Аналітичні схеми пробопідготовки гірських порід та мінералів і визначення в них мікроелементів методом мас-спектрометрії з індукційно зв’язаною плазмою (ICP-MS)

Наведено аналітичні схеми розкладання гірських порід та мінералів з використанням мікрохвильової системи ЕТНОS-I, що дозволяють значно зменшити тривалість та працемісткість пробопідготовки. Наведено результати ICP-MS визначення мікроелементів у природних об’єктах без попереднього к...

Full description

Saved in:

Bibliographic Details
Published in:	Мінералогічний журнал
Date:	2008
Main Authors:	Пономаренко, О.М., Самчук, А.І., Красюк, О.П., Макаренко, Т.І., Антоненко, О.Г.
Format:	Article
Language:	Ukrainian
Published:	Інститут геохімії, мінералогії та рудоутворення ім. М.П. Семененка НАН України 2008
Subjects:	Методи досліджень
Online Access:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61240
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:	Аналітичні схеми пробопідготовки гірських порід та мінералів і визначення в них мікроелементів методом мас-спектрометрії з індукційно зв’язаною плазмою (ICP-MS) / О.М. Пономаренко, А.І. Самчук, О.П. Красюк, Т.І. Макаренко, О.Г. Антоненко // Мінералогічний журнал. — 2008. — Т. 30, № 4. — С. 97-103. — Бібліогр.: 9 назв. — укр.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

_version_	1860127775254380544
author	Пономаренко, О.М. Самчук, А.І. Красюк, О.П. Макаренко, Т.І. Антоненко, О.Г.
author_facet	Пономаренко, О.М. Самчук, А.І. Красюк, О.П. Макаренко, Т.І. Антоненко, О.Г.
citation_txt	Аналітичні схеми пробопідготовки гірських порід та мінералів і визначення в них мікроелементів методом мас-спектрометрії з індукційно зв’язаною плазмою (ICP-MS) / О.М. Пономаренко, А.І. Самчук, О.П. Красюк, Т.І. Макаренко, О.Г. Антоненко // Мінералогічний журнал. — 2008. — Т. 30, № 4. — С. 97-103. — Бібліогр.: 9 назв. — укр.
collection	DSpace DC
container_title	Мінералогічний журнал
description	Наведено аналітичні схеми розкладання гірських порід та мінералів з використанням мікрохвильової системи ЕТНОS-I, що дозволяють значно зменшити тривалість та працемісткість пробопідготовки. Наведено результати ICP-MS визначення мікроелементів у природних об’єктах без попереднього концентрування. Приведены аналитические схемы разложения горных пород и минералов с применением микроволновой системы ETHOS-1 для последующего определения микроэлементов с помощью метода ІCP-MS спектрометрии. Разработанные методики отличаются высокой эффективностью и позволяют значительно уменьшить время и трудоемкость пробоподготовки, по сравнению с классическими схемами. Analytical schemes for decomposition of rocks and minerals applying microwave system ETHOS-1 for the following determination of microelements using ICP-MS spectrometry are represented. The methods developed are highly effective and time-saving in comparison with classical schemes.
first_indexed	2025-12-07T17:42:41Z
format	Article
fulltext	Вступ. Інтерес аналітиків до розробки нових ефективних способів пробопідготовки гірсь5 ких порід та мінералів з використанням мік5 рохвильових (МХ) систем помітно зростає, що обумовлено прискоренням завдяки МХ5вип5 роміненню фізико5хімічних процесів розкла5 дання проб у кислотах та досягненням повно5 ти розкладання. Пробопідготовка до аналізу є найважливішою, необхідною і разом з тим найтривалішою, працемісткою та затратною стадією аналітичного дослідження. Особливо перспективним є гармонійне поєднання методу розкладання гірських порід у МХ5печах і визначення мікроелементів за допомогою методу мас5спектрометрії з індук5 ційно зв’язаною плазмою (ІСР�МS). Викорис5 тання МХ5випромінювання дозволяє досягти істотного скорочення відтинку часу, протягом якого відбувається перехід проби гірської по5 роди або мінералу в розчин. Це обумовлено дією таких чинників: створення в автоклаві високих температури