Опыт разработки стандартных образцов в ИАЦ ОАО «Иргиредмет»

разработчики, изготовители стандартных образцов

УДК 006.9:53.089.68

ОПЫТ РАЗРАБОТКИ СТАНДАРТНЫХ ОБРАЗЦОВ В ИАЦ ОАО «ИРГИРЕДМЕТ»

А. В. Зеленкова, Е. В. Ступакова, С. В. Прокопьева, Т. Д. Горностаева

В статье представлен обзор основных работ Испытательного аналитического центра ОАО «Ир-гиредмет» по разработке, аттестации, выпуску стандартных образцов различного природного и техногенного состава. Более подробно представлены сведения о разработке комплекта стандартных образцов предприятия состава золотосодержащих руд в 2011 г.

The article presents the review of the main works, conducted in Testing Analytical Centre OJSC "Irgired-met" on the development, certification and issue of certified reference materials of various natural and technogenic composition. The development of a set of in-plant certified reference materials for composition of gold bearing ores in 2011 is considered in more detail.

Ключевые слова: стандартный образец, стандартный образец предприятия, руда, аттестуемые элементы, однородность материала, метрологические характеристики, аттестация стандартных образцов.

Key words: reference material, in-plant reference material, ore, certified elements, material homogeneity, metrological characteristics, certification of reference materials.

Испытательный аналитический центр (ИАЦ) ОАО «Ир-гиредмет» (далее - Центр) аккредитован в Системе аккредитации аналитических лабораторий РФ в соответствии с требованиями международного стандарта [1] на техническую компетентность и независимость. Также во всех подразделениях института внедрена и успешно функционирует система менеджмента качества, сертифицированная в соответствии с требованиями стандартов [2, 3]. Поэтому одной из приоритетных задач Центра является высокое качество выполняемых работ.

Аналитические работы, выполняемые в ИАЦ ОАО «Иргиредмет», имеют ряд особенностей:

- массовость анализов (до 10 000 проб в месяц);

- разнообразие анализируемых объектов (почвы, горные породы, руды и продукты их технологической переработки, ионообменные смолы, активированные угли, технологические растворы и сточные воды);

- большой круг определяемых компонентов (благородные металлы, цветные металлы, металлы подгруппы железа, сера, фазовый анализ и др.);

- широкий диапазон определяемых содержаний элементов (от п-10-7 масс. % до п-10 масс. %).

Достоверность полученных результатов измерений во многом зависит от наличия в Центре образцов

для контроля адекватного пробам химического состава. В качестве образцов для контроля согласно [4] могут использоваться стандартные образцы (СО) состава, которые активно применяются в ИАЦ ОАО «Иргиредмет».

Метрологическая группа (МГ) ИАЦ ОАО «Ирги-редмет» (Аттестат аккредитации Госстандарта России № РОСС RU .01.00057) аккредитована на право аттестации методик измерений, проведения метрологической экспертизы материалов по разработке методик измерений и СО.

В ИАЦ ОАО «Иргиредмет» за период времени после аккредитации МГ в 1998 г. выполнен большой объем работ по разработке, аттестации и выпуску стандартных образцов состава рудных материалов (золото-, серебро-, платиносодержащих, полиметаллических, железных руд и продуктов их переработки), ионообменных золотосодержащих смол и активированных углей. Разработанные СО аттестованы на содержание благородных металлов: золота, серебра, платины

и палладия, а также некоторых других элементов: железа, меди, цинка, свинца, сурьмы, мышьяка, марганца, никеля, серы, кадмия и др. Всего в ИАЦ выпущено 73 комплекта (235 единиц) стандартных образцов категории «стандартный образец предприятия» (СОП) различного состава, один государственный стандартный образец состава руды золотосодержащей ГСО 8634-2004, четыре межгосударственных стандартных образца состава ионов благородных металлов: ионов золота МСО 0623:2004 (ГСО 8429-2003, СО КООМЕТ 0038-2005^и), ионов серебра МСО 0624:2004 (ГСО 8430-2003, СО КООМЕТ 0039-2005^), ионов платины МСО 0625:2004 (ГСО 8431-2003, СО КООМЕТ 0040-2005^и) и ионов палладия МСО 0626:2004 (ГСО 8432-2003, СО КООМЕТ 0041-2005^).

Перечень заказчиков, для которых на договорной основе разработаны СОП, включает более 20 предприятий и организаций.

Сведения о некоторых разработанных СО представлены в табл. 1.

Таблица 1

Примеры СОП, выпущенных ИАЦ ОАО «Иргиредмет» за 2008-2011 гг.

