ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 206
Скачиваний: 1
йользоізаиием соответствующих методов. Это необходимо также для удаления элементов, создающих ненужный фон.
Рентгеноспектральным методом определено содержание рения в молибденитах [64], сплавах [699], сварных ппзах [164].
Более удобен и прост рентгенофлуоресцентный метод. Вторич ный рентгеновский спектр рения имеет те же линии, но менее интенсивные. Однако отсутствие непрерывного спектра делают ме тод более чувствительным. Этим методом определяют рений в спла вах [984], в молибдените [1196].
5 г молибденита предварительно разлагают смесью 10 м л конц. H2S04 и 5 м л коиц. НС104, после чего отгоняют рений в виде Re20 7 . При содержании 30—50 м к г Re в качестве носителя используют мышьяк н проводят осажде
ние сульфидов. Сульфидный осадок превращают в суспензию, промывают спиртовым раствором ГШ4С1, высушивают и анализируют на рентгенофлуоресдентиом спектрометре с кристаллом LiF, W-трубкой с Be-окошком толщи
ной 0,76 м м . |
Аналитическая линия рения Ь а г . Стандарты, содержащие 5— |
|
100 м к г Re, |
готовят так же, |
как и образец. Калибровочные графики линей |
ны в интервале 3—200 м к г |
Re. |
|
Предел |
обнаружения — 3 мкг Re в дистилляте (6-10_5% Re |
|
в молибдените). Анализ молибденита описан также в [1351]. |
Рентгеновский локальный анализ при помощи электронного зонда удобен для анализа микропроб (объем ~ 1 жк3) с высокой локальной концентрацией элемента. Этим методом можно иссле довать однородность распределения малых концентраций элемен тов но объему пробы или выявить локальные агрегаты с большими концентрациями. Пределы обнаружения элементов этим методом составляют 0,05—0,1%. Существенно, что при этом можно опре делить до 1 0 -14 з элемента в пробе.
Рентгеновский микроанализ применен для обнаружения и установления химического состава минерала рения — джезказганита [247, 409, 411, 412, 471—474]. Из-за высокой дисперсности минерала прямой анализ даже качественного состава отдельных частиц минерала оказался невозможным. Поэтому в ста различ ных точках выделений минерала были найдены соотношения ре ния и других сопутствующих элементов — свинца и молибдена. Статистическая обработка результатов показала Pb : Re = 1,5±
± 0,02, a Mo : Re = 0,5 ± 0,05 [252]. Минимальная концентра ция рения, которая может быть определена в частице весом 1 мкг,
составляет 0,008% [1044].
Рентгеновский микроанализ использован для изучения и оп ределения микроскопических неметаллических включений в слит ках сплавов W — 28% Re [87]. Показана многофазность и неодно родность включений. Метод применен для определения равномер ности распределения рения в проволоке из сплава Re — Fe — Ni [582а].
167
РАДИОАКТИВАЦИОННЫЕ МЕТОДЫ
Радиоактивационный метод анализа основан на регистрации излучения радиоактивных ядер, образующихся в процессе проте кания соответствующих ядерных реакций и сравнении его с излу чением эталонных образцов. Из основного уравнения
dN*
= ІО-м./зУѴ — KN *
следует, что чувствительность метода определяется сечением со ответствующей ядерной реакции а (барны), потоком бомбардирую щих частиц / {частиц!см2-сек1), постоянными распадами индуци рованных радиоизотопов А. (сек-1) и рационально выбираемого вре мени облучения t (сек); N — число ядер определяемого элемента и N* — число индуцированных радиоактивных ядер. Более под робно о теории радиоактивациоиного анализа см. [1299, 1306, 1364]. Принципы метода и аппаратуры описаны в [1334].
Методы радиоактивациониого определения рения могут быть разделены на две группы: методы, регистрирующие распад радио изотопов рения, и методы, регистрирующие распад радиоизото пов элементов, полученных при реакциях ядер рения с заряжен ными частицами.