та тиску (250 °C, 8 МПа) і вплив МХ5випромінювання на розчин та твердий зразок [1—3]. Метою нашого дослідження було створення аналітичних схем аналізу гірських порід та мі5 нералів, побудованих за блоково5модульним принципом, які охоплюють пробопідготовку (як із МХ5розкладанням, так і з класичним), одержання аналітичних форм і ІСР�МS визна5 чення вмісту рідкісних та благородних еле5 ментів. Об’єкти та методи дослідження. Розчини та реактиви: лужні плавні Na2O2, LiBО2 (ч. д. а.), концентровані HF, HCl, HNO3, H2SO4, H3PO4 (ос. ч.), які додатково очищали, використову5 ючи систему SUBBOILING. Воду із опором 18,2 Мом/см одержували за допомогою систе5 ми DIRECT503 фірми MILLIPORE. Для побу5 дови калібрувальних графіків застосовували стандартні розчини елементів FLUKA (фірми SIGMA�OLDRICH, Швейцарія), а також стан5 дартні зразки Фізико5хімічного інституту ім. О.В. Богатського НАН України. Розчинення проб проводили у МХ5печі ETНOS фірми MILESTONE (Італія). Робоча частота МХ5випромінювання 2450 МГц, мак5 симальна потужність — 1600 Вт. Значення температури, часу розкладання природних об’єктів та контроль за значеннями пара5 метрів під час проходження реакції в автокла5 вах задається та здійснюється за допомогою сенсора із керамічним і тефлоновим покрит5 тям, керування здійснюється через термінал із кольоровим монітором (VGA 6405480). Вміст рідкісних і благородних елементів визначали за допомогою ІСР�МS аналізатора ELEMENT52 (Німеччина). Як внутрішній стандарт використовували індій (115In), а ISSN 0204�3548. Мінерал. журн. 2008. 30, № 4 97 УДК 546.91 : 543.42 О.М. Пономаренко, А.І. Самчук, О.П. Красюк, Т.І. Макаренко, О.Г. Антоненко АНАЛІТИЧНІ СХЕМИ ПРОБОПІДГОТОВКИ ГІРСЬКИХ ПОРІД ТА МІНЕРАЛІВ І ВИЗНАЧЕННЯ В НИХ МІКРОЕЛЕМЕНТІВ МЕТОДОМ МАС[СПЕКТРОМЕТРІЇ З ІНДУКЦІЙНО ЗВ’ЯЗАНОЮ ПЛАЗМОЮ (IICCPP��MMSS ) Наведено аналітичні схеми розкладання гірських порід та мінералів з використанням мікрохвильової системи ЕТНОS5I, що дозволяють значно зменшити тривалість та працемісткість пробопідготовки. Наведено результати ICP�MS визначення мікроелементів у природних об’єктах без попереднього концентрування. МІНЕРАЛОГІЧНИЙ ЖУРНАЛ MINERALOGICAL JOURNAL (UKRAINE) МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ © О.М. Пономаренко, А.І. Самчук, О.П. Красюк, Т.І. Макаренко, О.Г. Антоненко, 2008 зовнішній — стандартні зразки габро5есекси5 тового (СГД51А; СГД52) і хвостів золотоносної руди (СЗХ53) (Інститут геохімії ім. О.П. Ви5 ноградова СВ РАН). Чутливість визначення елементів і аналітичні схеми розкладання гірських порід та мінералів наведено на рис. 1 і у табл. 1 [4—6]. Аналітичні схеми, результати та їх обговорен� ня. У сучасній ІСР�МS проби вводять у плазму, як правило, у вигляді розчинів, тому актуаль5 ною залишається проблема розкладання міне5 ральної речовини з метою одержання роз5 чинів, необхідних для аналізу. Огляд опублікованих даних показує, що у процесі розкладання мінеральної речовини не завжди враховуються особливості ІСР�МS аналізу. Раціональний хід аналізу повинен пе5 редбачати відповідність розчинників і реа5 гентів умовам розкладання і, водночас, умо5 вам подальшого вимірювання аналітичного сигналу. Через це виникає потреба в розгляді особливостей і можливостей використання різних способів розкладання гірських порід та мінералів і переведення їх у розчин у вигляді сполук, здатних досить легко транспортувати5 ся в плазму. Окрім того, для ІСР�МS концент5 рація речовини в розчині не повинна переви5 щувати 10 мг/мл, оскільки склад і концент5 рація розчину значно впливають на процеси переносу і розподіл атомів у плазмі, величину аналітичного сигналу на всіх стадіях його фор5 мування, на процес синтезу і випаровування часточок аерозолю. Підвищення концентра5 ції, поверхневого натягу, в’язкості розчину призводить до збільшення розміру часточок в аерозолі, зниження ефективності