ГОСТ 25702.8-83*
Группа А39
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
КОНЦЕНТРАТЫ РЕДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ
Методы определения пятиокиси ниобия
Raremetallic concentrates. Methods for the determination of niobium pentoxide
ОКСТУ 1760
Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 5 апреля 1983 г. N 1613 срок введения установлен с 01.07.84
Постановлением Госстандарта СССР от 29.09.88 N 3361 срок действия продлен до 01.07.99
________________
Ограничение срока действия снято по протоколу N 7-95 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС N 11, 1995 год). - .
* Переиздание (май 1994 г.) с Изменением N 1, утвержденным в сентябре 1988 г. (ИУС 1-89)
Настоящий стандарт распространяется на редкометаллические концентраты и устанавливает методы определения пятиокиси ниобия:
дифференциальный спектрофотометрический и нейтронно-активационный с использованием быстрых нейтронов с энергией 14-15 МэВ (при массовой доле от 25 до 65%) в ниобиевом (пирохлоровом) концентрате;
фотометрический (ускоренный вариант) (при массовой доле от 25 до 55%) в ниобиевом (пирохлоровом) концентрате;
фотометрический и нейтронно-активационный с использованием быстрых нейтронов с энергией 14-15 МэВ (при массовой доле от 5 до 9%) в лопаритовом концентрате.
При разногласиях в оценке качества ниобиевого (пирохлорового) и лопаритового концентратов по показателю содержания пятиокиси ниобия определение проводят фотометрическими методами.
1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
1.1 Общие требования к методам анализа и требования безопасности - по ГОСТ 25702.0-83.
2. МЕТОД ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО ФОТОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЯТИОКИСИ НИОБИЯ В НИОБИЕВОМ (ПИРОХЛОРОВОМ) КОНЦЕНТРАТЕ
Метод основан на реакции образования окрашенного в оранжево-красный цвет комплексного соединения ниобия с 4-(2-пиридилазо)-резорцином (ПАР) в тартратно-солянокислой среде и фотометрировании окраски раствора дифференциальным способом с использованием раствора сравнения, содержащего 1,0 мг пятиокиси ниобия в фотометрируемом растворе.
Мешающее влияние сопутствующих элементов устраняют введением трилона Б.
2.1. Аппаратура, реактивы и растворы
Весы аналитические.
Весы технические.
Плитка электрическая.
Электропечь муфельная с терморегулятором, обеспечивающая температуру 750-800°С.
Тигли кварцевые вместимостью 50 см.
Воронки стеклянные.
Капельница вместимостью 25 см.
Колбы мерные вместимостью 100, 200, 250, 500 и 1000 см.
Пипетки вместимостью 5 и 10 см без делений.
Пипетки вместимостью 5 и 10 см с делениями.
Микробюретка вместимостью 10 см с ценой деления 0,02 см.
Стаканы стеклянные лабораторные вместимостью 100 и 250 см.
Стекло кварцевое часовое.
Цилиндры мерные вместимостью 25, 50 и 100 см.
Фильтры бумажные обеззоленные "синяя лента".
Кислота серная по ГОСТ 4204-77.
Кислота соляная по ГОСТ 3118-77 и разбавленная 1:1.
Аммиак водный по ГОСТ 3760-79.
Аммоний виннокислый средний по НТД, растворы с массовой концентрацией 50 и 200 г/дм.
Натрий пиросернокислый по НТД, раствор с массовой концентрацией 20 г/дм; готовят из реактива, избыток серной кислоты из которого предварительно удален расплавлением в муфельной печи при температуре 750-800°С.
Соль динатриевая этилендиамин-N, N, N', N'-тетрауксусной кислоты, 2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652-73, раствор с массовой концентрацией 10 г/дм.
4-(2-пиридилазо)-резорцин динатриевая соль, 1-водная (ПАР), водный раствор с массовой концентрацией 1 г/дм; готовят следующим образом: навеску препарата массой 0,1 г тщательно растирают стеклянной палочкой в стакане с 1-2 см воды, разбавляют до 50 см водой, раствор переводят в мерную колбу вместимостью 100 см, объем доводят до метки водой и перемешивают. Раствор пригоден для применения в течение одного месяца.
Спектрофотометр типа СФ-26 или СФ-16.