К первой группе относятся наиболее распространенный иейт- ронно-актпвационпый метод и фотонейтрониый, основанный на реакции (у, п), практически не используемый вследствие относи тельно малого значения сечения активации. К этой же группе мо жет быть отнесен также пока не используемый метод, основанный па реакции (d, р). В процессе протекания ядерных реакций про исходит образование радиоизотопов рения, некоторые свойства которых приведены в табл. 23. В работах [1205, 1353] описаны у-спектры изотопов l86Re и l88Re.
Вторая группа методов, которая также еще не нашла практи ческого применения вследствие малых сечений активации и необ ходимости в настоящее время создания больших потоков частиц, основана на реакциях типа (р , п), (d, п) ( (а, п).
Нейтронно-активационный метод широко используется для определения рения в различных объектах. Чувствительность опре деления рения, рассчитанная для типичных условий активации теп ловыми нейтронами в реакторе с потоком 1 , 8 -1 0 12 нейтрон!см2 ■сек и времени облучения 1 час., равна: по ß-счету l86Re (2\/„=91 час.) после радиохимического выделения рения—0 , 0 0 1 мкг и по ß-счету l8BRe (Гі/2=17 час.) — 0,0005 мкг, а с использованием у-спектро- метрии — 0,05 и 0,001 мкг соответственно (0,01 мкг соответствует 10-6% в образце весом 1 г и 10-7% — в 10 г). Эта чувствительность может быть повышена путем увеличения потока нейтронов или продолжительности облучения [1334].
Нейтронно-активационный метод анализа может выполняться в трех вариантах: недеструктивный — прямое у-спектрометричес- кое определение рения в облученных образцах; определение пос-
168
Т а б л и ц а 23
Характеристика радиоактивных изотопов — продуктов активации рения
|
|
|
тепловыми нейтронами |
[6,498] |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
Энергии излучения, |
M a s |
|||
Изотоп |
Р еакц и я |
“ акт, |
|
|
|
(выход, %) |
|
||||
образования |
T |
' h |
|
|
|
|
|||||
|
Сарны |
|
|
ß-частицы |
Y -Л У Ч И |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
180Rß |
185R e |
(n , |
у) 183R e |
1 0 4 ± 8 |
3 ,7 |
д н я |
1 ,0 7 |
(73); |
0 ,1 3 7 |
(1 0 ,4 ); |
|
|
|||||||||||
ISS R e |
|
|
|
|
|
|
0 ,9 3 |
(23) |
0 ,1 2 3 — 0 ,7 6 8 |
||
1S7R e |
( n , |
y ) 188R e |
66 + 5 |
1 6 ,7 4 |
ч а с . |
2 ,1 2 |
(79); |
0 ,1 5 5 |
(1 8 ,3 ); |
||
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
1 ,9 6 |
(20) |
0 ,6 3 9 |
(1 ,6 9 ); |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 ,1 5 5 - 1 ,9 5 9 |
||
iM m R e |
И . n . * |
— |
19 м и н . |
— |
|
и . п .; 0 ,1 0 5 ; |
|||||
189R e |
188R e ( n , |
у ) 189R e |
|
|
|
|
|
0 ,0 6 4 |
|||
< 2 |
150 д н е й |
0 ,2 0 |
1 ,0 |
|
* И. n. — изомерный период.
ле радиохимического выделения (и очистки) рения из облученных образцов; облучение предварительно выделенных соединений ре ния.
