CC BY
44
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №11/2015 ISSN 2410-6070
УДК: 543:423:575.2 (04)
А.Нурсеитова, Рыскул кызы Гульзат, Б.Б. Саякбаева
Институт физико-технических проблем и материаловедения им. акад.Ж.Жеенбаева Национальной
Академии Наук Кыргызской Республики, Бишкек, Кыргызстан.
e-mail: las.if-2011@mail.ru Nurseitova A., Ryskul kyzy Gulzat, Sayakbaeva B.B.
Institute of Physical and Technical Problems and Materials Science named acad. J.Jeenbaeva NAS KR.
Bishkek, Kyrgyzstan
О ВОЗМОЖНОСТИ ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ ЭМИССИОННОГО СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ СОДЕРЖАНИЯ ЗОЛОТА В ПОТОКЕ ПЛАЗМЫ
ДВУХСТРУЙНЫХ ПЛАЗМАТРОНОВ
Аннотация
В настоящей работе исследованы возможности повышения точности анализа при определении содержания золота методами атомно-эмиссионной спектрометрии в потоке плазмы двухструйного плазматрона с системой регистрации эмиссионных спектров на базе фотоэлектронной кассеты. Достигнутая предельная чувствительность в аналоговом режиме работы составила порядка 0.2-0.3 г/т.
Ключевые слова
Спектральный анализ, атомно-эмиссионная спектрометрия, двухструйный плазматрон ДГП-50М, низкотемпературная плазма, многоканальная оптическая регистрирующая система, концентрационная
чувствительность, аналоговый режим измерений.
POSSIBILITIES OF EMISSION SPECTRAL ANALYSIS ACCURACY INCREASE DURING THE
DETERMINATION OF THE GOLD CONTENT IN THE PLASMA FLOW OF THE TWO-JET
PLASMATRON.
Possibilities of analysis accuracy increase during the determination of the gold content by atomic emission spectrometry methods in the plasma flow of the two-jet plasmatron using emission spectra system of registration on the basis of photoelectron cassette are investigated in the present work,. The achieved limiting sensitivity was about 0.2-0.3 g/t in the analog mode of operation.
Key words
Spectral analysis, atomic emission spectrometry, two-jet plasmatron DGP-50M, low-temperature plasma, multichannel optical recording system, concentration's sensitivity, analog mode of operation
Введение.
В последние годы актуальность исследования золотых запасов приобретает все большее значение, что во многом связано с коммерческой привлекательностью золота, вследствие растущих цен на мировых рынках. В современных условиях рынка, наряду с разработкой подтвержденных крупных золоторудных запасников, весьма важна проблема получения достоверной информации о содержании золота в неисследованных или слабо исследованных на сегодняшний день месторождениях с целью выработки рекомендаций в отношении их перспективности и дальнейшего освоения. Также немало вопросов предстоит решить и в отношении содержания золота, остающегося в хвостах золоторудных месторождений.
Разработка золоторудных месторождений требует от ученых в области спектрального анализа применения надежных методов исследования и обоснованных конструктивных решений, направленных на
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №11/2015 ISSN 2410-6070
более эффективный поиск золотоносных пород, корректную оценку имеющихся запасов, обеспечение необходимого контроля в технологических процессах. Для выполнения этих задач требуется проведение большого количества анализа золотосодержащих проб доступными, высокочувствительными и, в то же время, не трудоемкими (не дорогостоящими) методами. Одним из методов, отвечающим этим требованиям является атомно-эмиссионный спектральный анализ.
Как известно, спектральный метод определения элементного состава заключается в испарении анализируемой пробы в смеси с угольным порошком в плазме дуги двухструйного плазматрона ДГП-50М и в измерении интенсивности излучения спектральных линий [1]. Количественный спектральный анализ является относительным методом, т.к. содержание элементов примеси в анализируемой пробе определяется сравнением с содержанием в пробах с известными концентрациями. Поэтому точность измерений благородных металлов будет тем выше, чем точнее приготовлен образец сравнения (или стандартный эталон), поскольку сравниваются излучение анализируемой пробы со спектром образца сравнения. В этой связи в настоящей работе вопросы подготовки образцов сравнения и их методологические особенности рассматривается более подробно.