Ниобия пятиокись марки ос.ч.
Раствор пятиокиси ниобия готовят следующим образом: навеску пятиокиси ниобия массой 0,1 г помещают в кварцевый тигель и прокаливают содержимое тигля в муфельной печи при температуре 700-750°С в течение 5 мин, охлаждают, добавляют 10 г пиросернокислого натрия, 1 см серной кислоты; тигель покрывают кварцевым часовым стеклом, помещают в муфельную печь и сплавляют содержимое тигля при температуре 750-800°С до получения прозрачного плава. Плав переводят в стакан вместимостью 250 см с помощью 125 см горячего раствора виннокислого аммония с массовой концентрацией 200 г/дм с добавлением примерно 50 см воды и растворяют при нагревании. Раствор охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 500 см, добавляют 1-2 см раствора аммиака, доводят объем раствора до метки водой и перемешивают.
1 см раствора содержит 0,2 мг пятиокиси ниобия.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
2.2. Проведение анализа
2.2.1. Навеску пробы массой 0,1 г помещают в кварцевый тигель, добавляют 5 г пиросернокислого натрия, 10-20 капель серной кислоты, тигель покрывают кварцевым часовым стеклом, помещают в муфельную печь и сплавляют содержимое тигля при температуре 750-800°С до получения прозрачного плава, охлаждают, добавляют 10-20 капель серной кислоты и снова сплавляют навеску до получения прозрачного плава. Сплавление с добавлением серной кислоты повторяют еще раз.
Плав переводят в стакан вместимостью 250 см с помощью 65 см горячего раствора виннокислого аммония с массовой концентрацией 200 г/дм с добавлением примерно 50 см воды и растворяют при нагревании и помешивании. Раствор охлаждают и переводят в мерную колбу вместимостью 250 см, добавляют 10-15 капель аммиака, доводят объем раствора до метки водой и перемешивают. Раствор фильтруют в сухой стакан, отбрасывая первые порции фильтрата.
При содержании пятиокиси ниобия от 25 до 40% в мерную колбу вместимостью 100 см отбирают пипеткой аликвотную часть раствора пробы, равную 10 см, при содержании пятиокиси ниобия от 40 до 55% отбирают аликвотную часть, равную 7 см, и при содержании пятиокиси ниобия свыше 55% отбирают аликвотную часть, равную 5 см. Добавляют до 20 см раствора виннокислого аммония с массовой концентрацией 50 г/дм (до общего содержания 1 г), при аликвотных частях 7 и 5 см, добавляют соответственно 3 и 5 см раствора пиросернокислого натрия с массовой концентрацией 20 г/дм (до общего содержания 200 мг), 2 см раствора трилона Б, 17 см раствора соляной кислоты, разбавленной 1:1, 20 см раствора ПАР, объем доводят до метки и перемешивают. После прибавления каждого реактива содержимое колбы перемешивают. Спустя 2 ч (растворы устойчивы в течение 24 ч) измеряют оптическую плотность растворов на спектрофотометре при длине волны 540 нм в кювете с толщиной поглощающего свет слоя 10 мм по отношению к раствору сравнения, содержащему 1,0 мг пятиокиси ниобия, приготовленному по п.2.2.2.
Массу пятиокиси ниобия находят, пользуясь градуировочным фактором или по градуировочному графику.
2.2.2. Для вычисления градуировочного фактора или построения градуировочного графика в пять мерных колб вместимостью по 100 см вводят микробюреткой раствор пятиокиси ниобия, раствор виннокислого аммония с массовой концентрацией 50 г/дм (до общего содержания 1 г) и раствор пиросернокислого натрия с массовой концентрацией 20 г/дм (до общего содержания 0,2 г) в количествах, указанных в табл.1.
Таблица 1
Наименование раствора | Номер колбы | ||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
Стандартный раствор, см | 5,0 | 6,0 | 6,5 | 7,0 | 3,0 |
Виннокислый аммоний, см | 15,0 | 14,0 | 13,5 | 13,0 | 12,0 |
Пиросернокислый натрий, см | 5,0 | 4,0 | 3,5 | 3,0 | 2,0 |
В каждую колбу приливают по 2 см раствора трилона Б, по 17 см раствора соляной кислоты, разбавленной 1:1, по 20 см раствора ПАР, разбавляют объем раствора до метки водой и перемешивают.