Вариант недеструктивного анализа является более экспресс ным, однако он непригоден для определения небольших коли честв рения в объектах, содержащих микро- и макрокомпоненты, которые образуют по (п, у)-реакциям радиоизотопы с близкими к радиоизотопам рения значениями энергий у-квантов и периодов полураспада. Кроме того, этот метод не может быть использован при определении малых количество рения в присутствии повышен ных количество осмия и родия из-за конкурирующих ядерных ре акций (п,р) и (п , а). Проведение определения рения в такого рода объектах (с значительно меньшей чувствительностью) возможно лишь с использованием резонансных нейтронов Pu—Ве-нейтрон- ного источника [8 8 ]; об использовании ампульных нейтронных ис точников на основе Ро—Be и Ас—Be см. также [137]. В работе [139] описана методика недеструктивного активационного опреде ления рения в молибдеиитовых концентратах с чувствительностью
(1—2) -10_2% Re.
Наибольшее распространение получили нейтронно-активаци онные методы, основанные на определении рения после радиохи мического выделения и очистки его радиоизотопов. В образцах, содержащих повышенные концентрации вольфрама, необходим учет образования радиоизотопов рения в результате ядерных реак ций
МЧУ («,'r)185mW —^ 185W -liS5Re(rt,T)18eRe,
ß -
ШѴѴ(/1,T)187W -►187Re (n,у) 188Re.
169
Согласно [1365], уровень помех в определении рения при облуче нии потоком 5 -ІО13 нейтрон/см2 •сек в течение ІО5 сек. составляет соответственно 20 и 2 мкг W на 1 г пробы. По другим данным, при сутствие 100 ч. 186W (распростраиеиность 28,4%) приводит к образованию радиоизотопа l87Re, эквивалентного содержанию
4 -ІО-7 ч. Re.
При анализе молибденсодержащих материалов необходимо от
деление рения от ""‘Тс, |
получающегося по реакции |
||
|
ß- |
И .П . |
ß- |
08Мо (>!., т)°°Мо -> oumTc — ►09Тс |
00Ru, |
||
что обычно достигается |
либо выдерживанием облученного пре |
||
парата в течение 2—4 дней, либо |
химическими методами. |
Обычная схема анализа слагается из подготовки образца и эталонов к облучению, непосредственного облучения, радиохими ческого выделения рения из облученных образцов и эталона, опре деления выхода носителя, радиохимической чистоты (в основном у-спектрометрически) и расчета содержания рения в анализируе мом объекте.
Определению рения в молибденитах посвящено большое число работ [137, 138, 318, 377, 657, 785, 872, 1205]. Для выделения ре ния используются экстракционные, хроматографические и комби нированные методы. Ниже приведена методика определения ре ния в горных породах и рудах [318].
50 мг молибденита или 200 мг пиролюзита и Re-стандарт (0,0906 мкг Re) запаивают в полиэтиленовые ампулы, облучают в течение 10 час. нейтрона ми (поток 5-1011 нейтрон/смй-сек) и выдерживают 4 час. Пробу горной по роды (~150 мг) н Re-стандарт запаивают в кварцевые ампулы, облучают 130 час. (поток 2 -1013 нейтрон/см2-сек) п выдерживают 210 час.
Облученную пробу молибденита растворяют при нагревании в 2 мл HNOa в присутствии 4,53 мг Re-носителя, прибавляют 1 мл дымящей HNO3 , ки
пятят до осветления раствора, удаляют МОз~ выпарпвашіем с HCl (несколь ко раз по 5 мл), разбавляют водой до 20 мл-, вводят 5 мг носителя Fe(III), осаждают аммиаком Ге(ОН)з и отделяют осадок центрифугированием,
Облученною пробу пиролюзита растворяют при нагревании в 5 мл НС1 в присутствии носителя Re, раствор нейтрализуют аммиаком (1:1) и центри фугируют для отделения образовавшегося осадка.