Рабочие образцы сравнения.
Наиболее удобным в практике спектрального анализа является использование промышленных стандартных образцов с точно известным содержанием исследуемого элемента. Однако в большинстве случаев для построения градуировочной (характеристической) кривой требуется несколько стандартных образцов одного определяемого элемента с различным, но относительно близким по содержанию составу. В этой связи в эмиссионном спектральном анализе для построения градуировочной кривой можно использовать следующую методику [2].
Для приготовления 3 г рабочего образца сравнения №1 взвешивают на аналитических весах 0.9 г исходного образца сравнения и 2.1 г графитового порошка и тщательно смешивают с помощью магнитного смесителя. Получают 3 г образца сравнения №1 с известным содержанием определяемых элементов. Чтобы получить 6 г рабочего образца сравнения №2 взвешивают на аналитических весах 1.8 г образца сравнения №1 и 4.2 г графитового порошка и тщательно смешивают с помощью магнитного смесителя. Получают 6 г образца сравнения №2, с известным (согласно содержания образца №1) содержанием определяемых элементов. Далее, таким же, последовательным разбавлением три раза графитовым порошком получают всю шкалу образцов сравнения.
Исходная формула для расчетов следующая [3]
PxCi a=— (1)
где а - вес (объем) требуемой пробы, P - общий вес (объем) головного стандарта, C1 - концентрация элементов приготовленного пробы, C- концентрация элементов в головной пробе.
Экспериментальная часть.
Измерения содержания золота в пробах проводились при силе тока 1=50-55А. Расход плазмообразующего газа составлял G=2.5 л/мин, транспортирующего газа - 1 л/мин. В качестве рабочего газа использовался аргон. Угол между головками плазматрона ДГП-50М составлял 65°. Излучение от приосевых участков разряда через однолинзовую систему освещения фокусировалось на всю высоту щели (Н=15 мм) спектрографа шириной 12 мкм. Автоматизированная регистрация спектров проводилась на базе спектрографа ДФС-13-2 (600 штр./мм) с фотоэлектронной кассетой фирмы «МОРС» с 9 ПЗС без мертвых зон в режиме «Усреднение». Экспозиция фотоэлектронной кассеты Т=500 мс, количество регистрируемых кадров - 140. Подавалась порошкообразная проба весом 1.025 г; время подачи составляло 75-80 с. Для определения малых содержаний золота использовался стандартный образец ГСО 1121 -77 с паспортным содержанием золота 0.00205%. На практике анализируемую смесь вводили в плазменную струю плазматрона вдуванием. Элементом сравнения служит фон рядом с аналитической линией. Использование двухструйного плазматрона, позволяет более полно испарять труднолетучие, трудновозбудимые элементы из частичек
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №11/2015 ISSN 2410-6070
анализируемой пробы, что существенно уменьшает влияние состава пробы на результаты анализа. Характерный участок исследуемого спектра представлен на рис. 1.
Рисунок 1 - Участок спектра с линией Au 267.595. Концентрация эталона - 1.2 г/т.
Для каждой аналитической линии с помощью рабочих образцов сравнения были построены градуировочные графики в координатах ^ (1л/1ф) от С, где 1л и 1ф -интенсивности аналитической линии определяемого элемента и фона; С - содержание определяемого элемента в процентном соотношении (%). Каждый график был построен с помощью не менее, чем трех образцов сравнения. Содержание золота в пробах были найдены непосредственно по градуировочному графику. Стандартная погрешность измерений данной методики составляет в пределах от 10 до 20%.