небулайзера і, як наслідок, до виникнення ефекту матрич5 ної інтерференції [4—7]. Раціональні схеми розкладання для подаль5 шого ІСР�МS аналізу повинні задовольняти такі вимоги: повне вилучення елементів, що визначаються, із досліджуваної проби; універ5 сальність або можливість застосування до проб різного складу; можливість визначення багатьох компонентів; низький сигнал холос5 тої проби, що має особливе значення у випад5 ку визначення нанограмового вмісту елемен5 тів; відокремлення компонентів; що заважа5 ють дослідженню, зокрема мінеральних; висо5 ка чутливість; відтворюваність результату. Для розкладання мінеральної сировини найчастіше застосовують фтористоводневу, соляну, азотну і сірчану кислоти. Процес роз5 кладання ґрунтується на руйнуванні структу5 ри мінералів внаслідок хімічної взаємодії їхніх компонентів із уведеними реагентами і соль5 ватації. Швидкість процесу залежить від скла5 ду речовини, що аналізується, величини на5 важки і розміру фракції, а також від темпера5 тури і концентрації кислоти. Перевага застосування кислотного розкла5 дання порівняно зі сплавленням гірських порід та мінералів полягає в тому, що в розчин не вводяться іони лужних металів. О.М. ПОНОМАРЕНКО, А.І. САМЧУК, О.П. КРАСЮК та ін. 98 ISSN 0204�3548. Mineral. Journ. (Ukraine). 2008. 30, No 4 aaaaaaaa aaaaaaaa aaaaaaaa aaaaaaaa aaaaaaaa aaaaaaaa aaaaaaaa aaaaaaaa aaaaaaaa aaaaaaaa aaaaaaaa aaaaaaaa aaaaaaaa aaaaaaaa aaaaaaaa aaaaaaaaaaaaaaaa aaaaaaaa aaaaaaaa aaaaaaaa aaaaaaaa aaaaaaaa aaaaaaaa aaaaaaaa aaaaaaaa aaaaaaaa aaaaaaaa aaaaaaaa aaaaaaaa aaaaaaaa aaaaaaaa aaaaaaaa aaaa aaaa aaaa aaaa Рис. 1. Чутливість визначення елементів за допомогою IСP�MS [5] У зв’язку з пошуком раціональних методик розкладання гірських порід і мінералів нами проведено порівняльну характеристику аналі5 тичних схем розкладання: за допомогою су5 міші кислот і комбінованих зі сплавленням. Паралельно проведено розкладання в МХ5по5 лі за підвищених значень тиску і температури. Критерієм оцінки схем розкладання і роз5 чинення проб мінералів слугував коефіцієнт переходу елементу з твердої проби у розчин, який визначали за відношенням вмісту еле5 менту в розчині до його атестованого вмісту в пробі [6, 7]. Отже, повноту розчинення і ефек5 тивність аналітичних схем розкладання харак5 теризує збільшення значення коефіцієнта і наближення його до одиниці. Аналітична схема розкладання 1. Розкладан5 ня хлористоводневою і азотною кислотами. Наважку 0,25—0,1 г подрібненого матеріалу поміщали в термостійкий стакан, змочували його водою, добавляли 15—20 мл хлористо5 водневої кислоти (густина 1,19 г/см3), витри5 мували за кімнатної температури не довше 60 хв. Потім розчин нагрівали і кип’ятили до припинення виділення газу. В охолоджений стакан доливали 5—7 мл азотної кислоти (з густиною 1,4 г/см3) і продовжували нагрівати до розкладання проби. Розчин випаровували на водяній бані до сухих солей. Залишок роз5 чиняли в 10 мл хлористоводневої кислоти (1,19 г/см3) і повторювали випаровування до вологих солей, яку, нагріваючи, розчиняли в 10 %5ній хлористоводневій кислоті. Розчин переливали у мірну колбу місткістю 50—100 мл і доливали до мітки тією ж кислотою. Аналітична схема розкладання 2. Метод ґрунтується на розкладанні фтористоводне5 вою і сірчаною кислотами. Наважку 0,25 г тон5 коподрібненого досліджуваного матеріалу поміщали у чашку із платини або фторопласту, змочували невеликою кількістю води, прили5 вали 20 мл фтористоводневої і 1 мл сірчаної кислот (1 : 1). Вміст чашки перемішували і проводили розкладання досліджуваного ма5 теріалу на водяній бані. Розчин випаровували до появи парів сірчаної кислоти. Потім повто5 рювали обробку кислотами, якщо розкладан5 ня проби було неповним. Одержаний розчин випаровували на піщаній бані до початку виділення парів сірчаної кислоти. Після охо5 АНАЛІТИЧНІ СХЕМИ ПРОБОПІДГОТОВКИ ГІРСЬКИХ ПОРІД ТА МІНЕРАЛІВ ISSN 0204�3548. Мінерал. журн. 2008. 