Сравнение аналитических возможностей установки с дуговым двухструйным аргоновым плазмотроном и комплекса «Гранд-Поток» при определении редкоземельных элементов в геологических образцах методом атомно-эмиссионной спектрометрии

Метод атомно-эмиссионной спектрометрии с дуговым возбуждением спектра позволяет определять редкоземельные элементы (РЗЭ) в геологических образцах путем прямого анализа твердых проб без длительной пробоподготовки. На примере анализа образца редкоземельной руды Томторского ниобий-редкоземельного месторождения сравнили аналитические возможности установки «Гранд-Поток» и двухструйного дугового плазмотрона (ДДП) в сочетании со спектрографом ДФС-458С, оснащенным многоканальным анализатором эмиссионных спектров (МАЭС). Показано, что более высокая температура плазмы ДДП (~7500 К) по сравнению с плазмой дугового разряда (~5500 К) и смещение диапазона регистрации спектра ДФС-458С в более длинноволновую область (280 – 245 нм) обеспечили возможность определения РЗЭ по большему числу аналитических линий с более низкими пределами обнаружения. Правильность результатов определения РЗЭ, полученных с использованием ДДП, подтверждена сравнением с данными анализа методом ИСП-МС.

1. Аношин Г. Н., Заякина С. Б., Путьмаков А. Н. Атомно-эмиссионный спектральный анализ и науки о Земле / «Химический анализ в геологии и геохимии» // Под ред. Г. Н. Аношина. — Новосибирск: Гео, 2016. С. 235 – 244.

2. Заякина С. Б., Аношин Г. Н. Дуговой двухструйный плазмотрон в аналитической спектрометрии. — Saarbrücken: Lambert Academic Publishing, 2013. — 261 с.

3. Николаева И. В., Палесский С. В., Карпов А. В. Сравнение ИСП-МС анализа геологических образцов в варианте растворов и лазерной абляции стекол / Изв. Томского политехн. ун-та. Инжиниринг георесурсов. 2019. Т. 330. № 5. С. 26 – 34. DOI:10.18799/24131830/2019/5/263

4. Zawisza B., Pytlakowska K., Feist B., et al. Determination of rare earth elements by spectroscopic techniques: a review / J. Anal. At. Spectrom. 2011. Vol. 26. N 12. P. 2373 – 2390. DOI:10.1039/C1JA10140D

5. Balaram V. Rare earth elements: A review of applications, occurrence, exploration, analysis, recycling, and environmental impact / Geosci. Front. 2019. Vol. 10. N 4. P. 1285 – 1303. DOI:10.1016/j.gsf.2018.12.005

6. Горбатенко А. А., Ревина Е. И. Инструментальные методы определения редкоземельных элементов (обзор) / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2014. Т. 80. № 4. С. 7 – 19.

7. Жерноклеева К. В., Барановская В. Б. Анализ чистых скандия, иттрия и их оксидов методами атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой и масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2010. Т. 76. № 11. С. 20 – 26.

8. Карандашев В. К., Жерноклеева К. В., Барановская В. Б. и др. Анализ высокочистых материалов методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (обзор) / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2012. Т. 78. № 1. С. 17 – 30.

9. Карандашев В. К., Жерноклеева К. В., Барановская В. Б. и др. Определение примесей тугоплавких металлов в редкоземельных металлах и их соединениях / Журн. аналит. химии. 2012. Т. 67. № 4. С. 383 – 392.

10. Дзюба А. А., Лабусов В. А., Васильева И. Е. и др. Аналитические возможности спектрального комплекса «Гранд-Поток» при сцинтилляционном определении содержания золота и серебра в геологических пробах / Аналитика и контроль. 2017. Т. 21. № 1. С. 6 – 15. DOI: 10.15826/analitika.2017.21.1.001

11. Путьмаков А. Н., Попов В. И., Лабусов В. А. и др. Новые возможности модернизированных спектральных приборов / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2007. Т. 73. Спецвыпуск. С. 26 – 28.

12. Заксас Н. П., Веряскин А. Ф., Лабусов В. А. Возможности двухструйной дуговой плазмы для прямого анализа проб разной природы / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2017. Т. 83. № 1. Ч. II. С. 86 – 88.

