Определение содержания и валентного состояния железа и марганца в железомарганцевых конкрециях по эмиссионным линиям K-серии рентгеновского флуоресцентного спектра

Abstract

Исследована возможность одновременного определения содержания железа и марганца, а также оценки отношений концентраций С(FeO)/С(Fe₂O₃общ) и С(MnO₂)/С(MnOобщ) по K-серии рентгеновского флуоресцентного спектра в железомарганцевых конкрециях. Измерения выполнены на спектрометре S4 Pioneer. Относительное стандартное отклонение определения содержания общего марганца составило 1.1 %, общего железа - 3.9 %. В качестве аналитического сигнала при определении валентного состояния железа и марганца использовали отношение интенсивностей линий IKβ₂,₅/IKβ₁,₃. Стандартное отклонение определения отношения C(MnO₂)/C(MnOобщ) для выборки стандартных образцов железомарганцевых конкреций составило 0.03 для величины отношения 1.16-1.23. Относительное стандартное отклонение определения содержания MnO₂ составило 1.8 % для диапазона содержания MnO₂ 24.30-40.80 мас. %. Стандартное отклонение определения отношения С(FeO)/С(Fe₂O₃общ) для выборки образцов минералов и оксидов железа составило 0.07. Оценка валентного состояния подтвердила, что железо и марганец в образцах железомарганцевых конкреций содержится преимущественно в окисленном состоянии (Fe³⁺ и Mn⁴⁺). Преимуществами метода РФА являются низкие затраты на пробоподготовку и возможность одновременного определения содержания железа и марганца.

This study was performed to search for the possibility to determine iron and manganese contents and to assess the C(FeO)/С(Fe₂O₃tot) and C(MnO₂)/С(MnOtot) ratios in nodules using K-series of X-ray fluorescence (XRF) spectrum. The measurements have been implemented by spectrometer S4 Pioneer. The relative standard deviation of MnOtot content was 1.1 %. The relative standard deviation of Fe₂O₃tot content was 3.9 %. The standard deviation of C(MnO₂)/C (MnOtot) for the set of standard samples of nodules was 0.03 for the range of ratio 1.16-1.23 %. The relative standard deviation of MnO₂ content was 1.8 % for the range of MnO₂ content 24.30-40.80 %. The standard deviation of C(FeO)/C(Fe₂O₃tot) for set of minerals and iron oxides was 0.07. The estimation of valence state proved that iron and manganese are mainly in high valence state in nodules (Fe³⁺ and Mn⁴⁺). The XRF method is preferred, for it is fast and convenient for sample preparation. This method allows to determine iron and manganese contents simultaneously.