30, № 4 99 Об’єкт аналізу Реагент Умови розкладання Альбітизований граніт СГ51А Амфібол, олівін, епідот Гранат Топаз, берил Циркон Турмалін Хвости флотації та гравітації Доломіт, сидерит, паризит Сульфідні руди Пірит, халькопірит, галеніт, сфалерит Колумбіт Ільменіт Магнетит, хромові руди, хромшпінель Рутил, корунд, колумбіт Шеєліт, вольфраміт, каситерит Апатит Монацит 4HNO3 + 3HCl + 2HF LiBO2 : n = 5 : 1 Те саме 4H2SO4 + 2HNO3 + 2HF H3BO3 + LiF KHF2 KHF2 : n = 10 : 1; H3BO3 + LiF LiBO2 : n = 1 : 5 [2] H3PO4 + H2SO4 + HF Na2O2 : n = 5 : 1 3HCl + 2HNO3 + 2HF 6HCl + 2HNO3 + 2HF 6HCl + 2HNO3 + 2HF HCl + HNO3 H2SO4 + HF H3BO3 + 3NaF 3H2SO4 + 5H3PO4 H3BO3 + NaF, LiBO2 HCl LiBO2 : n = 6 : 1 4HNO3 + 2HCl + 2HF 4HNO3 + 2HCl + 2HF; H2SO4 МХП — 220°C, 25 хв Cплавлення — 900°C Те саме МХП — 240°C, 30 хв Сплавлення " Cплавлення — 800°C 45 хв, 1000°C МХП — 240 °C 600 °C, сплавлення МХП — 230 °C, 30 хв МХП — 220°C, 20 хв Те саме " " МХП — 240 °C , 25 хв Сплавлення — 5 хв МХП — 240 °C , 30 хв Сплавлення МХП — 210 °C , 20 хв Сплавлення — 100°C МХП — 200°C, 15 хв МХП — 210°C , 20 хв Таблиця 1. Аналітичні схеми розкладання гірських порід та мінералів для ІСР�МS аналізу [6] лодження чашки обмивали її стінки струме5 нем води. Щоб видалити фтор5іони, розчин випаровували на піщаній бані до появи густoї білої пари сірчаної кислоти. Залишок сухих солей розчиняли, нагріваючи у 10 мл хлорис5 товодневої кислоти (1 : 1). Розчин випаровува5 ли до вологих солей, які розчиняли в 20 мл 10 %5вої хлористоводневої кислоти. Розчин переливали у мірну колбу місткістю 100 мл і доводили до мітки 10 %5вим розчином тієї ж кислоти. Аналітична схема розкладання 3. Метод ґрунтується на розкладанні фтористо5, хло5 ристоводневою і азотною кислотами. Наважку 0,25—0,1 г досліджуваного матеріалу поміща5 ли в чашку із фторопласту, змочували декіль5 кома краплинами води, добавляли 10 мл хло5 ристоводневої і 20 мл фтористоводневої кис5 лоти і залишали за кімнатної температури протягом 60 хв. Потім розчин випаровували на водяній бані, додавали 10 мл фтористоводне5 вої кислоти і 15 мл свіжоприготованої суміші (3 : 1) хлористоводневої й азотної кислот і про5 довжували розкладання з нагріванням до утво5 рення сухої солі, обмивали краї чашки водою, повторювали випаровування на піщаній бані до видалення парів кислот. Залишок солей, нагріваючи, розчиняли у 5 мл хлористоводне5 вої кислоти. Одержаний розчин переливали в мірну колбу місткістю 50—100 мл і доводили об’єм до мітки 10 %5вою соляною кислотою. Аналітична схема розкладання 4. Метод ґрунтується на розкладанні мінеральної сиро5 вини в суміші фосфорної та сірчаної кислот. У тефлоновий автоклав поміщали 0,1 г тонко5 подрібненої породи і доливали 3 мл H2SO4 і 4 мл H3PO4. Ротор вставляли в МХ5піч, яку нагрівали за 240 °C протягом 30 хв. Після охо5 лодження автоклава розчин випаровували до сухих солей, які розчиняли 1 %5вою HNO3 і переливали в мірну колбу місткістю 50 мл. Аналітична схема розкладання 5. Метод ґрунтується на розкладанні проб в суміші хло5 ристоводневої, азотної, фтористоводневої і сірчаної кислот в МХ5печі. Наважку проби 0,1—0,2 г поміщали в автоклав із фторопласту, доливали 10 мл хлористоводневої і 2 мл азот5 ної, 2 мл фтористоводневої і 1 мл сірчаної кис5 лоти. Тефлонова посудина має бути при цьому заповнена менш ніж на половину свого об’єму. Посудину щільно закривали кришкою і по5 міщали ротор в МХ5піч, яку нагрівали за 230°C протягом 30 хв. Після охолодження автоклава його розкривали, обмивали кришку посудини водою і випаровували розчин досуха до вилу5 чення фтор5іона. Сухий залишок розчиняли в 10 мл хлористоводневої кислоти (1 : 1), пере5 ливали розчин у мірну колбу місткістю 50 мл і доливали до мітки водою (рис. 2). Аналітична схема розкладання 6. Комбінова5 ний метод розкладання