ВСЕГЕИ
+7 (812) 321 5706 vsegei@vsegei.ru
Всероссийский научно-исследовательский геологический институт им. А.П. Карпинского
Деятельность
Лабораторно-аналитическая служба
Центральная лаборатория
Лабораторно-аналитические работы

Эмиссионные спектральные методы

Приближённо-количественный эмиссионный спектральный анализ (ПКЭСА).

До настоящего времени этот метод является универсальным экспресс-методом, который применяется на всех стадиях геологосъемочных, поисковых и разведочных работ для определения свыше 30 элементов при содержаниях от 10-6 - 10-5 % до десятка %, хотя и уступает по точности химическому анализу.  ПКЭСА может быть чрезвычайно эффективен как предшествующий для выбора оптимального количественного метода (оценка состава матрицы, уровень содержаний интересующих элементов, наличие мешающих элементов и их содержания). В Лаборатории используются два варианта этого метода, различающихся способом введения пробы в дуговой разряд: испарение из канала угольного электрода и просыпка порошка пробы в дуговой разряд. Вариант испарения из канала электрода предпочтителен для определения элементов с высокой упругостью пара (т.н. «труднолетучие»: Zr, Hf, Nb, Ta, Be, редкоземельные элементы, U, Th), а также в случае малого количества материала пробы; для варианта просыпки отмечаются более низкие пределы обнаружения т.н. «легколетучих» элементов (Ag, As, Cu, Cd, Bi, Ge, In, Pb, Sb, Te, Tl, Zn) и лучшая по сравнению с испарением из канала воспроизводимость результатов анализа. Точность обоих вариантов ПКЭСА – V категория по ОСТ 41-08-212-82. 

Минимальная аналитическая навеска: для испарения из канала электрода – 30 мг; для просыпки – 400 мг.


Интервалы содержаний, определяемых методом ПКЭСА: 


Определяемый компонент

Испарение из канала

Просыпка

SiO2
Al2O3
MgO
CaO
Fe2O3
K2O
Na2O
P2O5
TiO2
MnO

0.01 - 50 %
0.01 - 30 %
0.01 – 40 %
0.01 – 20 %
0.01 – 40 %
0.08 – 10 %
0.01 – 10 %
0.08 – 20 %
0.01 – 20 %
0.005 – 10 %


 

 

 

 

 
0.02– 20 %
0.0001– 10 %
0.0001 – 10 %

г/т

г/т

Sr
Ba
V
Cr
Co
Ni
Zr
Hf
Nb
Ta
Sc
Ce
La
Y
Yb
U
Th
Be
Li
W
Mo
Sn
Cu
Pb
Zn
Cd
Bi
Ag
Ge
Ga
Tl
As
Sb
Te
B

100 – 100000 
10 – 100000 
2 – 10000 
1 – 30 000 
1 – 1 000 
1 – 30000 
10 – 3 000 
10 – 100 
80 –300 
100 – 1 000 
1– 100 
10 – 1 000 
10 – 1 000 
1 – 1000 
0.5 – 100 
300 – 10000 
100 – 3 000 
0.5 – 300 
10 – 3 000 
5 – 1 000 
0,5 – 10000 
2 – 3 000 
0.5 – 80 000 
2 – 100000 
10 – 80 000 
3 – 1 000 
2 – 300 
0.03 – 1000 
2 – 100 
2 –  300 
10 – 300 
100 – 80 000 
20 – 80 000 
30 – 300 
5 – 10000 

50 – 100000 
50 – 100000 
1 – 10000 
1 – 30000 
0,5 – 2000 
0,5– 30000 
20 – 3000 

5 – 1 000 

2 – 100 
50 – 1000 
10 – 1 000 
1 – 1 000 
1 – 100 


0,5 – 300 
10 – 3 000 
0,5– 1 000 
0,5 – 10000 
0,5 – 3 000 
0,5– 80 000 
1 – 8 000 
10 – 80 000 
0,5– 1000 
1 –  300 
0.01 – 1000 
0,5 – 100 
1 – 300 

2 – 80 000 
10 – 80 000 

5 – 10 000 


Примечание: 1 ppm = 1´10-4%

В Лаборатории выполняется также ПКЭСА минералов (породообразующих и рудных) и горных пород из микронавесок от 1 мг. Условия и детали таких анализов должны предварительно согласовываться Заказчиком с руководством Лаборатории.