После прибавления каждого реактива содержимое колбы перемешивают. Спустя 2 ч измеряют оптическую плотность каждого из растворов, начиная со второго, по отношению к первому раствору (раствору сравнения), как указано в п.2.2.1. Градуировочный фактор вычисляют, как указано в ГОСТ 25702.0-83, или строят градуировочный график зависимости оптической плотности от концентрации.
2.2.3. При фотометрировании раствора пробы допускается применять нейтральный светофильтр вместо раствора сравнения. В этом случае эквивалентное значение массы пятиокиси ниобия находят по ГОСТ 25702.0-83.
2.2.1-2.2.3. (Измененная редакция, Изм. N 1).
2.3. Обработка результатов
2.3.1. Массовую долю пятиокиси ниобия () в пересчете на сухое вещество в процентах вычисляют по формуле
,
где - объем анализируемого раствора, см;
- масса пятиокиси ниобия в растворе сравнения, мг;
- оптическая плотность анализируемого раствора по отношению к раствору сравнения;
- градуировочный фактор;
- коэффициент пересчета по ГОСТ 25702.0-83, п.1.5;
- масса навески пробы, г;
- объем аликвотной части раствора, взятый для определения, см;
1000 - коэффициент пересчета граммов на миллиграммы.
2.3.2. При использовании нейтрального светофильтра массовую долю пятиокиси ниобия () в пересчете на сухое вещество в процентах вычисляют по формуле
,
где - эквивалентное значение массы пятиокиси ниобия, мг.
2.3.3. Расхождения между результатами двух параллельных определений не должны превышать величин, указанных в табл.2.
Таблица 2
Массовая доля пятиокиси ниобия, % | Допускаемое расхождение, % |
25,0 | 1,0 |
40,0 | 1,2 |
55,0 | 1,3 |
65,0 | 1,4 |
2.3.1-2.3.3. (Измененная редакция, Изм. N 1).
3. МЕТОД ФОТОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЯТИОКИСИ НИОБИЯ В НИОБИЕВОМ (ПИРОХЛОРОВОМ) КОНЦЕНТРАТЕ (УСКОРЕННЫЙ ВАРИАНТ)
Метод основан на реакции образования окрашенного в оранжево-красный цвет комплексного соединения ниобия с 4-(2-пиридилазо)-резорцином (ПАР) в тартратно-солянокислой среде и фотометрировании окраски раствора. Пятиокись ниобия определяют из одной навески с пятиокисью фосфора в остатке, полученном после извлечения фосфора в азотнокислую вытяжку.
Влияние сопутствующих элементов устраняют введением трилона Б.
3.1. Аппаратура, реактивы и растворы
Аппаратура, реактивы и растворы, указанные в п.2.1, и дополнительно:
фотоэлектроколориметр типа ФЭК-60;
пипетка без делений вместимостью 50 см;
склянка из темного стекла с притертой пробкой;
кислота азотная по ГОСТ 4461-77 и разбавленная 1:5;
аммоний виннокислый средний по ГОСТ 4951-79, раствор с массовой концентрацией 100 г/дм;
ниобия пятиокись марки ос.ч.;
растворы пятиокиси ниобия;
раствор пятиокиси ниобия, основной (раствор А); готовят следующим образом: навеску пятиокиси ниобия массой 0,1 г помещают в кварцевый тигель и прокаливают содержимое тигля в муфельной печи при температуре 700-750°С в течение 5 мин, охлаждают, добавляют 4 г пиросернокислого натрия, 1 см серной кислоты, тигель покрывают кварцевым часовым стеклом, помещают в муфельную печь и сплавляют содержимое тигля при температуре 750-800°С до получения прозрачного плава. Плав переводят в стакан вместимостью 100 см с помощью 50 см горячего раствора виннокислого аммония с массовой концентрацией 100 г/дм с добавлением примерно 20 см воды и растворяют при нагревании. Раствор охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 100 см, добавляют 1 см аммиака, доводят объем раствора до метки водой и перемешивают.
1 см раствора А содержит 1,0 мг пятиокиси ниобия;
раствор пятиокиси ниобия, рабочий (раствор Б); готовят следующим образом: отбирают пипеткой аликвотную часть раствора А, равную 10 см, в мерную колбу вместимостью 100 см. Доводят объем раствора до метки раствором виннокислого аммония с массовой концентрацией 50 г/дм и перемешивают.
