Рентгенофлуоресцентный анализ элементного состава металлоотходов вольфрама, никеля и меди

Целью настоящей работы являлось проведение рентгенофлуоресцентного анализа элементного состава металлоотходов вольфрама, никеля и меди с помощью портативного спектрометра Olympus Delta.

Методы. Для определения химического состава сырья были исследованы образцы металлоотходов в виде прутка из меди, прутков различного диаметра из вольфрама и обрезков никелевых пластин, предназначенных для вторичной переработки. Для определения элементного состава металлоотходов был выбран метод рентгенофлуоресцентного анализа. Метод РФА основан на соотношении интенсивности рентгеновской флуоресценции от концентрации элементов в образце. Образцы, облученные мощным излучением рентгеновской трубки, в ответ излучают характерное флуоресцентное излучение атомов, пропорциональное их концентрации в образце. Данный метод позволяет качественно оценить элементный состав сложных образцов без нарушения их физико-химических свойств с минимальными временными затратами. В качестве экспресс-анализатора металлов и сплавов был использован спектрометр Olympus Delta, с помощью которого были получены экспериментальные данные о составе металлоотходов вольфрама, никеля и меди.

Результаты. На основании проведенных исследований, направленных на проведение рентгенофлуоресцентного анализа элементного состава металлоотходов вольфрама, никеля и меди с помощью портативного спектрометра Olympus Delta, установлено, что образцы исследуемых металлоотходов соответствуют следующим маркам сплавов: вольфрамовый пруток из вольфрама марки ВА; никелевая пластина из никеля марки ПНК-0Т1; медный пруток из меди марки М3р.

Заключение. Полученные результаты позволят провести дальнейшие исследования по их переработке методом электроэрозионного диспергирования и повторному использованию при получении тяжелых вольфрамовых сплавов. Реновация металлоотходов, в том числе металлоотходов вольфрама, никеля и меди будет способствовать ресурсосбережению, импортозамещению и обеспечению технологического суверенитета Российской Федерации.

1. Исследование структуры и механических свойств нано- и ультрадисперсных механоактивированных тяжелых вольфрамовых сплавов / В. Н. Чувильдеев, А. В. Нохрин, Г. В. Баранов, А. В. Москвичева, М. С. Болдин, Д. Н. Котков, Н. В. Сахаров, Ю. В. Благовещенский, С. В. Шотин, Н. В. Мелехин, В. Ю. Белов // Российские нанотехнологии. 2013. Т. 8, № 1/2. С. 94–104.

2. Сверхпрочные нанодисперсные вольфрамовые псевдосплавы, полученные методами высокоэнергетической механоактивации и электроимпульсного плазменного спекания / В. Н. Чувильдеев, А. В. Москвичева, А. В. Нохрин, Г. В. Баранов, Ю. В. Благовещенский, Д. Н. Котков, Ю. Г. Лопатин, В. Ю. Белов // Доклады Академии наук. 2011. Т. 436, № 4. С. 478–482.

3. Ровин С. Л., Калиниченко А. С., Ровин Л. Е. Возвращение дисперсных металлоотходов в производство // Литье и металлургия. 2019. № 1. С. 45–48.

4. Тенденции и перспективы развития рециклинга металлов / А. И. Татаркин, О. А. Романова, В. Г. Дюбанов, А. В. Душин, О. С. Брянцева // Экология и промышленность России. 2013. № 5. С. 4–10.

5. Джандиери Г. В. Диагностика эффективности и оптимизация организационно-экономической системы рециклинга черных металлов // Черные металлы. 2020. № 1. С. 56–62.

6. Писарева О. М. Оценка перспектив развития национальной системы рециклинга металлов на основе сценарного моделирования // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Экономические науки. 2014. № 3 (197). С. 75–89.

7. Проведение рентгеноспектрального микроанализа твердосплавных электроэрозионных порошков / Е. В. Агеев, Г. Р. Латыпова, А. А. Давыдов, Е. В. Агеева // Известия Юго-Западного государственного университета. 2012. № 5 (44), ч. 2. С. 99–102.