13. Yudelevich I. G., Cherevko A. S., Engelsht V. S., et al. A two-jet plasmatron for the spectrochemical analysis of geological samples / Spectrochim. Acta, Part B. 1984. Vol. 39. N 6. P. 777 – 785. DOI:10.1016/0584-8547(84)80086-5

14. Заксас Н. П., Шелпакова И. Р., Герасимов В. Г. Атомно-эмиссионное определение микроэлементов в порошковых пробах разной природы с возбуждением спектров в двухструйном дуговом плазматроне / Журн. аналит. химии. 2004. Т. 59. № 3. С. 254 – 260.

15. Черевко А. С., Сысо А. И. Использование многоэлементного атомно-эмиссионного спектрографического анализа природных объектов в эколого-агрохимических исследованиях / Агрохимия. 2010. № 11. С. 70 – 79.

16. Павлычева Н. К. Спектральные приборы с неклассическими дифракционными решетками. — Казань: Изд. КГТУ, 2003. С. 197.

17. Павлычева Н. К. Оптические схемы дифракционных спектральных приборов: новые технологии — новые возможности / Материалы V Международного симпозиума «Применение анализаторов МАЭС в промышленности». Новосибирск, 2004. http://www.vmk.ru/website/vmk/upload/custom/files/2004-V-simposium.pdf (дата обращения 06.11.2021).

18. Пат. РФ 55525. Герасимов В. А., Лабусов В. А., Саушкин М. С. (ООО «ВМК-Оптоэлектроника», Новосибирск). Двухструйный дуговой плазматрон для атомно-эмиссионного спектрального анализа. Опубл. 10.08.2006.

19. Пат. РФ 2298889. Герасимов В. А., Лабусов В. А., Саушкин М. С. (ООО «ВМК-Оптоэлектроника», Новосибирск). Двухструйный дуговой плазматрон для атомно-эмиссионного спектрального анализа. Опубл. 10.05.2007.

20. Гаранин А. А., Неклюдов О. А., Петроченко Д. В. и др. Программное обеспечение атомного спектрального анализа «Атом» / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2019. Т. 85. № 1. Ч. II. С. 103 – 111. DOI:10.26896/1028-6861-2019-85-1-II-103-111

21. Сарыг-оол Б. Ю., Букреева Л. Н., Мягкая И. Н. и др. Влияние химической пробоподготовки на определение высоких содержаний редкоземельных и высокозарядных элементов в геологических образцах методами ИСП-АЭС и ИСП-МС (на примере пород и руд месторождения «Томтор») / Журн. СФУ. Химия. 2020. Т. 13. № 4. С. 593 – 605. DOI:10.17516/1998-2836-0208

22. Лазарева Е. В., Жмодик С. М., Добрецов Н. Л. и др. Главные рудообразующие минералы аномально богатых руд месторождения Томтор (Арктическая Сибирь) / Геология и геофизика. 2015. Т. 56. № 6. С. 1080 – 1115. DOI:10.15372/GiG20150603

23. Коноплев А. Д., Толстов А. В., Васильев А. Т. и др. Особенности локализации редкометального оруденения на месторождении Томтор. Редкометально-урановое рудообразование в осадочных породах. — М.: Наука, 1995. С. 223 – 241.

24. Минерагения кор выветривания карбонатитов. Методическое руководство / Под ред. Н. В. Межеловского. — М.: Геокарт, ГеоС, 2011. — 308 с.

25. Зайдель А. Н., Прокофьев В. К., Райский С. М., Шрейдер Е. Я. Таблица спектральных линий. — М.: Наука, 1977. — 798 с.

26. Шавекин А. С., Купцов А. В., Заякина С. Б., Аношин Г. Н. Сравнение результатов сцинтилляционного анализа полученных с использованием установки «Поток» и дугового двухструйного плазмотрона «Факел» / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2017. Т. 83. № 1. Ч. 2. С. 97 – 100.

27. Шавекин А. С., Заякина С. Б., Сарыг-оол Б. Ю. и др. Определение рудных содержаний редкоземельных элементов в геологических образцах методом атомно-эмиссионной спектрометрии с дуговым двухструйным плазмотроном / Журн. СФУ. Химия. 2021. Т. 14. № 1. С. 59 – 71. DOI:10.17516/1998-2836-0216