Труды КНЦ вып.9 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 1/2018(9) часть 1)

различной природы. Измерения проводили на квадрупольном масс-спектрометре низкого разрешения “ELAN 9000 DRC-e” (Perkin Elmer) с лазерным испарителем “UP 266 MACRO” (New Wave Research). Метод ИСП МС эффективен при определении РЗЭ, U и Th, особенно в геологических объектах — рудах, породах и отдельных минеральных зернах. Для разложения образцов использовали сплавление (Na 2 B 4 Oz + Na2CO3; LiBO 2 ) или кислотное разложение (HF, HNO 3 , HCl, H 2 SO 4 в разных соотношениях). Выбор способа разложения зависел от состава образца. Разработанные методики позволяют учитывать матричное влияние при определении микрокомпонентов и интерференции, возникающие на приборах низкого разрешения: оксиды «легких» редкоземельных элементов (Ce, La, Nd, Sm, Gd, Dy) создают проблемы при определении «тяжелых» элементов. Предложенный алгоритм математической коррекции позволил учесть наложения молекулярных ионов. Разработанные методики были использованы при определении РЗЭ и других элементов в кианитах, карбонатитах, сподуменовых пегматитах, метагаббро-анортозитах, гранито-гнейсах, метавулканитах и др. и минеральных фракциях — мусковите, кварце, графите. Для проверки правильности методик применяли стандартные образцы состава геологических пород: ГСО 8670-2005 (СГД-2А) — габбро эссекситовое, ГСО 8671-2005 (СТ-2А) — трапп, ГСО 2463-82 (АР) — апатит, ГСО 10135-2012 (СГ-4) — субщелочной гранит и другие. ЛА ИСП МС использовали для определения РЗЭ, U, Th, Ti, Hf, Zr и Si в минеральных зернах, для чего были разработаны методики анализа акцессорных циркона и бадделеита. Для проведения измерений единичные зерна упаковывали в шайбы или использовали аншлифы. Электронные, оптические и катодолюминесцентные изображения кристаллов или их отдельных фрагментов использовали для выбора зон пробоотбора. Для оценки правильности методик использовали стандартные образцы циркона 91500, TEMORA 1, Mud Tank, имеющие международное признание. Дополнительным доказательством правильности послужило сравнение результатов определения микропримесей с результатами, полученными методами ЛА ИСП МС в ЦИИ ВСЕГЕИ (прибор “ELEMENT II” с DUV-193) и вторично-ионной масс-спектрометрией в ЯФ ФТИАН (прибор “Cameca IMS-4F”) при изучении одних и тех же фрагментов природных цирконов. Сравнение полученных результатов с мировым опытом и межлабораторные сличения позволили провести валидацию методик. Для аналитического сопровождения технологий экстракционного извлечения ниобия и тантала при переработке пировскита, пирохлора, плюмбомикролита, танталита, колумбита и лопарита разработаны методики определения Ti, Nb, Ta, U, Th, РЗЭ и иных элементов в рудах, концентратах и продуктах технологической переработки — реэкстрактах и водной фазе, репульпате, твердофазном кеке и др. Для каждого образца определены условия разложения с применением реактивов, описанных выше. Прямое определение ниобия и тантала и ряда других элементов из плавиковокислых растворов позволило существенно сократить время анализа при хороших метрологических характеристиках. Правильность разработанных методик была проверена путем сличительных анализов (с результатами, полученными другими методами) и анализа ГСО (руды тантало - ниобиевые, нефелинового сиенита, апатитового, лопаритового и ниобиевого концентратов). Одним из достоинств метода МС ИСП является возможность определять почти все элементы периодической системы, от лития до урана. Мы располагаем опытом определения редких и рассеянных элементов (Li, Be, B, Zr, Sc, Mо, V, W, Hf и др.) в минералах (гадолините, турмалине), рудах (апатит- штаффеллитовой, молибденовой и др.), породах (биотит-гранат-кварцевом метасоматите, турмалин-биотит- кварцевом метасоматите, сподуменовом пегматите, метагаббро-анортозите, гранито-гнейсах и метавулканитах) и концентратах (баддалеитовом, апатит-штаффеллитовом, железном). Разложения образцов проводили кислотами в открытых и закрытых системах с привлечением установки микроволнового разложения (BERGHOF MWS-3+ и MW 4) с автоклавами “DAС-100” из материала РTFM, объёмом 100 мл, выдерживающие максимальное давление 100 бар и максимальную температуру разложения 210 0C. Метод масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой является наиболее подходящим для определения БМ. Сложность прямого определения БМ на квадрупольных масс-спектрометрах низкого разрешения связана не только с их ультрамалыми концентрациями и негомогенным распределением в объектах. Кроме матричного влияния, основные макрокомпоненты создают интерференции в виде аргидов при определении Pd, Rh и Ru. Проблемы, связанные с определением данных элементов, решены нами путем разработки алгоритма учета масс-спектральных помех с помощью математической коррекции. Для разложения образцов использовали кислоты HF, HNO 3 , HCl в разных соотношениях (в зависимости от состава образца); для предотвращения потери БМ, особенно осмия, разложение образцов проводили в автоклавах микроволновой системы. Определению Os уделено особое внимание. Для предотвращения потерь на стадии анализа введение осмия в масс-спектрометр проводили в виде комплексного соединения. Комплексообразователь не оказывает отрицательного действия на определение остальных БМ, что позволяет проводить анализ всех благородных металлов, а также рения и макроэлементов из одной навески. Известно, что в рудах металлы платиновой группы (МПГ) находятся в виде многочисленных минералов. Они могут образовывать интерметаллические соединения с Bi, Sn, Те, As, Pb, Sb, твёрдые растворы с Sn, Pb и Fe, а также арсениды и сульфиды разной стехиометрии. При этом основными рудными минералами являются пирротин, халькопирит и петландит. Определение элементов в зернах перечисленных минералов и сплавах МПГ проводили методом ЛА ИСП МС. Разработанные методики позволили определить металлы платиновой группы, сопутствующие и РЗЭ в минералах, in situ. Ввиду отсутствия микрогомогенных стандартных образцов состава использовали разные приемы для градуировки спектрометра с нормированием на матричный элемент. 143