На Рис.2 представлена градуировочная кривая построенная по трем эталонам. Наклон градуировок близок к 45 градусам, что является оптимальным, согласно теории атомно-эмиссионного спектрального анализа[4].
ggj МЯ»ЗКУМгЮЖ) ■ ЦХ1)=..ЬЦС 'J Jld
\ЖМ- 1 й _I « [§1_ В ~~|а ... дУа ^ »• ««щвф и
Рисунок 2 - Градуировочная кривая. Отмечены точки с содержанием золота 0.2, 0.3, 1.3 г/т.
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА»
№11/2015
ISSN 2410-6070
Заключение.
Обработка сигнала классическим аналоговым режимом позволила достичь предельной концентрационной чувствительности содержания золота на уровне 0.2-0.3 г/т в созданном спектрометре при использовании навески в 1 грамм без химической пробоподготовки. Следует отметить, что полученный ранее аналогичным спектральным методом результат измерения содержания золота на спектрометрической установке, включающей двухструйный плазматрон ДГП-50, спектрограф ДФС-13 с фотографической регистрацией спектров составил величину 1.32 г/т [5] при аналогичной навеске пробы. Список использованной литературы:
1. Жеенбаев Ж.Ж. Двухструйный плазматрон [Текст] / Ж.Ж.Жеенбаев, В.С.Энгельшт - Ф.: Илим, 1983. - 201 с.
2. Чылымов А. Исследование потока плазмы двухструйного плазматрона [Текст] / А.Чылымов, Ж.Ж.Жеенбаев - Ф.: Илим, Препринт, 1985. - 36 стр.
3. Зильберштейн Х.И. Спектральный анализ чистых веществ / Х.И.Зильберштейн - Л.: Химия, 1971. - 415 с.
4. Райхбаум Я.Д. Физические основы спектрального анализа [Текст] / Я.Д.Райхбаум - М.: Наука, 1980. - 159 с.
5. Урманбетов К. Спектральные методы определения золота в рудах [Текст] / К.Урманбетов, Ж.Жеенбаев, О.Абдылдаев, А.Медетов, А.Ажигулов // Известия НАН КР. - 1996. - №4. - С. 17-19.
© Нурсеитова А., Рыскул кызы Гульзат, Саякбаева Б.Б., 2015
УДК 519.8
С.Я.Пак
младший научный сотрудник ФГБУН Институт автоматики и процессов управления Дальневосточное отделение Российской академии наук, г. Владивосток, Россия
МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ НИЖНИХ ТРОФИЧЕСКИХ СЛОЕВ В ВОДНЫХ ЭКОСИСТЕМАХ
Аннотация
Рассматриваются некоторые методы преобразования базовых моделей функционирования фитопланктона в соответствии с целевыми задачами исследования.
Ключевые слова
Математическая модель, фитопланктон, питательный ресурс, трофическая структура, продуктивность,
дистанционное зондирование, регрессионная функция.
Нижним уровнем трофической структуры водной экосистемы является фитопланктон. Растительные организмы являются носителями хлорофилла, от которого зависит показатель продуктивности водного объекта в целом. Поэтому оценка актуального состояния фитопланктонного сообщества и прогнозирование его развития является неотъемлемой частью оценки экологической обстановки морского региона и объемов доступной кормовой базы для промысловых видов рыб, млекопитающих и море культур.
Традиционно исследовательским аппаратом в решении этих задач, помимо экспериментального кластера, является математическое моделирование. К настоящему моменту обозначено и опробовано весьма внушительное количество математических моделей, связанных с функционированием нижних трофических слоев и их взаимодействием с последующими уровнями водной экосистемы [3, 7-10]. Едва ли представляется возможным выделить абсолютные преимущества тех или иных методологических подходов в решении задач адекватного отражения жизненного цикла фитопланктона и максимального охвата особенностей его репродуктивного механизма. Поэтому, на наш взгляд, выбор модели зависит, в первую очередь, от целевой