ґрунтується на розчи5 ненні проб у кислотах і подальшому сплавлен5 ні нерозчинного залишку з метаборатом літію. Наважку 0,1—0,2 г досліджуваного матеріалу поміщали в автоклав і розкладали в 9 мл фто5 ристоводневої і 3 мл азотної кислоти (1 : 1) в МХ5печі за 240 °C протягом 35 хв. Після охо5 лодження автоклава випаровували розчин до5 суха; сухий залишок розчиняли, нагріваючи в 10 мл хлористоводневої кислоти (1 : 1). Нероз5 чинний осад відфільтровували через щільний фільтр, промивали 5 %5вим розчином соляної кислоти, а потім водою. Фільтр з осадом поміщали до платинового тиглю, висушували, озоляли. Залишок сплавляли з 1 г метаборату О.М. ПОНОМАРЕНКО, А.І. САМЧУК, О.П. КРАСЮК та ін. 100 ISSN 0204�3548. Mineral. Journ. (Ukraine). 2008. 30, No 4 Рис. 2. Аналітичні схеми розкладання та IСP�MS ана5 лізу гірських порід літію за 1000 °C у платиновому тиглі протягом 15 хв, розчиняли в 10 %5вому розчині хлорис5 товодневої кислоти і приєднували одержаний розчин до основного, який переливали в мірну колбу місткістю 50 мл і доливали до мітки дис5 тильованою водою. Ця аналітична схема використовується для переводу в розчин стійких оксидів корунду, хро5 міту, хромшпінелі, залізних і марганцевих руд. Аналітична схема розкладання 7. Метод ґрун5 тується на розкладанні проб сплавленням із метаборатом літію та розчиненням у 5 %5вій азотній кислоті. Наважку 0,1 г досліджуваного матеріалу по5 міщали до платинового тиглю, добавляли 0,5 г безводного метаборату літію і перемішували. Суміш сплавляли протягом 30 хв (для стійких силікатів — 45 хв) у муфельній печі за 1000 °C. Під час сплавлення речовину необхідно обе5 режно перемішувати, а після — охолодити до кімнатної температури. Плавень розчиняли у 5 %5му розчині азотної кислоти протягом 1 год, одержуючи прозорий стійкий розчин. Мета5 борат літію є активним плавнем, що розкладає всі основні породоутворювальні силікатні мінерали та породи. Ця аналітична схема не придатна для розкладання стійких силікатів. Аналітична схема розкладання 8. Метод ґрунтується на розкладанні гірських порід та мінералів сплавленням із пероксидом натрію та наступному розчиненні сплаву в азотній кислоті. Наважку 0,1—0,50 г тонкоподрібненого та розтертого досліджуваного матеріалу поміща5 ли в цирконієвий або керамічний тигель, до5 давали 0,5—2 г пероксиду натрію і старанно перемішували. Пробу сплавляли із пероксидом натрію у співвідношенні 1 : 5 за температури 750—800 °C протягом 30 хв. Після охолоджен5 ня тигель зі сплавом переносили у стакан з во5 дою, добавляли азотну кислоту (1 : 3, приблиз5 но 15—20 мл), ставили на магнітну мішалку і розчиняли плавень до повного розчинення. Переливали розчин в мірну колбу на 50 мл. Для вимірювання аналітичного сигналу на приладі ІСР�МS ELEMENT52 брали аліквоту 2—5 мл і доводили до 10 мл 3 %5вою азотною кислотою. Запропонована аналітична схема окисню5 вального сплавлення із Na2O2 найбільш при5 датна для повного переведення благородних металів у розчин (k >0,9). Встановлено, що проби з високим вмістом кремнезему не5 обхідно попередньо обробляти фтористовод5 невою кислотою, а сульфідні матеріали — об5 палювати за 700 °C [9]. Вивчення поведінки гірських порід і міне5 ралів під час розкладання показує, що в дея5 ких випадках у розчинах, одержаних після об5 робки досліджуваних проб за описаними схе5 мами, утворюються осади. Склад одержаних осадів після їх відокремлення і висушування вивчали за допомогою емісійного спектраль5 ного і атомно5абсорбційного методів. Як мож5 на було сподіватись, найбільша кількість осадів утворюється в результаті використання аналітичних схем 1 і 2. Виявлено, що розкладанням силікатних гірських порід і мінералів у сумішах хлористо5 водневої і азотної кислот неможливо досягти повного переходу у розчин головних породо5 утворювальних елементів. Аналітична схема розкладання 1 найбільш ефективна для розчи5 