RU2772103C1 - Способ определения массовых долей основных и примесных элементов в солевых фторидных системах методом рентгенофлуоресцентного анализа - Google Patents

Способ определения массовых долей основных и примесных элементов в солевых фторидных системах методом рентгенофлуоресцентного анализа Download PDF

Info

Publication number
RU2772103C1
RU2772103C1 RU2021122502A RU2021122502A RU2772103C1 RU 2772103 C1 RU2772103 C1 RU 2772103C1 RU 2021122502 A RU2021122502 A RU 2021122502A RU 2021122502 A RU2021122502 A RU 2021122502A RU 2772103 C1 RU2772103 C1 RU 2772103C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
determining
ray fluorescence
mass fractions
basic
impurity elements
Prior art date
Application number
RU2021122502A
Other languages
English (en)
Inventor
Александр Валерьевич Абрамов
Илья Борисович Половов
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"
Application granted granted Critical
Publication of RU2772103C1 publication Critical patent/RU2772103C1/ru

Links

Abstract

Изобретение относится к аналитическому контролю химического состава материала из смеси фторидов лития и бериллия. Раскрыт способ определения массовых долей основных и примесных элементов в материалах, содержащих фторид лития и бериллия, методом рентгенофлуоресцентной спектрометрии, включающий в себя отбор и подготовку проб на основе FLiBe, синтез образцов сравнения, построение градуировочных графиков для контролируемых элементов, определение содержаний контролируемых элементов. Изобретение обеспечивает экспрессность метода и повышение достоверности результатов измерений. 5 табл., 1 пр.

