Оптические инструменты, вооружающие глаз
ли приготовлены
10 образцов порошков (по пять каждой разности). Образцы галита дробились и
измельчались в яшмовой ступке так, как это делалось для приготовления
образцов для полуколичественного спектрального анализа. Рентгеновские
диффрактограммы получены в лаборатории структурного анализа Г.Каблисом.
При помощи рентгеновского излучения CuKa (1,54нм) были получены
обзорные рентгенограммы и детальная форма рефлекса (200). На обзорных
рентгенограммах различие наблюдается между синей и бесцветной солью только
в интенсивности пиков (у синей соли главный максимум на 3,5 % больше чем у
бесцветной при том же положении). На рис.3 приводится обзорная
рентгенограмма бесцветного образца галита (у других образцов рентгенограммы
сходны с приведенной).
Определение параметра элементарной ячейки произведено по рефлексу
(200). Условия при которых наблюдаются дифракционные рефлексы, задается
законом Вульфа-Брегга:
[pic] (3.1)
где d - межплоскостное расстояние, Q - угол дифракционного максимума, l -
длина волны рентгеновского излучения, n - порядок дифракции. Для кристаллов
кубической сингонии можно записать следующее соотношение между параметром
элементарной ячейки и индексами Мюллера и величиной межплоскостного
расстояния между сетками, обуславливающими данный рефлекс:
[pic] (3.2)
[pic]
Рис.4. Рентгенограмма рефлекса (200) для бесцветного и синего образцов и
соответствующие им аппроксимированные функцией Гаусса контуры.
[pic]
Рис.3.Обзорная рентгенограмма галита
Комбинируя данное выражение с условием возникновения рефлекса при n=1
получаем:
[pic] (3.3)
Для более точного определения угла дифракции контур рефлекса (200)
аппроксимировался функцией Гаусса (рис.4):
[pic] (3.4)
где А - площадь под контуром, W - его полуширина, Xc - положение центра, X
- текущее значение угла 2Q. В пределах погрешности измерений синяя и
бесцветная разности не различаются по названным параметрам. Положение
рефлекса (200) и параметры элементарной ячейки в образцах представлены в
таблице 1.
Таблица 1
Значения углов и параметров элементарных ячеек в исследуемых образцах.
| | |Синий | | | |прозр | | |
|образ|2q, |d(2q) |a, нм |d(а) |2q, |d(2q) |а, нм |d(а) |
|ец |гр. | | | |гр. | | | |
|Польш|31,697|0,003 |0,564 |0,003 |31,700|0,003 |0,564 |0,003 |
|а | | | | | | | | |
|Сол.1|31,675|0,006 |0,564 |0,004 |31,794|0,006 |0,562 |0,004 |
|Сол.2|31,713|0,006 |0,564 |0,004 |31,694|0,006 |0,564 |0,004 |
|Сол.3|31,688|0,006 |0,564 |0,004 |31,713|0,006 |0,564 |0,004 |
|Сол.4|31,694|0,006 |0,564 |0,004 |31,813|0,006 |0,562 |0,004 |
Полученные значения параметров элементарных ячеек во всех образцах
совпадают с литературным значением а=0,564 нм. Наличие структурных дефектов
в образцах синей соли, являющихся ответственными за окрашивание, не
сказывается на параметрах элементарных ячеек.
3.3. Примесной состав галита
Для определения примесных химических элементов в образцах (синем и
прозрачном) галита из Соликамска и Польши использовался полуколичественный
спектральный эмиссионный анализ. Пластинки синей и прозрачной разности
после обогащения дробились, а затем измельчались в яшмовой ступке до
состояния слипающейся пудры. Слипающаяся пудра растиралась дополнительно
около 15 минут для наиболее полного и тщательного измельчения.
Полуколичественный спектральный анализ проводился в лаборатории
спектрального анализа.
Результаты анализа проиллюстрированы в таблице 2. Соль из Польши имеет
значительно меньшее количество примесей в сравнении с солью Соликамска. В
синей разности Польского образца примесей в несколько раз меньше чем в
прозрачной. Однако в образцах из Соликамска подобное наблюдается не всегда.
В основном синяя соль чище, чем прозрачная.
Из примесных химических элементов, обнаруженных в исследуемых образцах,
наибольший вклад в суммарную концентрацию несут такие элементы как: Si-0,25
г/т в образце Соликамск1, Mg-0,15 г/т в Соликамске4, Ti-0,025 г/т и La-0,02
г/т в Соликамске2. Других элементов, концентрации которых возможно внесли
бы более весомый вклад в сумму концентраций примеси, проведенным методом
обнаружено не было. В заметке П.Н.Чирвинского о синей каменной соли
Соликамского месторождения [14], можно найти результат анализа синей соли:
NaCl - 98.17, KCl+RbCl - 0.54, MgCl2 0.07. Из этого результата можно
почерпнуть наличие рубидия и калия, радиоактивные долгоживущие изотопы
которых могли быть теми элементами, излучение которых в течение длительного
времени, привело к образованию центров окраски - F-агрегатных центров.