нення поліметалічних руд, сульфідних міне5 ралів, карбонатних порід. У результаті розкла5 дання фтористоводневою і сірчаною кислота5 ми за схемою 2 одержуємо низький коефіцієнт переходу в розчин стронцію, кальцію, моліб5 дену, свинцю, барію. Не розкладаються турма5 лін, циркон, колумбіт, берил, топаз, ставроліт, сподумен. Одержані результати свідчать, що під час використання схем 1 і 3 найповніше розклада5 ються сульфіди, карбонати, а також фосфати рідкісноземельних елементів (табл. 2). Розкладання проб різних мінералів за схе5 мами 3 і 4 забезпечує повний перехід до розчи5 ну більшості досліджуваних елементів — міді, кадмію, свинцю, цинку, нікелю, кобальту, індію, молібдену, ванадію. Під тиском МХ5печі за підвищеної темпе5 ратури повністю розкладаються за схемою 5 стійкі силікатні породи. Природні карбонати легко розчиняються в соляній, азотній кислотах з інтенсивним виді5 ленням вуглекислого газу. Однак при цьому залишається нерозчинний залишок мінераль5 ної речовини, представлений найчастіше квар5 цом і піритом. Карбонатні мінерали — каль5 цит, вітерит, стронціаніт, сидерит, доломіт, малахіт, смітсоніт, отавіт, у соляній і азотній кислотах розкладаються досить швидко без нагрівання. Однак складні фторвмісні карбо5 нати рідкісноземельних елементів, наприклад паризит, розкладаються в концентрованих со5 ляній або азотній кислотах під час нагрівання. АНАЛІТИЧНІ СХЕМИ ПРОБОПІДГОТОВКИ ГІРСЬКИХ ПОРІД ТА МІНЕРАЛІВ ISSN 0204�3548. Мінерал. журн. 2008. 30, № 4 101 Природні сульфідні мінерали — галеніт, бу5 ланжерит, ковелін, гринокіт, сфалерит, роз5 кладаються в концентрованих соляній або азотній кислотах на холоді. В соляній кислоті не розкладаються кіновар, молібденіт, нікелін, герсдорфіт, арсенопірит. У концентрованій азотній або сірчаній кис5 лотах розкладаються внаслідок нагрівання сульфіди олова, сурми, арсену, молібдену. Природні оксиди та гідроксиди — гематит, лімоніт, гетит, піролюзит, гаусманіт тощо, по5 вільно розчиняються під дією соляної і азотної кислот. Соляна і азотна кислоти розчиняють гідратовані оксиди значно легше, ніж безвод5 ні. Високою стійкістю до дії соляної, азотної і сірчаної кислот відзначаються каситерит, ру5 тил, кварц, корунд, а також хризоберил, бей5 керит, колумбіт. Добре розчиняються в кон5 центрованій азотній кислоті такі мінерали молібдену і вольфраму: повеліт, молібденіт, шеєліт, вольфраміт. Фосфати кальцію і рідкісноземельних еле5 ментів — апатит, монацит, ксенотим, розкла5 даються в соляній кислоті не повністю. Однак фосфати заліза, марганцю, алюмінію, міді лег5 ко розчиняються в соляній кислоті (табл. 2). В азотній кислоті добре розчиняються біль5 шість фосфатів, наприклад апатит, ксенотим, монацит. Силікатні породи та мінерали не розклада5 ються мінеральними кислотами або розкла5 даються неповністю. Стійкість силікатних мінералів до дії соляної та інших мінеральних кислот залежить головним чином від спів5 відношення кількості кремнієвої кислоти і ос5 нов. Відомо, що чим сильніша основність катіонів і чим менше вказане співвідношення, тим краще силікатний мінерал розкладається. Швидкість розкладання залежить від власти5 востей даної системи, ваги проби та значення температури. На розчинність силікатних порід значно впливає також характер металу. Так, силікати, до складу яких входить важкий метал, розкла5 даються в більшості мінеральних кислот. Вілеміт, родоніт, хризокола, каламін, ортит, а також цеоліти розчиняються в соляній і азотній кислотах. Для розкладання силікатів найчастіше зас5 тосовують суміш фтористоводневої та сірчаної або хлорної кислот, ґрунтуючись на реакції ут5 ворення леткого фториду кремнію: SiO2 + 6НF = H2SiF6 + 2H2O, H2SiF6 = 2HF + SiF4. Дослідження поведінки гранітів, базальтів, діабазів і основних породоутворювальних мі5 нералів — біотиту, амфіболу, серпентину, слю5 ди, епідоту, гіперстену, актиноліту, олівіну, під