Аналитический контроль в металлургии цветных и редких металлов
Малютина Т.М., Конькова О.В
Металлургия, 1988 г.
Цеховые лаборатории систематически контролируют процесс производства отдельных цехов, способствуя выявлению причин технологических неполадок и разработке предложений для их устранения. Экспресс-лаборатории обслуживают отдельные стадии (переделы) технологического производства, требующие наиболее быстрого контроля. Деятельность заводских лаборатории тесно связанас работой ОТК (отдела технического контроля), который контролирует качество поступающего сырья и продукции предприятия, а также соблюдение технологических режимов. В функции ОТК входит также наблюдение за правильностью хранения готовой продукции, Сырья и материалов; контроль качества тары, упаковки и маркировки. Кроме того, ОТК осуществляет отбор средних проб, обеспечивает их хранение. Вопросы, связанные с проведением арбитражных анализов, с предъявлением рекламаций также решаются при участии ОТК.
Требования к методам анализа. Продукция предприятии цветнойметаллургии весьма разнообразна.
Объектамианализаявляются руды, концентраты, оксиды, соли, металлы, сплавы, производственные растворы и т. д. Важной задачей является анализ сточных вод предприятий с целью определения содержания ценных компонентов и токсичных веществ, а также анализатмосферы цехов и выбросов в атмосферу.
Отличительной особенностью большинства руд цветныхи редких металлов является низкая концентрация основного металла — от тысячных и десятитысячных долей процента до целых процентов. Лишь в некоторых рудах, например алюминиевых, титановых, содержание элементов исчисляется десятками процентов. В продуктах переработки руд — концентратах — содержания цветных и редких металлов также достигают десятков процентов.
Развитие новых отраслей промышленности — атомной энергетики, ракетостроения, полупроводниковой техники — связано с применением материаловособойчисто-т ы. К ним относятся, например, элементные полупроводники (германий, селен, теллур), полупроводниковые соединения (арсенид галлия, фосфид индия), высокочистые цирконий, ниобий и др. В отдельных случаях содержание примесей в этих материалах не должно превышать 10-6— 10-7%. Для определения различных содержаний элементов необходимы соответствующие методы анализа. В одних случаях для применяемых методов характерным является низкий пределобнаружения, в других — высокаявоспроизводимостьрезультатов.При контроле отдельных стадий технологических процессов, особенно быстропротекающих, высокие требования предъявляются к скоростивыполнения анализа.
Руды цветных и редких металлов являются комплексным сырьем. Например, в рудах меди, свинца и цинкаобычно содержатся кадмий, золото, серебро, селен, теллур, молибден, мышьяк, висмут, сера и другие элементы. Такие руды называют полиметаллическими. Задача аналитика — определить содержание одного или нескольких элементов в присутствии многих других. Методы, применяемые для анализа многокомпонентных материалов, должны быть избирательными.
Для выполнения анализа применяют химические, физико-химические и физические Методы, характеризующиеся различными пределами обнаружения, воспроизводимостью и скоростью выполнения. Определение содержаний элементов в пределах 10-6 ~ 10-7% стало возможным при использовании физических методованализа (масс-спектральных, активационных). Повышению зкспрессности анализа способствовало применение различных инструментальных методов.
Наиболее совершенной формойанализа технологического процесса является автоматический непрерывный контроль, При этом используются квантометры, автоматические хроматографы, масс-спектрометры, экспресс-анализаторы, автоматические колориметры и другие автоматические приборы. Значение высокопроизводительных методовконтроля особенно велико в условиях производства, когда необходимо выполнять массовые анализы.
ПРАВИЛА ОТБОРА ПРОБЫИ ПОДГОТОВКА ЕЕ К АНАЛИЗУ
Материалы добываются или производятся обычно большими партиями, достигающими десятков или сотен тонн. Анализируется же небольшое количество материала, как правило навескапробы не превышает 1 г. Как бы точно и тщательно ни был выполнен анализ, все усилия бесполезны, если анализируемая проба не отражает среднийсостав партии, т. е. не является представительной. Небольшая часть материалов (концентрата, металла и т. п.),состав которой соответствует среднему составу всей партии, называется среднейпробой данной партии.