Основные физико-химические методы анализа

К основным физико-химическим методам, используемым в ЦЛ, относятся: атомно-эмиссионная спектрометрия и масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой (ИСП АЭС и ИСП МС), а также атомно-абсорбционная спектрометрия (ААС). Объектами анализа являются пробы воды (питьевой, природной, сточной), а также порошкообразные образцы горных пород, руд, почв, донных отложений. Такие образцы перед проведением анализа требуют переведения их в раствор.

        Основные способы разложения проб и переведения в раствор

Применяются следующие приемы растворения: 

  1. Способ разложения проб сплавлением основан на полном растворении пробы в плавне (флюсе) - метаборате лития - и переведении образующейся смеси твёрдых комплексных оксидов в раствор азотной кислотой и предназначен для различных видов горных пород и почв. Следует отметить, что обработка пробы сплавлением с метаборатом лития обеспечивает полноту определения элементов, особенно редкоземельных, присутствующих в устойчивых фазах, и в этом главное отличие сплавления от кислотных разложений. Для сплавления используются муфельные печи и платиновые или графитовые тигли; применяется также автоматизированная установка Classe Fluxer-Bis фирмы Labortechnik GmbH (Германия) с золото-платиновыми тиглями.
  2. Способ «полного» разложения проб смесью концентрированных кислот и окислителей основан на реакциях взаимодействия компонентов пробы с кислотами с образованием солей, растворимых в разбавленной азотной кислоте. Кислотное разложение проводят в посуде из политетрафторэтилена на электроплитах с автоматической регулировкой температуры, либо с использованием микроволновых печей ETHOS PLUS фирмы Milestone S.r.I., которые обеспечивают практически полный перевод пробы в раствор. Навески пробы варьируют от 0.05 до 1 г.
  3. Способ разложения проб «царской водкой» основан на тех же принципах, что и способ 2, однако, в данном случае возможно лишь частичное переведение в раствор большинства компонентов. Силикатная часть при этом не разлагается, что приводит к занижению значений для породообразующих элементов. Процедуру проводят в посуде из термостойкого стекла.

Для разложения проб и приготовления растворов используют кислоты квалификации «ос.ч.» с дополнительной очисткой – перегонкой на установке BSB-939-IR фирмы Laborprodukte GmbH., Германия,  и деионизованная вода высшей очистки (станция очистки воды фирмы Labconco, США).Количественный эмиссионный спектральный анализ (КЭСА).

Атомно-эмиссионная спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой

АЭС ИСП-спектрометр «OPTIMA-8300» фирмы «Perkin-Elmer» (2017г) с улучшенными техническими характеристиками обеспечивает высокую точность измерений и надёжность полученных результатов, улучшенные пределы определения и расширенный динамический диапазон. 


Атомно-эмиссионный спектрометр с индуктивно-связанной плазмой Optima 8300

В ЦЛ используется методика, разработанная и аттестованная в ЦЛ ВСЕГЕИ: МП ВСЕГЕИ № 11/2010 «Определение макро- и микроэлементов в пробах горных пород, почв, руд, донных отложений методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой», III категории точности.


Нижние пределы определения, достигаемые на приборе «OPTIMA-8300»:

№ п/п

Элемент

Диапазон, % масс

№ п/п

Элемент

Диапазон, % масс

Минимум

Максимум

Минимум

Максимум

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

Al

Ag

Ba

Be

Bi

Са

Cd

Co

Cr

Cu

Fe

Ga

Ge

K

Li

Mg

0.01

0.0001

0.0003

0.00005

0.0002

0.01

0.00005

0.00005

0.0001

0.0001

0.01

0.0001

0.0001

0.01

0.0001

0.001

30

0.1

1

1

1

50

0.1

1

1

1

80

0.1

0.1

10

1

50

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

Mn

Mo

Na

Ni

P

Pb

Sb

Sc

Si

Sn

Sr

Ti

V

Zn

0.001

0.00005

0.01

0.0001

0.001

0.0001

0.0002

0.00002

0.01

0.0004

0.00001

0.001

0.0001

0.0001

10

1

10

1

2

1

1

0.1

80

1

1

10

1

1

Примечание:  1% = 1000г/т 


Яндекс.Метрика