1 см раствора Б содержит 0,1 мг пятиокиси ниобия.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
3.2. Проведение анализа
3.2.1. Навеску пробы массой 0,1 г помещают в стакан вместимостью 100 см, приливают 30 см раствора азотной кислоты, разбавленной 1:5, накрывают стакан часовым стеклом и кипятят а течение 15 мин при помешивании раствора. После охлаждения раствор фильтруют в мерную колбу вместимостью 250 см, остаток промывают на фильтре горячей водой, объем в колбе доводят до метки водой и перемешивают. Полученный раствор сохраняют для определения пятиокиси фосфора по ГОСТ 25702.15-83.
Остаток после обработки азотной кислотой вместе с фильтром помещают в кварцевый тигель, высушивают, озоляют и прокаливают при 500°С в течение 10-15 мин. К прокаленному осадку добавляют 5 г пиросернокислого натрия, несколько капель серной кислоты, тигель покрывают кварцевым часовым стеклом, помещают в муфельную печь и сплавляют содержимое тигля при 750-800°С до получения прозрачного плава. Тигель охлаждают, добавляют 0,5-1 см серной кислоты и снова сплавляют навеску до получения прозрачного плава. Обработку серной кислотой и сплавление повторяют еще раз.
Плав переводят в стакан вместимостью 250 см с помощью 65 см горячего раствора виннокислого аммония с массовой концентрацией 200 г/дм с добавлением примерно 50 см воды и растворяют при нагревании и помешивании. Раствор охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 250 см, добавляют 10-15 капель аммиака, доводят объем раствора до метки водой и перемешивают. Раствор фильтруют в сухой стакан, отбрасывая первые порции фильтрата.
Для определения ниобия отбирают аликвотную часть прозрачного раствора пробы, равную 1-5 см (в зависимости от содержания пятиокиси ниобия), в мерную колбу вместимостью 100 см, приливают от 4 до 0* см раствора пиросернокислого натрия с массовой концентрацией 20 г/дм в зависимости от взятой аликвотной части анализируемого раствора пробы (до общего содержания 0,1 г), от 15 до 19 см раствора виннокислого аммония с массовой концентрацией 50 г/дм (до общего содержания 1 г), 2 см раствора трилона Б, 17 см раствора соляной кислоты, разбавленной 1:1, 20 см раствора ПАР, объем доводят до метки водой и перемешивают. После прибавления каждого реактива содержимое колбы перемешивают. Спустя 90 мин измеряют оптическую плотность раствора (раствор устойчив в течение 24 ч) на фотоэлектроколориметре, используя светофильтр с максимумом светопропускания при длине волны ~540 нм и кювету с толщиной поглощающего свет слоя 5 мм по отношению к раствору контрольного опыта, проведенного через все стадии анализа, отбирая аликвотную часть раствора контрольного опыта соответственно пробам.
________________
* Текст документа соответствует оригиналу. - .
Массу пятиокиси ниобия находят по градуировочному графику.
3.2.2. Для построения градуировочного графика в шесть мерных колб вместимостью по 100 см вводят микробюреткой рабочий раствор пятиокиси ниобия (раствор Б) и раствор виннокислого аммония с массовой концентрацией 50 г/дм (до общего содержания 1 г) в количествах, указанных в табл.3.
Таблица 3
Наименование раствора | Номер колбы | |||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
Рабочий раствор Б, см | 0 | 1,5 | 2,0 | 3,0 | 4,0 | 5,0 |
Виннокислый аммоний, см | 20 | 18,5 | 18 | 17 | 16 | 15 |
В каждую колбу приливают по 5 см раствора пиросернокислого натрия с массовой концентрацией 20 г/дм, по 1 см раствора трилона Б, по 17 см раствора соляной кислоты, разбавленной 1:1, по 20 см раствора ПАР, разбавляют объем раствора до метки водой и перемешивают. После прибавления каждого реактива содержимое колбы перемешивают. Спустя 90 мин измеряют оптическую плотность растворов, как указано в п.3.2.1 по отношению к одновременно приготовленному "нулевому" раствору, содержащему все реактивы, за исключением рабочего раствора пятиокиси ниобия.