Метрологические характеристики

Индекс СОП Материал СОП Элемент Аттестованное значение массовой доли элемента Границы погрешности аттестованного значения, Р = 0,95 Заказчик

РПМ ИАЦ-5-08 Руда полиметал- Серебро (Ад), г/т 247 2

лическая Мышьяк % 0,135 0,016

Висмут р), % 0,54 0,03

Медь (Си), % 0,86 0,03

Железо ^е), % 1,99 0,03

Ртуть (Нд), % 0,0018 0,0001 -

Молибден (Мо), % 0,020 0,006

Свинец (РЬ), % 0,039 0,001

Сурьма ^Ь), % 0,64 0,03

Селен ^е), % 0,042 0,001

Теллур (Те), % 1,40 0,07

Продолжение таблицы 1

Метрологические характеристики

Индекс СОП Материал СОП Элемент Аттестованное значение массовой доли элемента Границы погрешности аттестованного значения, Р = 0,95 Заказчик

FeCP-1-08 Руда железная Железо ^е), % 58,4 0,9

Титан (ТО, % 0,18 0,02 -

Ванадий (V), % 0,047 0,002

В1апкАи Руда золотосодержащая; «пустая порода» Золото (Аи), г/т 0,005*

ПС1-09 Питание сорб- Золото (Аи), г/т 31,7 1,8

ции** Серебро (Ад), г/т 0,38 0,02

Мышьяк % 2,60 0,06

Сурьма ^Ь), % 2,10 0,05 ЗАО «Полюс»

Железо ^е), % 12,8 0,2

Кальций (Са), % 11,7 0,7

Сера % 11,7 0,5

Углерод (С), % 1,28 0,22

ХФ1-09 Хвосты флота- Золото (Аи), г/т 0,56 0,02

ции Мышьяк % 0,029 0,002

Сурьма ^Ь), % 0,026 0,004 ЗАО «Полюс»

Железо ^е), % 2,65 0,07 (Олимпиадин-

Кальций

Сера % 0,42 0,03

Углерод (С), % 3,58 0,05

ФК БИО1-09 Флотоконцен- Золото (Аи), г/т 123 6 ЗАО «Полюс»

траты БИО Серебро

Мышьяк % 4,14 0,19

Сурьма ^Ь), % 15,1 0,3

Железо ^е), % 15,7 0,3

Кальций (Са), % 5,91 0,08

Окончание таблицы 1

Индекс СОП Материал СОП Метрологические характеристики Заказчик

Элемент Аттестованное значение массовой доли элемента Границы погрешности аттестованного значения, Р = 0,95

Сера % 17,6 07

Углерод (С), % 4,57 0,05

ЗСК-7-10 Золотосеребря-ный концентрат Золото (Аи), г/т 33,7 3,3 ЗАО «Серебро Магадана»

Серебро (Ад), г/т 15487 385

ЗСХ-9-10 Золотосеребря-ные хвосты Золото (Аи), г/т 0,162 0,014 ЗАО «Серебро Магадана»

Серебро (Ад), г/т 73,1 2,2

ЗСР-12-10 Руда золотосодержащая Золото (Аи), г/т 0,34 0,06 ООО Артель старателей Чукотка

Серебро (Ад), г/т 13,5 0,3

Примечание:

* Значение представлено в качестве справочного значения. ** Материал переработки продуктов руд.

При проведении работ по разработке и аттестации СО в ИАЦ применяют разработанные и аттестованные Центром методики количественного химического анализа (КХА). Широкое применение получила методика измерений «МА ИАЦ-70-2010 (ФР.1.31.2010.07431.) КХА. Методика определения массовых долей элементов в рудах и продуктах их переработки атомно-эмиссионным методом с индуктивно связанной плазмой».

Для многих ранее разработанных в Центре СО на основе расчета оценки стабильности согласно [5] был продлен срок годности и выдан соответствующий сопроводительный документ стандартного образца (сертификат).

Сведения о разработке комплекта СОП в 2011 г.

При определении содержания золота методом пробирной плавки с каждой партией проб (не более 20) через все стадии анализа для контроля точности результатов согласно [6, 7] проходит СО близкого к

пробам химического состава и холостая проба. Учитывая производительность пробирной группы Центра (до 10 000 проб в месяц), потребность в СО только для пробирной группы составляет 200-300 кг в год.

В связи с вышеизложенным в течение 2011 г. в Центре был разработан, аттестован и выпущен комплект СОП состава золотосодержащих руд. Согласно техническому заданию аттестованная характеристика СОП - массовая доля золота и серебра. Так как в Центре широко используется методы атомно-абсорбционной спектрометрии (ААС) и атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (АЭС-ИСП) для определения массовой доли различных элементов в природных и технологических объектах, было принято решение дополнительно для шести из разрабатываемых СО включить в качестве аттестованной характеристики массовую долю мышьяка, кобальта, меди, железа, марганца, молибдена, никеля, фосфора, свинца, серы, сурьмы и цинка (выборочно).

Подготовка рудного материала (пробы руд золотосодержащих разных месторождений с различными содержаниями золота и серебра) к созданию СО включала: измельчение материала СО до крупности частиц 0,074 мм и гомогенизацию на специальном оборудовании с последующим квартованием и отбором проб для исследования однородности материала. Оценку однородности материала СО проводили в соответствии с [8] по таким аттестуемым характеристикам, как массовая доля золота и серебра.