час розкладання у відкритих системах за допо5 могою суміші фтористоводневої, хлористо5 водневої, сірчаної і азотної кислот показує, що протягом чотирьох год за 90—100 °C і пере5 мішування відбувається повне їх розкладання. Деякі силікатні мінерали виявляють значну стійкість під час розчинення в суміші фторис5 товодневої і сірчаної кислот навіть за тривалої дії цих реагентів та нагрівання — топаз, ак5 синіт, циркон, ставроліт, берил, гранат. Для їх розчинення найраціональніше використову5 вати МХ5печі ETНOS51. У цьому випадку швидкість реакції розчинення зростає в 50— 100 разів порівняно із класичними методами пробопідготовки. Висновки. Розроблено аналітичні схеми розкладання гірських порід та мінералів із ви5 О.М. ПОНОМАРЕНКО, А.І. САМЧУК, О.П. КРАСЮК та ін. 102 ISSN 0204�3548. Mineral. Journ. (Ukraine). 2008. 30, No 4 Об’єкт аналізу Еле5 мент Метод Знайдено –х , ppm Габро есекcитове (СГД52) Доломітизований вапняк (СИ52) Альбітизований граніт (СГ51А) Габро есекситове (СГД51А) Хвости гравітації золото5 вміcної руди (СЗХ53) Дерново5підзолисті ґрун5 ти (СДПС52) Дерново5підзолисті ґрун5 ти (СДПС51) Be Nb Mo Ge Be Cu Pb Ag Cd W Ge La Ce Pr Nd Au Ag Cd As Se ІСP�MS " " " AAC " " ІСP�MS " " " " " " " " " AAC ІСP�MS " 1,66 6,70 1,1 1,1 1,0 16,5 6,0 0,08 0,17 1,95 2,90 72 125 12 59 1,3 0,45 0,12 3,36 0,1 Таблиця 2. Результати визначення мікроелементів у стандартних зразках гірських порід з використанням різних схем пробопідготовки П р и м і т к а. — Sr — відносне стандартне відхилен5 ня 0,10—0,25. користанням мікрохвильового поля, які доз5 воляють значно зменшити тривалість та пра5 цемісткість пробопідготовки. Наведені ре5 зультати ІСР�МS визначення вмісту мікроеле5 ментів у природних об’єктах без попереднього концентрування. Розроблено комплекс мето5 дик ІСР�МS визначення вмісту рідкісних та благородних металів у гірських породах у діапазоні від 0,01 ppb до 10 ррm з відносним стандартним відхиленням 0,1—0,2. АНАЛІТИЧНІ СХЕМИ ПРОБОПІДГОТОВКИ ГІРСЬКИХ ПОРІД ТА МІНЕРАЛІВ ISSN 0204�3548. Мінерал. журн. 2008. 30, № 4 103 1. Бердонсон С.С., Бердоносова Д.Г., Знаменская И.В. Микроволновое излучение в химической практике // Хим. технология. — 2000. — № 3. — С. 2—8. 2. Бок Р. Методы разложения в аналитической химии. — М.: Химия, 1984. — 428 с. 3. Кубрикова И.В., Кузьмин Н.М. Микроволновая пробоподготовка в неорганическом элементном анализе // За5 вод. лаб. — 1992. — 58, № 8. — С. 2—5. 4. Пробоподготовка в микроволновых печах: теория и практика / Под ред. Г.М. Кингстона, Л.Б. Джеси. — М.: Мир, 1991. — 33 с. 5. Руководство оператора. ЕLЕМЕNТ52. Operator Manual. — Rev. O. — ISSUE, 1999. — 24 p. 6. Самчук А.И., Пилипенко А.Т. Аналитическая химия минералов. — Киев: Наук. думка, 1982. — 199 с. 7. Симонова З.И. Атомно5абсорбционные методы определения элементов в породах и минералах. — Новоси5 бирск: Наука, 1986. — 210 с. 8. Томпсон М. Руководство по спектрометрическому анализу с индуктивно связанной плазмой. — М.: Недра, 1988. — 289 с. 9. Физические методы анализа в геохимии: Сб. тр. — Новосибирск: Наука, 1978. — 150 с. Ін5т геохімії, мінералогії та рудоутворення Надійшла 14.10.2008 ім. М.П. Семененка НАН України, Київ РЕЗЮМЕ. Приведены аналитические схемы разложения горных пород и минералов с применением микровол5 новой системы ETHOS51 для последующего определения микроэлементов с помощью метода ІCP�MS спектро5 метрии. Разработанные методики отличаются высокой эффективностью и позволяют значительно уменьшить время и трудоемкость пробоподготовки, по сравнению с классическими схемами. SUMMARY. Analytical schemes for decomposition of rocks and minerals applying microwave system ETHOS�1 for the fol5 lowing determination of microelements using ICP�MS spectrometry are represented. The methods developed are highly effective and time5saving in comparison with classical schemes.