По найденным значениям оптической плотности соответствующим им массам пятиокиси ниобия строят градуировочный график.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
3.3. Обработка результатов
3.3.1. Массовую долю пятиокиси ниобия () в пересчете на сухое вещество в процентах вычисляют по формуле
,
где - масса пятиокиси ниобия, найденная по градуировочному графику, мг;
- объем анализируемого раствора, см;
- коэффициент пересчета по ГОСТ 25702.0-83, п.1.5;
- масса навески пробы, г;
- объем аликвотной части раствора, взятый для определения, см;
1000 - коэффициент пересчета граммов на миллиграммы.
3.3.2. Расхождения между результатами двух параллельных определений не должны превышать величин, указанных в табл.4.
Таблица 4
Массовая доля пятиокиси ниобия, % | Допускаемое расхождение, % |
25,0 | 2,5 |
40,0 | 3,0 |
55,0 | 3,3 |
3.3.1; 3.3.2. (Измененная редакция, Изм. N 1).
4. МЕТОД ФОТОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЯТИОКИСИ НИОБИЯ В ЛОПАРИТОВОМ КОНЦЕНТРАТЕ
Метод основан на реакции образования окрашенного в оранжево-красный цвет комплексного соединения ниобия с 4-(2-пиридилазо)-резорцином (ПАР) в тартратно-солянокислой среде и фотометрировании окраски раствора. Влияние сопутствующих элементов устраняют введением трилона Б.
4.1. Аппаратура, реактивы и растворы
Аппаратура, реактивы и растворы, указанные в п.2.1, и дополнительно:
фотоэлектроколориметр типа ФЭК-56;
чашки платиновые вместимостью 100 см;
кислота серная по ГОСТ 4204-77, разбавленная 1:1;
кислота фтористоводородная (плавиковая кислота) по ГОСТ 10484-78;
Аммоний виннокислый средний по НТД, раствор с массовой концентрацией 100 г/дм;
ниобия пятиокись марки ос.ч.;
растворы пятиокиси ниобия;
раствор пятиокиси ниобия, основной (раствор А); готовят, как указано в п.3.1.
1 см раствора содержит 1,0 мг пятиокиси ниобия;
раствор пятиокиси ниобия, рабочий (раствор Б); готовят, как указано в п.3.1.
1 см раствора содержит 0,1 мг пятиокиси ниобия.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
4.2. Проведение анализа
4.2.1. Навеску пробы массой 0,1 г помещают в платиновую чашку, смачивают 1 см воды, приливают 6-7 см фтористоводородной кислоты и нагревают содержимое чашки (на слабо нагретой части плитки) в течение 10-15 мин. Приливают 5-6 см раствора серной кислоты, разбавленной 1:1 и содержимое чашки упаривают до появления густых паров серной кислоты. Чашку охлаждают, приливают 2-3 см той же серной кислоты, после чего содержимое чашки упаривают на горячей плитке досуха. К остатку прибавляют 2 г пиросернокислого натрия и 0,5-1,0 см серной кислоты. Чашку помещают в муфельную печь и сплавляют при температуре 750-800°С до получения прозрачного плава и удаления паров серной кислоты. Плав охлаждают.
Плав переводят в стакан вместимостью 100 см с помощью 50 см горячего раствора виннокислого аммония с массовой концентрацией 100 г/дм с добавлением примерно 10-20 см воды и растворяют при нагревании и помешивании. Раствор охлаждают и переводят в мерную колбу вместимостью 100 см, объем доводят до метки водой (раствор может быть использован для определения тантала по ГОСТ 25702.13-83).
Отбирают аликвотную часть раствора пробы, равную 5 см, в мерную колбу вместимостью 50 см добавляют 3 см раствора виннокислого аммония с массовой концентрацией 50 г/дм, 10 см воды, 5 см раствора трилона Б, 8,5 см раствора соляной кислоты, разбавленной 1:1, 10 см раствора ПАР. После прибавления каждого реактива содержимое колбы перемешивают. Объем раствора доводят водой до метки, перемешивают и спустя 90 мин (раствор устойчив в течение 24 ч) измеряют оптическую плотность раствора на фотоэлектроколориметре, используя светофильтр с максимумом светопропускания при 540 нм и кювету с толщиной поглощающего свет слоя 5 мм по отношению к раствору контрольного опыта, (отбирают аликвотную часть раствора контрольного опыта соответственно пробам), проведенному через все стадии анализа.
