SU828031A1

SU828031A1 - Спектральный способ фотоэлектрическогоОпРЕдЕлЕНи элЕМЕНТОВ-пРиМЕСЕй Вугл Х

Info

Publication number: SU828031A1
Application number: SU792738685A
Authority: SU
Inventors: Нелли Владимировна Лактионова; Анатолий Петрович Егоров
Original assignee: Институт Горючих Ископаемых Министерстваугольной Промышленности Cccp
Priority date: 1979-03-16
Filing date: 1979-03-16
Publication date: 1981-05-07

Description

Изобретение относится к опособам определения элементов-примесей в ископаемых углях и углеграфитовых материалах и может быть использовано в угольной промышленности, энергетике, черной и цветной металлургии.

Известен способ спектрального анализа, при котором за меру концентрации определяемого элемента принимается интегральная интенсивность его аналитической линии за время полного испарения элемента [1].

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является -способ определения элементов-примесей -в ископаемых углях путем эмиссионного спектрального анализа смеси аналитической пробы угля на основе угольного порошка и стабилизирующей добавки. Полное сжигание пробы производят в течение 120 с [2].

Недостатком известного способа является ограниченная функциональная возможность способа, невысокая точность и экспрессность анализа, обусловленная изменением условий испарения в канале электрода и условий возбуждения в плазме дуги в процессе испарения в течение 120 с.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей спосо- 30 ба, повышение экспрессное™ и точности определения элементов.

Поставленная цель достигается тем, что в известном спектральном способе оп5 ределения элементов-примесей в углях путем сжигания смеси аналитической пробы угля с буферным веществом на основе у-гольного порошка и стабилизирующей добавки, процесс сжигания смеси ведут в 10 присутствии внутреннего стандарта в течение 30±5 с, а в качестве -стабилизирующей добавки используют хлористый натрий, причем соотношение аналитической пробы к буферному веществу составляет 15 I : 9—12 вес. ч.

Гомогенизированная, растертая до пудры, проба угля, разбавленная в отношении 1 : 9 буферным веществом, содержащим 4 ч. угольного порошка -и 1 ч. хлористого 20 натрия и 1 % окиси меди (внутренний стандарт), полностью плотно заполняет канал стаканчика угольного электрода (марки ОСЧ-7-4, тип IV) и помещается в штатив держателя электродов квантометра МФС-4. 25 Расстояние 1,5 мм между электродами устанавливается точно по шаблону. В качестве источника возбуждения спектров используют генератор с электронным управлением УГЭ-4 в режиме дуги переменного тока с фазой поджига 90°. С помощью

225 65

3,47 ~ 1,04 ~⁶³

82803ί самописца потенциометра записывают изменение аналитического сигнала -определяемого элемента за время полного испарения (фиг. 1). На полученной кривой определяют время формирования сигнала (0—Л), время, при котором -наблюдается увеличение сигнала (R—t₂), и область установления сигнала (/₂—1₃). Полученные результаты сопоставляются с осциллограммами тока и напряжения.

Сравнение кривых изменения интенсивности линий кремния, алюминия, железа, кальция, мапния и титана в углах с различным содержанием указанных элементов показало, что в интервале горения дуги R—t₂, равном 20—25 с, отношение аналитического сигнала к содержанию определяемого элемента в пробе постоянно (фиг. 2) с точностью 10% = 1₂/С₂).

В момент времени /₂ фиксируют уровень сигнала на канале внутреннего стандарта. За меру искомой концентрации принимают относительную величину выходного сигнала определяемого элемента и внутреннего стандарта, проинтегрированных за промежуток времени от времени окончания -поджига (Л— 10 с) до времени t₂ (~20 с), необходимого для достижения заданного уровня на канале внутреннего стандарта.

Градуировочные графики строят на двойной логарифмической бумаге в координатах » —С.

Воспроизводимость метода характеризуют величиной коэффициента вариации, величина которой зависит от концентрации и в среднем составляет 3—6%.

Пример. При определении кремния, железа, алюминия и кальция в пробах углей Донецкого, Кузнецкого, Подмосковного угольных бассейнов GGCP, а также углей ЧССР, ОША, Канады и Японии, использованных Международной организацией -по стандартизации (ИСО) для межлабораторного международного анализа, на квантом-етре М-ФС-4 с генератором УГЭ-4 установлено время формирования сигнала (обжиг) —10 с, время, отсчитываемое с момента окончания обжига (—20 с), при котором отношение аналитического сигнала к содержанию элемента в пробе -постоянно (фиг. 2). На фиг. 2 приведен график зависимостей изменения интенсивности линии кремния 251,6 нм от врем-ени горения проб углей ЧССР, Канады и США, из. которых получены указанные отношения:

-¹¹³.

4,51 -2,79 —2,17 ~

Для алюминия при содержаниях в пробах углей 3,47 и 1,04 % отношение сигнала к соответствующей концентрации равно ₅ соответственно для железа

125 65

2~Д ~ j ,2 ~ ⁵² для кальция

256 66

5,0 1 J6 ~⁵³·

Градуировочные графики, построенные по синтетическим эталонам, приготовленным на основе угольного порошка марки ОСЧ-7-4, в который вводилось дозированное количество окислов определяемых элементов, и 20 результатам химического ш атомно-абсорбционного анализов проб указанных выше ископаемых углей, показывают высокую сходимость результатов (фиг. 3).