id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-61240
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn	0204-3548
language	Ukrainian
last_indexed	2025-12-07T17:42:41Z
publishDate	2008
publisher	Інститут геохімії, мінералогії та рудоутворення ім. М.П. Семененка НАН України
record_format	dspace
spelling	Пономаренко, О.М. Самчук, А.І. Красюк, О.П. Макаренко, Т.І. Антоненко, О.Г. 2014-04-27T18:11:26Z 2014-04-27T18:11:26Z 2008 Аналітичні схеми пробопідготовки гірських порід та мінералів і визначення в них мікроелементів методом мас-спектрометрії з індукційно зв’язаною плазмою (ICP-MS) / О.М. Пономаренко, А.І. Самчук, О.П. Красюк, Т.І. Макаренко, О.Г. Антоненко // Мінералогічний журнал. — 2008. — Т. 30, № 4. — С. 97-103. — Бібліогр.: 9 назв. — укр. 0204-3548 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61240 546.91 : 543.42 Наведено аналітичні схеми розкладання гірських порід та мінералів з використанням мікрохвильової системи ЕТНОS-I, що дозволяють значно зменшити тривалість та працемісткість пробопідготовки. Наведено результати ICP-MS визначення мікроелементів у природних об’єктах без попереднього концентрування. Приведены аналитические схемы разложения горных пород и минералов с применением микроволновой системы ETHOS-1 для последующего определения микроэлементов с помощью метода ІCP-MS спектрометрии. Разработанные методики отличаются высокой эффективностью и позволяют значительно уменьшить время и трудоемкость пробоподготовки, по сравнению с классическими схемами. Analytical schemes for decomposition of rocks and minerals applying microwave system ETHOS-1 for the following determination of microelements using ICP-MS spectrometry are represented. The methods developed are highly effective and time-saving in comparison with classical schemes. uk Інститут геохімії, мінералогії та рудоутворення ім. М.П. Семененка НАН України Мінералогічний журнал Методи досліджень Аналітичні схеми пробопідготовки гірських порід та мінералів і визначення в них мікроелементів методом мас-спектрометрії з індукційно зв’язаною плазмою (ICP-MS) Analytical Schemes of Microwave Decomposition of Rocks and Minerals and Microelements Determination in Them by Mass-Spectrometry with Induction Connected Plasma Method (ICP-MS) Article published earlier
spellingShingle	Аналітичні схеми пробопідготовки гірських порід та мінералів і визначення в них мікроелементів методом мас-спектрометрії з індукційно зв’язаною плазмою (ICP-MS) Пономаренко, О.М. Самчук, А.І. Красюк, О.П. Макаренко, Т.І. Антоненко, О.Г. Методи досліджень
title	Аналітичні схеми пробопідготовки гірських порід та мінералів і визначення в них мікроелементів методом мас-спектрометрії з індукційно зв’язаною плазмою (ICP-MS)
title_alt	Analytical Schemes of Microwave Decomposition of Rocks and Minerals and Microelements Determination in Them by Mass-Spectrometry with Induction Connected Plasma Method (ICP-MS)
title_full	Аналітичні схеми пробопідготовки гірських порід та мінералів і визначення в них мікроелементів методом мас-спектрометрії з індукційно зв’язаною плазмою (ICP-MS)
title_fullStr	Аналітичні схеми пробопідготовки гірських порід та мінералів і визначення в них мікроелементів методом мас-спектрометрії з індукційно зв’язаною плазмою (ICP-MS)
title_full_unstemmed	Аналітичні схеми пробопідготовки гірських порід та мінералів і визначення в них мікроелементів методом мас-спектрометрії з індукційно зв’язаною плазмою (ICP-MS)
title_short	Аналітичні схеми пробопідготовки гірських порід та мінералів і визначення в них мікроелементів методом мас-спектрометрії з індукційно зв’язаною плазмою (ICP-MS)
title_sort	аналітичні схеми пробопідготовки гірських порід та мінералів і визначення в них мікроелементів методом мас-спектрометрії з індукційно зв’язаною плазмою (icp-ms)
topic	Методи досліджень
topic_facet	Методи досліджень
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61240
work_keys_str_mv	AT ponomarenkoom analítičníshemiprobopídgotovkigírsʹkihporídtamíneralívíviznačennâvnihmíkroelementívmetodommasspektrometríízíndukcíinozvâzanoûplazmoûicpms AT samčukaí analítičníshemiprobopídgotovkigírsʹkihporídtamíneralívíviznačennâvnihmíkroelementívmetodommasspektrometríízíndukcíinozvâzanoûplazmoûicpms AT krasûkop analítičníshemiprobopídgotovkigírsʹkihporídtamíneralívíviznačennâvnihmíkroelementívmetodommasspektrometríízíndukcíinozvâzanoûplazmoûicpms AT makarenkotí analítičníshemiprobopídgotovkigírsʹkihporídtamíneralívíviznačennâvnihmíkroelementívmetodommasspektrometríízíndukcíinozvâzanoûplazmoûicpms AT antonenkoog analítičníshemiprobopídgotovkigírsʹkihporídtamíneralívíviznačennâvnihmíkroelementívmetodommasspektrometríízíndukcíinozvâzanoûplazmoûicpms AT ponomarenkoom analyticalschemesofmicrowavedecompositionofrocksandmineralsandmicroelementsdeterminationinthembymassspectrometrywithinductionconnectedplasmamethodicpms AT samčukaí analyticalschemesofmicrowavedecompositionofrocksandmineralsandmicroelementsdeterminationinthembymassspectrometrywithinductionconnectedplasmamethodicpms AT krasûkop analyticalschemesofmicrowavedecompositionofrocksandmineralsandmicroelementsdeterminationinthembymassspectrometrywithinductionconnectedplasmamethodicpms AT makarenkotí analyticalschemesofmicrowavedecompositionofrocksandmineralsandmicroelementsdeterminationinthembymassspectrometrywithinductionconnectedplasmamethodicpms AT antonenkoog analyticalschemesofmicrowavedecompositionofrocksandmineralsandmicroelementsdeterminationinthembymassspectrometrywithinductionconnectedplasmamethodicpms

Аналітичні схеми пробопідготовки гірських порід та мінералів і визначення в них мікроелементів методом мас-спектрометрії з індукційно зв’язаною плазмою (ICP-MS)

Institution

Similar Items