Description

Изобретение относится к аналитическому контролю химического состава материала из смеси фторидов лития и бериллия.
Способ определения массовых долей основных и примесных элементов в материалах, содержащих фторид лития и бериллия методом рентгенофлуоресцентной спектрометрии, включает отбор и подготовку пробы. Также способ включает синтез образцов сравнения, получение градуировочных графиков для контролируемых элементов, определение содержаний контролируемых элементов. Пробоподготовка реализуется путем измельчения проб с последующим их запрессовыванием в изложницу из борной кислоты. Перед прессованием пробу измельчают до размера частиц не более 40 мкм, а прессование осуществляется с помощью специальной пресс-формы, позволяющей спрессовать заготовку для пробы в форме чаши из борной кислоты. В данную изложницу загружается фиксированное количество порошка пробы и запрессовывается. Техническим результатом изобретения является получение возможности одновременного многоэлементного определения макро- и микрокомпонентов, повышение достоверности результатов измерений массовых содержаний контролируемых элементов в материалах из смеси фторидов лития и бериллия с использованием спектрального метода аналитического контроля - РСФА.
Анализ уровня техники в данной области свидетельствует о том, что наиболее близким аналогом, совпадающим с заявляемым изобретением по наибольшему количеству существенных признаков, является Способ определения массовой доли основного компонента в солях хлорида натрия и хлорида калия [Собин Егор Павлович, Собина Алена Вячеславовна, Табатчикова Татьяна Николаевна. Патент на изобретение № RU 2686468 С 1]. Способ включает операции подготовки пробы (отбор и разложение), стандартных образцов, настройки параметров возбуждения плазмы, построения градуировочных графиков, измерения массовых долей контролируемых элементов.
Основными недостатками и отличиями этого способа являются: необходимость перевода проб в жидкую фазу; малый перечень определяемых аналитов, иной матричный состав объекта анализа (хлоридные соли вместо фторидных). Данные факторы приводят к удорожанию и усложнению всей методики анализа солей на основе смеси фторидов лития и бериллия.
Задачей настоящего изобретения является создание эффективного, экспрессного и точного способа определения макрокомпонентов и микропримесей в солях на основе смеси фторидов лития и бериллия.
Указанная задача решается тем, что анализ солей проводится в твердом виде без введения связующих веществ с применением образцов сравнения, синтезированных из индивидуальных веществ.
Сущность предлагаемого способа заключается в том, что из индивидуальных веществ синтезируется набор образцов сравнения, с помощью которых осуществляется построение градуировочных графиков для контролируемых элементов. Далее с использованием полученных зависимостей производится определение содержаний контролируемых элементов. Пробоподготовка реализуется путем измельчения проб с последующим их запрессовыванием в изложницу из борной кислоты. Перед прессованием пробу измельчают до размера частиц не более 40 мкм, а прессование осуществляется с помощью специальной пресс-формы, позволяющей спрессовать заготовку для пробы в форме чаши из борной кислоты. В данную изложницу загружается фиксированное количество порошка пробы и запрессовывается.
Техническим результатом изобретения является получение возможности экспрессного одновременного многоэлементного определения макро- и микрокомпонентов, повышение достоверности результатов измерений массовых содержаний контролируемых элементов в материалах из смеси фторидов лития и бериллия с использованием спектрального метода аналитического контроля - РСФА.
Пример
Методика предназначена для определения содержания кальция, кадмия, хлора, хрома, меди, фтора, железа, калия, магния, молибдена, натрия, никеля, кислорода, серы, кремния, титана и циркония в образцах солей на основе 2LiF-BeF2 рентгенофлуоресцентным методом с волновой дисперсией.
Методика определения Са, Cd, Cl, Cr, Cu, F, Fe, K, Mg, Mo, Na, Ni, O, S, Si, Ti, Zr, в солях на основе 2LiF-BeF2 заключается в изготовлении прессованных таблеток и измерении интенсивности вторичного рентгеновского спектра исследуемого образца. Первичное излучение рентгеновской трубки возбуждает в анализируемом образце характеристическое рентгеновское излучение. Энергия излучения является качественной характеристикой химического элемента. Интенсивность излучения пропорциональна количеству элемента в образце. Содержание устанавливают методом внешнего стандарта. Образцы сравнения синтезируются путем смешивания и гомогенизации индивидуальных веществ, содержащих аналиты. Определяемые компоненты вводят в образцы сравнения в виде соответствующих оксидов, сульфатов, фторидов или хлоридов. Данные соединения перед каждым приготовлением образцов должны быть доведены до постоянной массы просушиванием в сушильном шкафу при 80-105°С и прокаливанием в муфельной печи при 800-900°С. Относительная погрешность измерения температуры при прокаливании и просушивании не должна превышать 10%.
После термической обработки соединений их необходимо, просеять через сито с ячейками 40 мкм, для дальнейшей работы используется мелкая фракция с размером частиц менее 40 мкм. Компоненты вводятся в градуировочные смеси с низким содержанием макрокомпонентов в виде смесей. Группы элементов и способ приготовления концентрированных смесей №1 и №2 отображены в таблицах 1, 2.
Figure 00000001
Figure 00000002
Смеси готовят следующим образом: отбираются требуемые навески индивидуальных веществ и разбавителя. Полученная смесь в цилиндрических пластиковых пробирках объемом 50 см3 с винтовой крышкой гомогенизируется на ротационном перемешивателе в течение 5 ч, скорость вращения 30 об/мин с периодическим вибрационным встряхиванием проб. После этого смеси гомогенизируется в шаровой планетарной мельнице с использованием гарнитуры из карбида вольфрама, режим гомогенизации/доизмельчения - 250 об/мин в течение 5 мин.
Тетрафторобериллат лития может быть приобретен или синтезирован. Синтез Li2BeF4 может быть произведен путем его осаждения из растворов при смешивании карбоната или гидроксида лития, фтороводородной кислоты и металлического бериллия или сплавлением фторида лития и фторида бериллия.
Для построения градуировочной зависимости необходимо приготовить 5 образцов сравнения. Смеси, из которых изготавливаются данные образцы, представляют собой совокупность веществ - носителей аналитов. Рецептура приготовления градуировочных смесей приведена в таблице 3. Содержание каждого элемента в образцах сравнения представлено в таблице 4.
Figure 00000003
Figure 00000004
Приготовленные градуировочные смеси (образцов сравнения) гомогенизируют на ратоционной перемешивателе 5 часов при скорости вращения 30 об/мин. Затем доизмельчают и гомогенизируют на шаровой мельнице с использованием гарнитуры из карбида вольфрама по следующему режиму: скорость вращения мельницы - 250 об/мин, продолжительность гомогенизации - 5 мин. Полученный однородный мелкодисперсный порошок запрессовывают в таблетки с помощью гидравлического пресса. Предварительно прессуют подложку из борной кислоты массой 7 г по следующему режиму: нагрузка - 3 т, время - 3 с. Далее навеску смеси массой 2,5 г засыпают в изготовленную подложку и прессуют. Режим прессования смеси: нагрузка - 20 т, время - 20 с. Диаметр таблетки 40 мм.
Подготовка к выполнению измерений включает прогрев и проверку режимов работы рентгеновского волнодисперсионного спектрометра ARL ADVANT'X 4200. Подготовку программы анализа осуществляют согласно инструкции к ARL ADVANT'X 4200. Включение, подготовку прибора к анализу и выключение производят согласно руководству по эксплуатации для ВДРФ спектрометра ARL ADVANT'X 4200.
Задание аналитических условий, установку условий измерения, ввод стандартных значений, анализ образца, запуск анализа, просмотр результатов производят согласно руководству по эксплуатации для ВДРФ спектрометра ARL ADVANT'X 4200. Полученные условия возбуждения и регистрации спектров определяемых элементов, обработки сигнала сведены в таблице 5.
Figure 00000005
Для обработки сохраненных данных измерение образца должно проводиться в режиме количественного анализа. Количественные данные включают параметры анализа, интенсивность измерения и результат количественного анализа.
Поиск, выбор, просмотр данных, повторную обработку данных, редактирование количественного расчета для перерасчета производят согласно руководству по эксплуатации для ВДРФ спектрометра ARL ADVANT'X 4200.
Результаты измерений оформляют в виде протоколов или отчетов, содержащих информацию о методике выполнения измерения и данные, необходимые для идентификации каждой пробы. За результат измерения содержания в пробе принимают среднее арифметическое значение трех результатов параллельных определений, расхождение между которыми не должно превышать предела повторяемости.
Технический результат заключается в том, что экспрессность методики составляет 7,5 минут для определения содержания 17 аналитов. При этом доля брака при прессовании проб для анализа сведена к нулю.