²⁵ В таблице прн-веден интервал определяемых концентраций и величины средней относительной ошибки (V %).

Элемент	Аналитическая линия, нм	Интервал рпределяемых концентраций, %	Средняя относительная ошибка, \’%
			------------------------.
Si	251,6	0,06-10,00	5,0
Al	257,5	\| 0,04-5,00	4,0
Fe	259,9	i 0,06-10,00	6,0
Са	351,8	j 0,06-10,00	5,0

Применение предлагаемого способа спектрального фотоэлектрического определения элементов-примесей в углях с использованием внутреннего стандарта и буферного вещества позволит увеличить про40 изводительность определения кремния, алю45 миния, железа и кальция в ископаемых углях и продуктах -их переработки в 3—4 раза, а точность определения указанных элементов с 10—15 до 4—6%.

Claims

самописца потенциометра записывают изменение анал.итнческого сигнала определ емого элемента за врем полного испаренц (фиг. 1). На ползченной кривой определ ют врем формировани силшала (), врем , при котором (Наблюдаетс увеличение сигнала (/,-/а), и область установлени сигнала ()- Полученные результаты сопоставл ютс с осциллограммами тока и наир жеви . Сравнение кривых изменени и.нтонсивноети линий кремн.и , алюмини , железа, кальци , мапни и титана в углах е различным содержанием .указа-нных элементов показало, что в интервале О-рени дуги 1-tz, равном 20-25 с, отнршоиле алалитнческого сигнала к содержанию определ емого элемента в тфобе носто нио (фиг. 2) с точиостью 10% (/i/C, - /г/С,). В момент времени /2 фцкспруют уро веиь сигнала на канале внутреннего стандарта . За меру искомой концентрации ирииммают относительнзю величину выходного сигнала определ емого элемента и внутреннего стандарта, проинтегрированных за промежуток времепл от времени окончани ноджита (/,10 с) до времени t (20 с), необходимого дл достижени заданного уровн на канале внутреннего стандарта. Градуировочные графики стро т па двойной логарифмической бумаге в координатах /л//ел -С. Воспроизводимость метода характеризуют вел.ичикай коэффициента вариации, величин которой зависит от концентрации и в среднем составл ет 3-6%. Пример. При определении кремни , железа, алюмини и кальци в пробах углей Донецкого, Кузнецкого, Подмосковного угольных бассейнов GOCP, а также углей ЧОСР, США, Каиады и Яионии, иснользованных Международной организацией по етандартизацдаи (ИОО) дл межлабораторного международного анализа, на кваитометре 1Л1ФС-4 с генератором УГЭ-4 установлено врем формировани сигнала (обжиг) -10 с, врем , отсчитываемое с момента окончани обжига (-20 с), ири котором отношение аналитического сигнала к содержанию элемента в пробе посто нно (фнг. 2). На фиг. 2 приведен график зависимостей изменени интенсивности линии кремни 251,6 нм от времени горени проб углей ЧССР, Канады и США, из. которых получеиы указанные отношени : 4,51 -2,79 -2,17 Дл алюмини при содержани х в пробах углей 3,47 и 1;04% отношение сигнала к соответствующей концентрации равно 3,47 1,04 оответствецно дл железа л кальци радуировочиые графики, построенные по интетическим эталонам, приготовленным а основе з гольногоиорошка марки ОСЧ-7-4, который вводилось дозированное количетво окислов определ емых элементов, и езультатам химического и атомпо-абсорбионного анализов ироб указаппых выше ископаемых углей, показывают высокую сходимость результатов (фиг. 3). В таблице приведен иитервал опреде емых концентраций и величииы средней тносительной ошибки (V %). Применение иредлагаемого способа оггектральпого фотоэлектрического оиределени элементов-примесей в угл х с использоватгием внутреннего стандарта и буферного вещества позволит увеличить ироизводительноеть определени кремни , алюмини , железа и кальци в ископаемых угл х и продуктах их переработки в 3-4 раза , а точность определени указанных элемаитов с 10-15 до 4-6%. Формула изобретени I. Спектральный споеоб фотоэлектрического оиределени элементов-примесей в угл х путем сжигани смеси аналитической пробы угл с буферным веществом на основе угольного порошка и стабилизирующей добавки, от л и ч а ю ПП1 и с тем. что, с целью расширени фуикциоиальны.х возможностей способа, повышени точности и экспрессности анализа, процесс сжигани смеси ведут в ирисутствии внутрениего стандарта в течение 30±5 с, г z качестве стабилизирующей добавки используют хлористый натрий.
2. Способ по п. 1, отличающийс тем, что отношение аналитической пробы к буферному веществу составл ет 1:9 - 12 вес. ч.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе:

1. Зайдель А. А. Основы спектрального анализа. М., «Наука, 1965, с. 159-160.

2. Авторское св1идетельство СССР 5 № 665255, кл. G 01 N 21/02,1979 (прототип).

й Sti й

.1 -...L.

Ь 10 30 о fO 50

ЧССРКанада

.514.5П-Si 2,79%

г/г/

L 25-/.6НМ

сек

i20

10 30 СШ

SL2J7% Раг.г

0,01

O.i

U2.5