Массу пятиокиси ниобия находят по градуировочному графику.
4.2.2. Для построения градуировочного графика в пять мерных колб вместимостью по 50 см вводят микробюреткой рабочий раствор пятиокиси ниобия (раствор Б) и раствор виннокислого аммония с массовой концентрацией 50 г/дм в количествах, указанных в табл.5.
Таблица 5
Наименование раствора | Номер колбы | ||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
Рабочий раствор Б, см | 0 | 2,0 | 3,0 | 4,0 | 4,5 |
Виннокислый аммоний, см | 8,0 | 6,0 | 5,0 | 4,0 | 3,5 |
В каждую колбу приливают по 5 см раствора пиросернокислого натрия с массовой концентрацией 20 г/дм, по 2 см раствора трилона Б, по 8,5 см раствора соляной кислоты, разбавленной 1:1, по 10 см раствора ПАР, разбавляют объем раствора до метки водой и перемешивают.
После прибавления каждого реактива содержимое колбы перемешивают. Спустя 90 мин измеряют оптическую плотность раствора, как указано в п.4.2.1, по отношению к одновременно приготовленному "нулевому" раствору, содержащему все реактивы, за исключением рабочего раствора пятиокиси ниобия.
По найденным значениям оптической плотности и соответствующим им массам пятиокиси ниобия строят градуировочный график.
4.2.1; 4.2.2. (Измененная редакция, Изм. N 1).
4.3. Обработка результатов
4.3.1. Массовую долю пятиокиси ниобия () в пересчете на сухое вещество в процентах вычисляют по формуле
,
где - масса пятиокиси ниобия, найденная по градуировочному графику, мг;
- объем анализируемого раствора, см;
- коэффициент пересчета по ГОСТ 25702.0-83, п.1.5;
- масса навески пробы, г;
- объем аликвотной части раствора, взятый для определения, см;
1000 - коэффициент пересчета граммов на миллиграммы.
4.3.2. Расхождения между результатами двух параллельных определений не должны превышать величин, указанных в табл.6.
Таблица 6
Массовая доля пятиокиси ниобия, % | Допускаемое расхождение, % |
5,0 | 0,5 |
7,0 | 0,7 |
9,0 | 0,9 |
4.3.1; 4.3.2. (Измененная редакция, Изм. N 1).
5 НЕЙТРОННО-АКТИВАЦИОННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЯТИОКИСИ НИОБИЯ В ЛОПАРИТОВОМ И НИОБИЕВОМ (ПИРОХЛОРОВОМ) КОНЦЕНТРАТАХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НЕЙТРОНОВ С ЭНЕРГИЕЙ 14-15 МэВ
Метод основан на одновременном облучении анализируемых проб и образцов сравнения потоком нейтронов с энергией 14-15 МэВ на нейтронном генераторе и последующем измерении на полупроводниковом гамма-спектрометре активности аналитического радиоизотопа 
, образующегося по реакции из стабильного изотопа .
Изотоп 
имеет период полураспада 10,13 дня и энергию аналитической гамма-линии 934 кэВ.
В процессе анализа определяют массовую долю ниобия, а окончательный результат анализа пересчитывают на массовую долю пятиокиси ниобия.
Метод предназначен для определения массовой доли пятиокиси ниобия в интервале от 5 до 9% в лопаритовом концентрате и от 25 до 65% в ниобиевом (пирохлоровом) концентрате.
5.1. Аппаратура, материалы и реактивы
Весы аналитические.
Нейтронный генератор НГ-150 с максимальным потоком нейтронов с энергией 14-15 МэВ не менее (1-2)·10 нейтр/с.
