Файл: Соложенкин, П. М. Контроль содержания металлов в рудных пульпах и растворах методом электронного парамагнитного резонанса.pdf

П.М.Соложенкин, Г.Г.Сидоренко

А н н

о т а ц и я

В

работе

рассмотрены

результаты

применения метода

э л е к т р о ­

нного

парамагнитного р е з о н а н с а

(ЭПР)

для

контроля содержания

парамагнитных и диамагнитных ионов в различных растворах

г и д р о ­

металлического

производства и

технических

продуктах .

Приводятся

результаты

разработки

методик определения

п а р а ­

магнитных ионов

(Сіг+,

, Сг

Ѵ 0 ^ + )

элементов

с

необыч­

ной валентностью

Mo ( У ) ,

f e ( I ) ,

А^. ( П ) ,

редкоземельных

э л е ­

ментов

&а(Ш),

Еи-(П) и

диамагнитных

металлов методом

ЭПР.

Рассмотрены способы повышения чувствительности и точности

определения элементов с предварительным концентрированием

их

на носителях,

а

также вопросы

автоматизации процесса

а н а л и з а .

Широкое

использование

метода

ЭПР в

цветной металлургии п о ­

В СССР организовано

серийное

производство

радиоспектромет ­

ров типа РЭ-ІЗОІ и ЭПА-2

М,

которые

успешно

используются на

р я ­

де химических

предприятий.

Метод

ЭПР

обеспечивает

высокую

скорость

(5 мин)

и

с е л е к ­

тивность определения и

применим

для

контроля

содержания

м е т а л ­

лов в р а с т в о р е

при значительном

колебании концентрации.

Компа­

к т н о с т ь , незначительная

стоимость

и

абсолютная

безвредность

о б ­

служивания

спектрометра

позволяют

в

короткий

срок

получить

з н а ­

чительный

экономический

эффект.

В настоящем обзоре

дано

обобщение

материалов

по

и с п о л ь з о ­

ванию метода ЭПР для контроля ионного

с о с т а в а

рудных

пульп

и

растворов

в обогащении

и

гидрометаллургии.

КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О МЕТОДЕ

ЭЛЕКТРОННОГО

ПАРЛМАПІИТНОГО РЕЗОНАНСА

Метод

ЭПР

получил широкое

применение

в

физике

твердого

т е ­

л а ,

неорганической

и

органической

химии,

при

изучении

полупро ­

водников,

квантовых

усилителей,

л а з е р о в

и

мазеров

ZI2

.

Р а б о ­

тами последних лет были показаны большие

возможности

и с п о л ь з о в а ­

ния

этого

метода при исследовании

с о с т а в а

минералов.

Для

возникновения парамагнетизма,

который и с п о л ь з у е т с я

в

методе ЭПР, необходимо, чтобы один или несколько

электронов

иона

о с т а в а л и с ь

неспаренными

(нескомпенсированными).

В

число

о б ъ е к т о в ,

исследуемых

методом ЭПР,

входят

такие

важные

ионы,

к а к Cu, 2 + ,

F e 3 + ,

М л 2 +

и ионы

редкоземельных

элементов .

Электронный парамагнитный р е з о н а н с представляет собой

я в л е ­

ние

резонансного поглощения энергии парамагнитной системой .

Спектры ЭПР (спектры поглощения в области миллиметровых и

сантиметровых длин волн) можно сравнить с

оптическими

с п е к т р а ­

ми

поглощения

в

ультрафиолетовой,

видимой

и

инфракрасной

о б л а ­

с т я х .

Однако

природа

этих .спектров

р а з л и ч н а .

Взаимодействие

внутрикристаллического электрического

поля

ние энергетических уровней . Наличие переходов между

этими о р б и ­

тальными уровнями

и обусловливает

появление

оптического

с п е к т ­

р а поглощения. В

методе ЭПР р а с с м а т р и в а е т с я

только

один

самый

нижний орбитальный у р о в е н ь ,

т а к

к а к только

он

" з а с е л е н "

э л е к т р о ­

нами при обычной

температуре .

Наложение внешнего магнитного поля в экспериментах по п р и ­

менению ЭПР вызывает расщепление этого нижнего

орбитального у р о ­

вня на спиновые подуровни (эффект

Зеемана в

атомной

с п е к т р о с к о ­

п и и ) .

Наличие переходов между спиновыми (зеемановскими)

п о д у р о в ­

нями

и обусловливает появление

с п е к т р а электронного

парамагнит ­

ного

р е з о н а н с а .

В оптических

спектрометрах

через о б р а з е ц

пропускается

с в е т ,

монохроматизированный

призмой или дифракционной решеткой.

5