Практика использования различных способов подготовки проб для рентгенофлуоресцентного определения макроэлементов в геологических породах, почвах и осадках

Для определения макроэлементов в горных породах, почвах и осадках рентгенофлуоресцентным методом использовано три способа пробоподготовки: прессование порошковых проб, сплавление в золото-платиновых тиглях с получением стеклянных дисков, сплавление на графитовых подложках с последующим растиранием плава и прессованием таблетки. Для сплавления в золото-платиновых тиглях использовали готовый флюс Lithium Borate Flux (Chemphys, Китай), содержащий 67 % Li₂B₄O₇, 33 % LiBO₂ и легирующую добавку LiBr. На графитовых подложках пробы сплавляли с порошками тетрабората и метабората лития в соотношении 2:1, высушенными при 600 °C. Оценены случайные погрешности анализа — ошибки пробоподготовки и измерения интенсивности. Показано, что во всех случаях суммарные погрешности не превышают допустимого уровня при проведении массового анализа III категории точности. Для получения градуировочных зависимостей использовали стандартные образцы горных пород, почв, осадков. Приведены метрологические характеристики методик рентгенофлуоресцентного анализа с использованием каждого из трех способов пробоподготовки. Сопоставлены остаточные стандартные отклонения градуировочных зависимостей. Правильность результатов определения макроэлементов проверена путем анализа трех стандартных образцов. Отмечены достоинства и недостатки каждого способа пробоподготовки. Использование самого простого, дешевого и экспрессного способа прессования таблетки из исходного материала возможно только в том случае, если содержание элементов в анализируемых пробах не выходит за пределы диапазона определяемых содержаний данной методики. Способ сплавления в золото-платиновых тиглях требует предварительной информации о химическом составе анализируемой пробы. Способ сплавления на графитовых подложках является более универсальным и не имеет никаких ограничений по составу сплавляемого образца. Показано, что систематические погрешности методики для прессованных таблеток превосходят погрешности методик с использованием второго и третьего способов.

1. Ревенко А. Г., Пашкова Г. В. Рентгенофлуоресцентный анализ и перспективы развития / Журн. аналит. химии. 2023. Т. 78. № 11. С. 980 – 1001. DOI: 10.31857/S0044450223110130

2. Смагунова А. Н., Ондар У. В., Никитина В. Г., Козлов В. А. Изучение зависимости интенсивности фона в РФА от размера частиц излучателя / Журн. аналит. химии. 2001. Т. 56. № 9. С. 943 – 947.

3. Смагунова А. Н., Потапова Л. А., Ондар У. В. и др. Влияние условий подготовки проб к рентгенофлуоресцентному анализу на эффект МАН / Журн. аналит. химии. 2008. Т. 63. № 8. С. 795 – 801.

4. Смагунова А. Н., Широколобова И. С., Козлов В. А. и др. Разработка стандартного образца предприятия состава цементной сырьевой смеси / Стандартные образцы. 2014. № 3. С. 92 – 99.

5. Ревенко А. Г. Подготовка проб природных материалов для рентгенофлуоресцентного анализа с дисперсией по энергии / Заводская лаборатория. 1994. Т. 60. № 11. С. 16 – 29.

6. Кузьмина Т. Г., Туранская Н. В. Методика рентгеноспектрального флуоресцентного анализа в применении к донным осадкам / Океанология. 1978. ¹ 6. С. 1110 – 1114.

7. Amosova A. A., Chubarov V. M., Finkelshtein A. L. Features of X-ray fluorescence determination of rock-forming elements in powder samples of peat sediments / X-Ray Spectrom. 2022. Vol. 51. N 2. P. 129 – 135. DOI: 10.1002/xrs.3267

8. Чубаров В. М., Амосова А. А., Финкельштейн А. Л. Рентгенофлуоресцентное определение рудных элементов железомарганцевых образований / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2019. Т. 85. № 12. С. 5 – 13. DOI: 10.26896/1028-6861-2019-85-12-5-13

9. Козлов А. С., Чижов П. С., Филичкина В. А., Филиппов М. Н. Определение минерального состава медных руд рентгеновскими методами. Заводская лаборатория. Диагностика мататериалов. 2021. Т. 87. № 10. С. 5 – 11. DOI: 10.26896/1028-6861-2021-87-10-5-11

10. Афонин В. П., Гуничева Е. Р., Пискунова Л. Ф. Рентгенофлуоресцентный силикатный анализ. — Новосибирск: Наука, 1984. — 227 с.

11. Волков А. И., Осипов К. Б., Жданов П. А. и др. Рентгенофлуоресцентный анализ ванадиевого шлама после борного сплавления / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2016. Т. 82. № 1. С. 8 – 16.

12. Борходоев В. Я., Пеньевский С. Д., Соцкая О. Т. Подготовка легированных стеклянных литий-боратных дисков для рентгенофлуоресцентного анализа горных пород на плавильной установке VULCAN 4 / Аналитика и контроль. 2013. Т. 17. ¹ 2. С. 141 – 147.

13. Johnson D. M., Hooper P. R., Conrey A. M. XRFAnalysis of rocks and minerals for major and trace elements on a single low dilution lithium tetraborate fusion / Adv. X-Ray Anal. 1997. Vol. 41. P. 843 – 867.

14. Sieber J., Marlow A., Paul R., et al. Quantitative analysis of zirconium alloys using borate fusion and wavelength dispersive X-ray fluorescence spectrometry / X-Ray Spectrom. 2021. Vol. 50. N 3. P. 210 – 223. DOI: 10.1002/xrs.3216

15. Гуничева Т. Н. О макрогомогенности и микрогетерогенности стеклоизлучателей из расплава горных пород / Методы рентгеноспектрального анализа. — Новосибирск: Наука, 1986. С. 46 – 57.

16. Смагунова А. Н., Розова О. Ф., Скрибко Н. Н. Рентгенофлуресцентный анализ порошковых продуктов черной металлургии / Заводская лаборатория. 1990. Т. 56. № 9. С. 28 – 37.

17. Рентгенофлуоресцентный анализ. Применение в заводских лабораториях / Под ред. М. Эрхардта. — М.: Металлургия, 1985. — 256 с.