Устройство для одновременного облучения навесок анализируемых концентратов и образцов сравнения (см. чертеж), состоящее из муфты 5 с подшипником 4. Во внутреннюю обойму подшипника впрессована втулка 3, в которую вставляется кассета 1. В ячейки 12 кассеты располагают навески анализируемых концентратов и образцов сравнения 10, уплотняют пробками 2 и фиксируют крышкой 11. Устройство устанавливают на мишенной камере 6 с мишенью 7 нейтронного генератора. Втулка со вставленной в нее кассетой приводится во вращение электродвигателем 9 через привод 8. При вращении все ячейки двигаются по одинаковым траекториям относительно плоскости мишени (биение дна кассеты относительно плоскости мишени не должно быть более 0,05 мм). Скорость вращения кассеты - не менее 100 об/мин. Расстояние от центра мишени до центров образцов не должно превышать 30 мм. Диаметр ячеек - 10 мм. Количество ячеек - 8.
Вращающее устройство
1 - кассета; 2 - пробки; 3 - втулки; 4 - подшипник; 5 - муфта; 6 - мишенная камера; 7 - мишень; 8 - привод; 9 - электродвигатель; 10 - пробы и образцы сравнения; 11 - крышка; 12 - ячейки
Кассету, пробку и крышку изготовляют из оргстекла. Внутренние поверхности ячеек и внешние поверхности пробок должны быть полированы. Шероховатость поверхности 0,63 по ГОСТ 2.309-73. Остальные элементы устройства изготовляют из дюралюминия.
Измерительные кюветы из оргстекла в виде цилиндрического стакана с внутренним диаметром 20 мм и высотой 20 мм, с пробками соответствующих размеров также из оргстекла. Внутренние поверхности кювет и внешние поверхности пробок должны быть полированы (шероховатость поверхности 0,63). Толщины дна кювет не должны превышать 1 мм. Толщины дна кювет не должны отличаться более чем на 0,1 мм.
Полупроводниковый гамма-спектрометр, состоящий из германий-литиевого детектора вертикального исполнения с чувствительным объемом 40-60 см и энергетическим разрешением не хуже 3,5 кэВ по гамма-линии 1332 кэВ изотопа , многоканального амплитудного анализатора с числом каналов не менее 1024 и комплекта спектрометрической аппаратуры типа "Лангур" или аналогичной.
Бюксы вместимостью 50 см.
Набор образцовых спектрометрических гамма-излучателей ОСГИ по ГОСТ 11263-80.
Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300-87.
Ниобия пятиокись марки ос.ч, используемая в качестве образца сравнения.
Контейнер свинцовый с толщиной стенок не менее 50 мм типа КЛ-4,5.
Бокс настольный на одно рабочее место типа 9БП1-ОС или аналогичный.
Радиометр "Тисс" или аналогичный.
5.2. Подготовка к анализу
5.2.1. Подготовка нейтронного генератора
Нейтронный генератор выводят на рабочий режим. С помощью монитора нейтронов определяют поток нейтронов и, если величина потока менее 5·10 нейтр/с, мишень заменяют на новую.
На мишенную камеру устанавливают блок облучения и двигатель с приводом.
5.2.2. Подготовка гамма-спектрометра
С помощью стандартных гамма-излучателей ОСГИ устанавливают режим гамма-спектрометра таким, чтобы максимум фотопика гамма-линии с энергией 1274 кэВ изотопа находился примерно в 1000 каналах, тогда максимум фотопика аналитической гамма-линии изотопа 
должен находиться в 725-745 каналах.
5.3. Приготовление концентратов и образцов сравнения
Кассету, ячейки, пробку и измерительные кюветы промывают спиртом и высушивают. Измерительные кюветы маркируют.
От пяти образцов различных анализируемых материалов отбирают по одной навеске массой по 0,8 г и помещают их в пять ячеек кассеты. От образца сравнения (пятиокись ниобия) отбирают три навески массой по 0,8-1,0 г и помещают их в оставшиеся три ячейки. Ячейки с образцами сравнения должны быть между ячейками с навесками анализируемых проб.
Навески анализируемых проб и образца сравнения в ячейках уплотняют до одинаковой высоты (разница высот в ячейках не должна превышать 0,1 мм), ячейки закрывают пробками и фиксируют крышкой. Собранную кассету устанавливают во втулку блока облучения, втулку соединяют приводом с электродвигателем и приводят ее во вращение.
5.4. Проведение анализа
5.4.1. Проведение облучения
Нейтронный генератор выводят на рабочий режим и проводят облучение кассеты, причем время облучения выбирают таким, чтобы интегральный поток нейтронов за это время (обычно около 30-60 мин) составил не менее (1-2)·10 нейтронов. Спустя 10 мин после окончания облучения кассету вынимают из блока облучения и помещают в бокс.