Claims (1)

  1. Способ определения массовых долей основных и примесных элементов в материалах, содержащих фторид лития и бериллия, методом рентгенофлуоресцентной спектрометрии, включающий в себя отбор и подготовку проб на основе FLiBe, синтез образцов сравнения, построение градуировочных графиков для контролируемых элементов, определение содержаний контролируемых элементов.
RU2021122502A 2021-07-28 Способ определения массовых долей основных и примесных элементов в солевых фторидных системах методом рентгенофлуоресцентного анализа RU2772103C1 (ru)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2772103C1 true RU2772103C1 (ru) 2022-05-16

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2819786C1 (ru) * 2023-05-11 2024-05-24 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения Российской академии наук (ИВТЭ УрО РАН) Способ определения концентрации кислородосодержащих примесей в расплаве LiF-BeF2 и боксированная установка для его осуществления

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2686468C1 (ru) * 2018-01-10 2019-04-26 Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии Способ определения массовой доли основного компонента в солях хлорида натрия и хлорида калия
EP3338283B1 (en) * 2015-08-23 2020-10-07 Copenhagen Atomics ApS Method for operating a molten salt nuclear reactor

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3338283B1 (en) * 2015-08-23 2020-10-07 Copenhagen Atomics ApS Method for operating a molten salt nuclear reactor
RU2686468C1 (ru) * 2018-01-10 2019-04-26 Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии Способ определения массовой доли основного компонента в солях хлорида натрия и хлорида калия

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DOUGLAS T.B. et al. Measured Enthalpy and Derived Thermodynamic Properties of Solid and Liquid Lithium Tetrafluoroberyllate, Li2BeF4, from 273 to 900 K // JOURNAL OF RESEARCH of the Notional Bureau of Standards-A. Physics and Chemistry, 1969, V.73A, pp.479-485. NAGASAKA T. et al. Progress in Flibe Corrosion Study toward Material Research Loop and Advanced Liquid Breeder Blanket // 22nd IAEA Fusion Energy Conference, 2008, pp.1-8. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2819786C1 (ru) * 2023-05-11 2024-05-24 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения Российской академии наук (ИВТЭ УрО РАН) Способ определения концентрации кислородосодержащих примесей в расплаве LiF-BeF2 и боксированная установка для его осуществления

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102539207B (zh) 用于测定硬质合金成分的标准样品的制备方法和测定方法
CN101526488A (zh) 一种x射线荧光光谱分析铁矿石成分的方法
Schramm Use of X-ray fluorescence analysis for the determination of rare earth elements
CN105738394A (zh) 一种铷矿石中主次成分的x射线荧光光谱分析方法
CN105651799A (zh) 一种x荧光检测石英砂中杂质含量的方法
Xue et al. Quantitative verification of 1: 100 diluted fused glass beads for X-ray fluorescence analysis of geological specimens
RU2772103C1 (ru) Способ определения массовых долей основных и примесных элементов в солевых фторидных системах методом рентгенофлуоресцентного анализа
CN113758954A (zh) 分析装置以及分析方法
CN105717151B (zh) 重整催化剂中铂、钐元素的测定方法
US7184517B2 (en) Analytical method for determination of crystallographic phases of a sample
JP7400558B2 (ja) 鉱石試料の分析方法
CN108508050A (zh) X射线荧光光谱法测定钢渣中镧、铈和钡含量的方法
CN1800811B (zh) 用于x射线荧光光谱分析的熔剂
Tian et al. Determination of tungsten in tantalum–tungsten alloy by X-ray fluorescence spectrometry using fusion, thin layer, and pressed powder pellet techniques
CN110243850B (zh) 全谱精修测定β-磷酸三钙中羟基磷灰石含量的方法
CN110261418B (zh) 精确测定羟基磷灰石中β-磷酸三钙的含量的方法
Bos et al. Non-destructive analysis of small irregularly shaped homogenous samples by X-ray fluorescence spectrometry
RU2449261C1 (ru) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАССОВЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ОСНОВНЫХ И ПРИМЕСНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В МАТЕРИАЛАХ И ИЗДЕЛИЯХ ИЗ ТИТАНАТА ДИСПРОЗИЯ (Dy2O3·TiO2) ГАФНАТА ДИСПРОЗИЯ (nDy2O3·mHfO2) И ИХ СМЕСЕЙ
CN106062541B (zh) 测定含钾电解质固体样品的组成和冰晶石比例的方法
WO2015112059A1 (ru) Способ определения компонентного состава и криолитового отношения твердых проб калийсодержащего электролита алюминиевого производства методом рфа
Mashima XRF analyses of major and trace elements in silicate rocks calibrated with synthetic standard samples
Badlaa et al. Optimization of X-ray fluorescence calibration through the introduction of synthetic standards for the determination of mineral sands oxides
JP2000310586A (ja) 製鋼用副原料の定量分析方法
JPH09257673A (ja) 酸化バナジウムセラミックスの分析方法
JPH0545272A (ja) 蛍光x線による酸化アンチモン中の不純物の分析方法