00001

0,0005

0,0007

Pb, Fe, As

0,001-0,20

0,20-0,35

0,35-0,70

0,0001

0,0021

0,0008

0,00013

0,0035

0,0019

0,27

0,0005

0,0024

0,0004

0,0003

0,0073

0,0013

n – число результатов, n = 20, Р = 0,95;

σr – показатель повторяемости (СКО);

σR – показатель воспроизводимости (СКО);

Θ - математическое ожидание систематической погрешности методики анализа;

±Δс - показатель правильности (границы неисключенной систематической погрешности);

±Δ - показатель точности (граница абсолютной погрешности).

Заключение

Итогом работы можно считать:

- статистическую обработку градуировочных характеристик АЭС-ИСП определения примесных элементов в образцах анодной меди;

- установление диапазонов определяемых содержаний элементов в полупродуктах медного производства атомно-эмиссионным методом;

- разработку методики атомно-эмиссионного определения As, Sb, Pb, Fe, Se, Te, Zn, Bi, Cd, Ni в полупродуктах медного производства;

- оценку точностных характеристик разработанной методики выполнения измерений согласно требованиям нормативных документов.

Разработанная методика атомно-эмиссионного с индуктивно связанной плазмой и искрового атомно-эмиссионного многоэлементного спектрального анализа меди не уступает по своим метрологическим характеристикам другим методикам, регламентированным действующей нормативной документацией на спектральные методы анализа. Диапазоны определяемых массовых долей элементов составляют:

цинка

0,0010 – 0,050

селена

0,00025 – 0,200

висмута

0,002 – 0,100

никеля

0,010 – 0,200

теллура

0,0020 – 0,050

свинца

0,040 – 0,500

кадмия

0,00010 – 0,020

железа

0,001 – 0,450

сурьмы

0, 040 – 0,350

мышьяка

0,0020 – 0,700

Основными достоинствами методики являются

- простота стадии предварительной химической пробоподготовки;

- возможность использования многокомпонентных водных растворов с известной концентрацией аналита для построения градуировочных характеристик атомно-эмиссионного с индуктивно связанной плазмой спектрометра;

- экспрессность метода.

Список литературы

1. http://www.e-vko.gov.kz Виртуальный музей. Полезные ископаемые

2. Уткин Н.И. Комплексная переработка медного и никелевого сырья / Н.И. Уткин – М.: «Металлургия», 1985. – 440 с.

3. Салтыков П. Технологический регламент для разработки проекта «Новая металлургия» Усть-Каменогорского Металлургического Комплекса / П. Салтыков – Германия: «ENGINEERING DOBERSEK GmbH Мёнхенгладбах», 2007. – 356 с.

4. Немодрук А.А. Аналитическая химия мышьяка / А.А. Немодрук – М.: «Наука», 1976. – 243 с.

5. Пешкова В.М., Савостина В.М. Аналитическая химия никеля / В.М. Пешкова, В.М. Савостина – М.: «Наука», 1966. – 204 с.

6. Бусев А.И. Аналитическая химия висмута / А.И. Бусев – М.: «Академия наук СССР», 1953. – 381 с.

7. Щербов Д.П., Матвеец М.А. Аналитическая химия никеля / Д.П. Щербов, М.А. Матвеец – М.: «Наука», 1973. – 255 с.

8. Полянский Н.Г. Аналитическая химия элементов. Свинец / Н.Г. Полянский – М.: «Наука», 1986. – 357 с.

9. Назаренко И.И., Ермаков А.Н. Аналитическая химия селена и теллура / И.И. Назаренко, А.Н. Ермаков – М.: «Наука», 1971. – 251 с.

10. Немодрук А.А. Аналитическая химия сурьмы/ А.А. Немодрук – М.: «Наука», 1978. – 223 с.

11. Живописцев В.П., Селезнева Е.А. Аналитическая химия цинка / В.П. Живописцев, Е.А. Селезнева – М.: «Наука», 1975. – 199 с.

12. ГОСТ 9717.2 – 82. Медь. Метод спектрального анализа по металлическим стандартным образцам с фотографической регистрацией спектра. – Введ. 1983-07-01. – М.: ИП Издательство стандартов, 1997. – 17 с.

13. ГОСТ 9717.3 – 82. Медь. Метод спектрального анализа по оксидным стандартным образцам. – Введ. 1983-07-01. – М.: ИП Издательство стандартов, 1997. – 42 с.

14. ГОСТ 13938.4 – 78. Медь. Методы определения железа. – Введ. 1979-01-01. – М.: ИПК Издательство стандартов, 2000. – 5 с.

15. ГОСТ 13938.6 – 78. Медь. Методы определения никеля. – Введ. 1979-01-01. – М.: ИПК Издательство стандартов, 2000. – 7 с.

16. ГОСТ 13938.7 – 78. МЕДЬ. Метод определения свинца. – Введ. 1978-01-24. – М.: ИПК Издательство стандартов, 1999. – 7 с.

17. ГОСТ 13938.10 – 78. МЕДЬ. Метод определения сурьмы. – Введ. 1978-01-24. – М.: ИПК Издательство стандартов, 1999. – 7 с.

18. ГОСТ 13938.11 – 78. МЕДЬ. Метод определения мышьяка. – Введ. 1978-01-24. – М.: ИПК Издательство стандартов, 1999. – 5 с.

19. ГОСТ 13938.12 – 78. Медь. Методы определения висмута. – Введ. 1979-01-01. – М.: ИПК Издательство стандартов, 2000. – 6 с.

20. ГОСТ 27981.1 – 88. Медь высокой чистоты. Методы атомно-спектрального анализа. – Введ. 1988-12-22. – М.: ИП Издательство стандартов, 1988. – 12 с.

21. ГОСТ 27982.1 – 88. Медь высокой чистоты. Методы химико-атомно-эмиссионного анализа. – Введ. 1990-01-01. – М.: ИП Издательство стандартов, 1988. – 12 с.

22. ГОСТ 27981.3 – 88. Медь высокой чистоты. Методы эмиссионно-спектрального анализа с фотоэлектрической регистрацией спектра. – Введ. 1988-12-22. – М.: ИП Издательство стандартов, 1988. – 14 с.

23. ГОСТ 27981.4 – 88. Медь высокой чистоты. Метод атомно-абсорбционного анализа. – Введ. 1988-12-22. – М.: ИП Издательство стандартов, 1988. – 24 с.

24. ГОСТ 27981.5 – 88. Медь высокой чистоты. Фотометрические методы анализа. – Введ. 1990-01-01. – М.: ИП Издательство стандартов, 1988. –33 с.

25. ГОСТ 27981.6 – 88. Медь высокой чистоты. Полярографические методы анализа. – Введ. 1988-12-22. – М.: ИП Издательство стандартов, 1988. – 13 с.

26. ГОСТ 31382 – 2009. Медь. Методы анализа. – Введ. 2010-04-01. – М.: Стандартинформ, 2010. – 89 с.

27. www.kazinmetr.kz – Реестр государственной системы обеспечения единства измерений Республики Казахстан

28. РМГ 54-2002 Характеристики градуировочных средств измерений состава и свойств веществ и материалов. – Уральск, 2004 г.

29. РМГ 61-2003 Показатели точности, правильности, прецизионности методик количественного химического анализа. Методы оценки. – Уральск, 2003 г.

Просмотров работы: 3587