5.4.2. Проведение измерения
Через 20 мин после окончания облучения кассету вскрывают в боксе, каждую навеску из ячеек пересыпают в отдельные бюксы, тщательно перемешивают и пересыпают в отдельные кюветы. Одну кювету с навеской образца сравнения располагают в положение измерения и определяют точное положение фотопика аналитической гамма-линии изотопа 
. Эту кювету вынимают и через 60 мин после окончания облучения в положение измерения располагают одну из кювет с навеской анализируемой пробы и начинают измерение ее наведенной активности. Время одного измерения составляет 1000 с. При измерении анализатор работает в режиме, учитывающем "мертвое время". Одновременно с пуском анализатора запускается секундомер, который в дальнейшем используют для задания пауз между началами измерений.
После окончания измерения активности первой навески анализируемой пробы приступают к определению активности аналитического изотопа 
, которая пропорциональна площади фотопика аналитической гамма-линии с энергией 934 кэВ. С этой целью определяют площадь измеренного гамма-спектра, ограниченного точками перегиба огибающей фотопика. Эта площадь представляет сумму чистой площади фотопика и фона. Фон определяют измерением площади участка гамма-спектра слева от левой точки перегиба и справа от правой точки перегиба в числе каналов, равном половине числа каналов, используемых при определении площади фотопика. Обе площади фона суммируют.
Общее время измерения активности и определения площади фотопика не должно превышать 18-19 мин. После окончания первого измерения анализатор приводят в исходное положение, кювету с первой навеской анализируемой пробы заменяют на кювету со второй навеской и выполняют такие же операции, что и с первой навеской. Интервал между началами предыдущего и последующего измерений должен быть точно 20 мин. Последовательность измерений: 1-я, 2-я навески анализируемой пробы, 1-я навеска образца сравнения, 3-я, 4-я навески анализируемой пробы, 2-я навеска образца сравнения, 5-я навеска анализируемой пробы, 3-я навеска образца сравнения. Общее время всего цикла измерений составляет 160 мин.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
5.5. Обработка результатов
5.5.1. Массовую долю пятиокиси ниобия в пробе () в процентах вычисляют по формуле
,
где ; измеренные активности аналитического изотопа в навесках анализируемого концентрата и образца сравнения, численно равные площади участка гамма-спектра между каналами, в которых расположены точки перегиба огибающей фотопика аналитической гамма-линии в соответствующих гамма-спектрах в -м и -м измерениях, имп;
; - величина фона под фотопиком аналитической гамма-линии в гамма-спектрах навесок анализируемой пробы и образца сравнения соответственно, имп;
; - порядковый номер измерения навески анализируемой пробы, образца сравнения;
, - масса навески анализируемой пробы образца сравнения, г;
- массовая доля пятиокиси ниобия в образце сравнения, %;
- коэффициент пересчета активности аналитического изотопа, измеренного в -м или -м измерении к моменту начала первого измерения.
Значения коэффициента для , от 1 до 8 указаны в табл.7.
Таблица 7
Номер измерения | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
1,0000 | 1,0010 | 1,0019 | 1,0029 | 1,0033 | 1,0048 | 1,0057 | 1,0067 |
Параллельным определением считается результат, полученный для данной навески пробы с использованием активности одной из навесок образца сравнения.
5.5.2. Разность между наибольшим и наименьшим из трех результатов параллельных определений не должна превышать допускаемых расхождений, указанных в табл.8.
Таблица 8
Анализируемый концентрат | Массовая доля пятиокиси ниобия, % | Допускаемое расхождение, % |
Лопаритовый | 5,00 | 0,60 |
7,00 | 0,65 | |
9,00 | 0,70 | |
Ниобиевый (пирохлоровый) | 25,0 | 1,0 |
45,0 | 1,4 | |
55,0 | 1,6 | |
65,0 | 1,8 |
5.5.1; 5.5.2. (Измененная редакция, Изм. N 1).
Электронный текст документа
и сверен по:
Концентраты редкометаллические.
Методы анализа: Сб. ГОСТов.
ГОСТ 25702.0-83 - ГОСТ 25702.18-83. -
М.: Издательство стандартов, 1994