Современные методы рентгенофлуоресцентного анализа (РФА) обычно требуют гелиевой продувки для точного измерения легких элементов, таких как кремний (Si) и сера (S). Мы провели серию экспериментов, чтобы проверить, насколько эффективно анализатор АРП-2Ц справляется с этой задачей в обычной воздушной среде – без применения гелия.
Цель исследования
Определить, можно ли достоверно измерять содержание Si и S без гелиевой продувки, сохраняя точность и стабильность показаний в промышленных условиях.
Для этого мы оценили:
- линейность зависимости сигналов от концентрации,
- коэффициенты детерминации (R²),
- среднеквадратичные ошибки (RMSE),
- пределы обнаружения (LOD).
Как проводился эксперимент
Измерения выполнялись на калибровочных смесях песка (SiO₂) и серы с варьированием массовых долей от 1% до 46% по кремнию и от 1% до 98% по сере. Все измерения проходили в стандартной воздушной среде, без коррекции на атмосферу и без вычитания фона, то есть в максимально приближенных к реальности условиях.
Результаты
Кремний (Si):
- Диапазон линейности – от 3% и выше.
- Предел обнаружения (LOD): около 2–3%.
- Средняя погрешность в рабочем диапазоне: ± 2–3% масс.
- Коэффициент детерминации R² = 0.973 – высокая линейность и повторяемость.
Сера (S):
- Достоверные результаты при содержании ≥ 4%.
- Предел обнаружения (LOD): около 4%.
- Погрешность: ± 4–5% масс.
- Коэффициент детерминации R² = 0.977 – стабильная корреляция между сигналом и концентрацией.
Таким образом, при низких концентрациях (< 3% Si и < 4% S) сигналы становятся сопоставимыми с фоновыми шумами, что ограничивает чувствительность. Однако в рабочих диапазонах прибор демонстрирует устойчивую линейную зависимость, низкий уровень ошибок и отличную воспроизводимость.
Использование сегментной калибровки (разделение диапазонов на 2–3 участка) дополнительно снижает систематическую ошибку на 25–40%, повышая точность измерений.
Выводы
Анализатор АРП-2Ц надежно определяет содержание кремния и серы в обычной воздушной среде, без использования гелия. Это позволяет использовать его для оперативного поточного анализа технологических проб пульп и концентратов, где важна скорость, стабильность и простота эксплуатации.
Гелиевая продувка остается полезной лишь при работе с низкоконцентрированными или исследовательскими пробами, где требуется снизить порог обнаружения до долей процента.
В других же случаях, работа анализатора АРП-2Ц без гелия технически оправдана и экономически выгодна. Мы получаем достоверные данные, сокращаем эксплуатационные расходы и упрощаем анализ, не жертвуя качеством.