Таблица 2
Концентрация примесных химических элементов в г/т в образцах соли из
Соликамска и Польши.
| |Синяя соль |Бесцветная соль |
| |Польш|Сол-с|Сол-с|Сол-с|Сол-с|Польш|Сол-с|Сол-с|Сол-с|Сол-c|
| |а |к1 |к2 |к3 |к4 |а |к1 |к2 |к3 |к4 |
|Mn |-----|-----|-----|<0.00|-----|0,001|-----|<0,00|<0.00|<0,00|
| | | | |02 | | | |02 |02 |02 |
|Mo |-----|0,000|-----|-----|-----|0,000|0,000|0,000|-----|-----|
| | |1 | | | |1 |1 |1 | | |
|Cu |-----|0,000|-----|-----|-----|0,001|-----|0,000|0,000|<0,00|
| | |1 | | | | | |4 |2 |01 |
|Zn |-----|0,025|0,008|0,009|0,008|-----|0,004|0,005|0,009|0,004|
|Ti |0,002|0,025|0,009|0,01 |0,01 |0,01 |0,002|0,015|0,015|0,009|
|Zr |-----|<0,00|-----|-----|<0,00|-----|<0,00|<0,00|<0,00|<0,00|
| | |1 | | |1 | |1 |1 |1 |1 |
|Mg |0,004|0,02 |0,02 |0,04 |0,02 |0,01 |0,015|0,04 |0,15 |0,03 |
|Si |-----|0,25 |0,009|0,04 |0,02 |-----|0,009|0,1 |0,1 |0,02 |
|Al |0,001|0,015|0,001|0,004|0,004|0,01 |0,004|0,015|0,009|0,004|
|Fe |-----|0,002|0,001|0,002|0,000|-----|0,001|0,008|0,002|0,002|
| | |5 | |5 |9 | | | |5 |5 |
|Ca |-----|<0,00|<0,00|<0,00|<0,00|-----|0,008|0,008|0,008|<0,00|
| | |8 |8 |8 |8 | | | | |8 |
|Sr |0,001|<0,00|<0,00|<0,00|<0,00|0,001|0,002|0,002|0,001|0,001|
| | |1 |1 |1 |1 | | | | | |
|Ba |0,001|0,002|0,002|0,002|0,002|0,001|0,002|0,002|0,002|0,002|
|Y |-----|<0,00|-----|-----|-----|-----|-----|-----|-----|-----|
| | |2 | | | | | | | | |
|La |<0,00|0,02 |0,004|0,008|0,004|0,004|<0,00|0,009|0,009|0,004|
| |4 | | | | | |4 | | | |
|S |0,01 |0,4 |0,05 |0,12 |0,07 |0,04 |0,05 |0,2 |0,3 |0,08 |
3.4. Спектроскопия оптического поглощения
3.4.1. Аппаратура, используемая для получения спектров поглощения
Для получения спектров оптического поглощения применяется прибор
SPECORD UV VIS - автоматический регистрирующий двухлучевой спектрофотометр
для абсорбционных измерений в ультрафиолетовой и видимой зонах спектра. В
качестве приемника излучения применяется фотоумножитель, на который
попеременно падают световой поток сравнения и световой поток, ослабленный
исследуемой пробой. После усиления сигнал в виде спектра отображается на
ленте самописца или накапливается на магнитном носителе управляющей ЭВМ.
Для измерения спектров оптического поглощения были использованы синие
и прозрачные пластинки образцов галита толщиной от 0,5 до 2,5 мм и площадью
около 3 см2. Из одной пробы было приготовлено по несколько пластин. Съемка
спектров поглощения производилась с записью на магнитный носитель
компьютером ДВК 4, в режиме измерения оптической плотности. Спектральные
массивы в дальнейшем обрабатывались на компьютере IBM с применением
специальных программ построения спектра и стандартных программ типа Origin
и Excel. Они пересчитывались в коэффициенты поглощения k (мм-1). Спектры
оптического поглощения всех пластин представлены на рис.1 Приложения.
2. Спектры оптического поглощения
и центры окраски в природном галите
Спектры синей и бесцветной соли, полученные на различных пластинках из
цветовых разностей одного образца, для дальнейшего анализа были усреднены.
Они отдельно представлены на рис.5. В образце Соликамск4 присутствовали две
сильно отличные синие разности. Первая имеет светло-голубую окраску, вторая
имеет темно-синюю, насыщенную окраску. Основную массу образца слагает
первая разность, вторая находится в виде вкраплений. Для данных разностей
приведены отдельные спектры. Из спектров видно, что все окрашенные образцы
имеет подобные многокомпонентные спектры. Спектры прозрачных образцов
максимумов не имеют - коэффициент поглощения в них плавно возрастает в
высокоэнергетической области спектра, соответствующей УФ области спектра.
Этот подъем обусловлен рэлеевским рассеянием, интенсивность которого растет
пропорционально l-4.
[pic] [pic]
Рис.5. Все разновидности спектров оптического поглощения образцов из
Соликамска и Польши.
Для получения спектрального состава поглощения в синей
| |  скачать работу |
Оптические инструменты, вооружающие глаз |