8. Порошки, полученные электроэрозионным диспергированием отходов твердых сплавов - перспективный материал для восстановления деталей автотракторной техники / Е. В. Агеев, В. Н. Гадалов, Е. В. Агеева, Р. В. Бобрышев // Известия Юго-Западного государственного университета. 2012. № 1 (40), ч. 1. С. 182–189.

9. Оценка эффективности применения твердосплавных электроэрозионных порошков в качестве электродного материала / Е. В. Агеев, Г. Р. Латыпова, А. А. Давыдов, Е. В. Агеева // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2012. № 1. С. 19–22.

10. Исследование химического состава порошков, полученных электроэрозионным диспергированием твердого сплава / Е. В. Агеев, Б. А. Семенихин, Е. В. Агеева, Р. А. Латыпов // Известия Юго-Западного государственного университета. 2011. № 5 (38), ч. 1. С. 138a–144.

11. Агеева Е. В., Агеев Е. В., Пикалов С. В. Рентгеноспектральный микроанализ тяжелых вольфрамовых псевдосплавов на основе диспергированных электроэрозией частиц сплава ВНЖ, полученных в воде // Современные проблемы машиностроения: сборник трудов XIII Международной научно-технической конференции. Томск: Томск. политехн. ун-т, 2020. С. 149–150.

12. Размер зерна тяжелых вольфрамовых сплавов, полученных на основе порошковых материалов, изготовленных электродиспергированием сплава ВНЖ 95 в керосине / Е. В. Агеев, С. В. Пикалов, А. С. Переверзев, А. А. Сысоев, Б. Н. Сабельников // Школа молодых новаторов: cборник научных статей 2-й Международной научной конференции перспективных разработок молодых ученых: в 3-х т. Курск: Университетская книга, 2021. Т. 3. С. 76–78.

13. Поварова К. Б., Алымов М. И., Дроздов А. А. Тяжелые вольфрамовые сплавы на основе нанопорошков // Вопросы материаловедения. 2008. № 2 (54). С. 94–99.

14. Агеева Е. В., Селютин В. Л., Андреева Л. П. Исследование влияния параметров электроэрозионного диспергирования сплава ВНЖ на средний размер получаемых частиц // Электрометаллургия. 2020. № 6. С. 32–40.

15. Нарцев В. М., Аткарская А. Б. Рентгенофлуоресцентный анализ состава тонких покрытий с использованием метода фундаментальных параметров // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2016. № 82(3). С. 29–35.

16. Рентгенофлуоресцентный анализ как метод определения количественного элементного состава сплавных катализаторов / Э. А. Каралин, Я. О. Желонкин, А. В. Опаркин, В. А. Васильев, Л. Т. Ахметова, Г. Р. Бадикова // Вестник технологического университета. 2016. Т.19, № 14. С. 63– 65.

17. Validation of secondary fluorescence excitation in quantitative X-ray fluorescence analysis of thin alloy films / A. Wählisch, C. Streeck, P. Hönicke, B. Beckhoffa // J. Anal. At. Spectrom. 2020. Vol. 35. P. 1664–1670. https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/ja/d0ja00171f

18. Бахтиаров А. В., Савельев С. К. Методика модифицированного способа стандарта-фона при рентгенофлуоресцентном анализе сложных многокомпонентных объектов // Журнал аналитической химии. 2020. T. 75, № 1. С. 24–30.

19. Полякова М. А., Босикова Е. Ю. Особенности применения рентгенофлуоресцентного анализа для определения состава материалов // Технологии металлургии, машиностроения и материалообработки. 2017. № 16. С. 92–98.

20. Рентгенофлуоресцентный анализ ванадиевого шлака после боратного сплавления / А. И. Волков, К. Б. Осипов, П. А. Жданов, А. Н. Серёгин, М. А. Большов // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2016. № 82(1). С. 8–15.