Облученную пробу силикатных горных пород сплавляют с 1 г ИазОз, по охлаждении плав выщелачивают водой (10 мл) в присутствии носителя Re, смесь центрифугируют, центрифугат нейтрализуют НС1 и снова центрифу гируют. К полученным цеитрифугатам прибавляют NHuSCN и НС1 до конеч
ных концентраций 0,025 |
и 0,5 М соответственно (общий объем < 3 5 |
мл), |
|
пропускают |
раствор се скоростью —0,5 мл/мин через колопку (1,0x5 |
см) |
|
с анионитом |
дауэкс-1Х10 |
(200 — 400 меш) в SCN^-формс, промывают |
ко |
лонку 0,025 |
М раствором NH4SCN в 0,5 М НС1 (20 мл) и вымывают рений |
0,5 М раствором NEUSCN в0,5 М НС1 (30 мл). К элюату прибавляют 8 л і л HCl,
1 мл 35%-ного раствора SnCb в 6 М НС1 и 2 мл 20%-ного раствора KSCN. Экстрагируют роданид рения 1 мин. этиловым эфиром (20 мл). Экстракт выпа ривают досуха, к остатку прибавляют 10 мл 6 М НСІ, нагревают и вводят по каплям 30%-пую Н20 2 для разрушения SCN- . Затем раствор нейтрали зуют аммиаком, нагревают 5 мин. на водяной бане и фильтруют, к фильтрату прибавляют 2 мл 1%-пого водного раствора хлорида тетрафеипларсония, нагревают 10 мин. По охлаждении образовавшийся осадок отфильтровывают,
170
промывают водой п этанолом, сушат І0 мпы. прп І10°С, взвешивают длй определения химического выхода рения ы измеряют ß"-активность осадка. Радиохимическую чистоту выделенного рения контролируют по у-спектру. Продолжительность параллельного химического выделения] Re из 5—7 облученных проб составляет 2 часа.
Определению рения в других минералах, породах, метеоритах посвящены работы [674, 834, 836, 870, 955, 1053, 1055, 1056, 1371],
в биологических объектах [1159], в производственных продуктах [137, 138, 147], в полупроводниковых материалах и материалах особой чистоты [1053, 1070, 1297, 1298].
В последнее время начинают применяться радиоактивацион ные методы определения рения после предварительного отделения его от основных компонентов [53,119]. Этот метод имеет то преиму щество, что, используя селективные методы отделения, нет необ ходимости работать в «горячих» камерах или боксах. В некоторых случаях полученный концентрат либо непосредственно облуча ют в реакторе, либо сначала соосаждают рений на «ложном» носителе (висмут особой чистоты). Такого рода методы использова лись при анализе пирита [119], пиролюзита и продуктов его пере работки [53] и вод Тихого океана [1028, 1159]. Концентрирование во всех случаях проводилось экстракцией кетонами.
Весьма перспективны методы недеструктивного радиоактивационного анализа на фоне макрокомпонентов, обладающих малы ми сечениями активации, и либо малыми (секунды, минуты), ли бо большими (месяцы, годы) периодами полураспада. В этом слу чае наиболее целесообразно использование следующей схемы ана лиза: облучение пробы в реакторе в потоке резонансных нейтро нов, непрерывное временное измерение у-спектров на многока нальных анализаторах с применением в качестве датчиков макси мально эффективного полупроводникового датчика и выдача дан ных на ЭВМ.
Недостатками радиоактивационных методов являются значи тельные сложности определения рения в объектах с высокими зна чениями сечений захвата нейтронов (бор, кадмий, некоторые РЗЭ) и необходимость использования сложного и дорогого электрон ного оборудования. Кроме того, точность определения рения этим методом не превышает 20—30%.
МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД
Исчерпывающие сведения о теории масс-спектрометрического метода и его применении в анализе различных материалов приведе ны в [1334, 1335а]. Наибольшими аналитическими возможностя ми обладает искровая масс-спектрометрия. С ее помощью осущест вляется многоэлементный анализ жидкостей, образцов геологиче ского, космохимического и биологического происхождения, легко плавких металлов, стекол, керамики и пр. Одновременно может быть определено до 70 элементов-примесей из практически любой основы.
171