Так как содержание золота в СОП АиВ1-ИАЦ-1-11 и холостой пробе составляло соответственно 0,0041 и 0,0037 г/т (одинаковые величины), то расчет характеристики погрешности, обусловленной неоднородностью материала СО, проводили на основании результатов измерений массовой доли золота в указанном СО без учета холостой пробы.

Согласно [9] рассчитанные значения характеристики погрешности от неоднородности материала СО в дальнейшем учитывали при расчете границ погрешности аттестованного значения СО.

Аттестованное значение СО устанавливали по результатам межлабораторного эксперимента согласно [9]. В межлабораторном эксперименте участвовало семь независимых лабораторий:

• ИАЦ ОАО «Иргиредмет»;

• ОАО «Лабораторно-исследовательский центр по изучению минерального сырья» (ОАО «ЛИЦИМС»);

• Исследовательский центр ЗАО «Золотодобывающая компания «ПОЛЮС»;

• Центральная заводская пробирно-аналитическая лаборатория (ЦЗПАЛ) ОАО «Покровский рудник»;

• Центральная пробирно-аналитическая лаборатория (ЦПАЛ) ООО «НПГФ «Регис»;

• Токурская полевая пробирно-аналитическая лаборатория (ТППАЛ) ООО «НПГФ «Регис»;

• Маломырская заводская пробирно-аналитическая лаборатория (МЗПАЛ) ООО «Маломырский рудник».

Для уменьшения неисключенных систематических погрешностей отдельных методик анализа применяли методы, основанные на различных физических и химических принципах. Также, ввиду ограниченности методов анализа, измерения в Центре выполняли разные специалисты в разные дни на разных средствах измерений с использованием одной и той же методики измерений.

В табл. 2 представлены сведения о методах измерений, применяемых при выполнении межлабораторного эксперимента.

Таблица 2

Методы измерений, используемые при определении метрологических характеристик СО

Метод измерений Аттестуемые элементы Лаборатория, выполняющая измерения

Пробирно-гравиметрический Золото (Аи), серебро (Ад) ИАЦ ОАО «Иргиредмет» МЗПАЛ ООО «Маломырский рудник» ТППАЛ ООО «НПГФ «Регис» ЦЗПАЛ ОАО «Покровский рудник» ЗАО «ПОЛЮС» ОАО «ЛИЦИМС» ЦПАЛ ООО НПГФ «Регис»

Пробирно-атомно- Золото (Аи) ИАЦ ОАО «Иргиредмет» абсорбционный МЗПАЛ ООО «Маломырский рудник» ТППАЛ ООО «НПГФ «Регис» ЦЗПАЛ ОАО «Покровский рудник» ЗАО «ПОЛЮС» ОАО «ЛИЦИМС» ЦПАЛ ООО НПГФ «Регис»

Окончание таблицы 2

Метод измерений Аттестуемые элементы Лаборатория, выполняющая измерения

АЭС-ИСП Мышьяк железо ^е) ИАЦ ОАО «Иргиредмет» ЗАО «ПОЛЮС» ЦПАЛ ООО НПГФ «Регис»

Кобальт (Со), медь (Си), марганец (Мп), молибден (Мо), никель (N0, фосфор (Р), свинец (РЬ), сера сурьма ^Ь), цинк ^п) ИАЦ ОАО «Иргиредмет» ЦПАЛ ООО НПГФ «Регис»

ААС Кобальт (Со), медь (Си), железо ^е), марганец (Мп), никель (№), свинец (РЬ), цинк ^п) ИАЦ ОАО «Иргиредмет» ОАО «ЛИЦИМС»

Масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой Кобальт (Со), медь (Си), железо ^е), марганец (Мп), никель (№), свинец (РЬ), цинк ^п) ЗАО «ПОЛЮС»

Фотометрический Молибден (Мо), фосфор (Р) ОАО «ЛИЦИМС»

Титриметрический Мышьяк ОАО «ЛИЦИМС»

Сжигание в токе кислорода Сера ЗАО «ПОЛЮС» ЦПАЛ ООО НПГФ «Регис»

Гравиметрический Сера ОАО «ЛИЦИМС»

При выполнении измерений все лаборатории применяли методики измерений, аттестованные в установленном порядке.

Согласно [9] за аттестованное значение СО принимали среднее арифметическое или среднее взвешенное значение ряда результатов измерений, полученных при проведении межлабораторной аттестации комплекта СОП. Результаты оценки характеристики однородности материала и установленные значения метрологических характеристик разработанного комплекта СОП представлены в табл. 3.

Среди разработанных СО СОП АиВ1-ИАЦ-1 -11 с массовой долей золота <0,005 г/т используется в

лаборатории Центра и лабораториях других предприятий при проведении измерений массовой доли золота в пробах геологических поисков в качестве пустой породы.

Выпущенный комплект СОП был востребован многими лабораториями различных геологических организаций и широко использовался самим Центром, в связи с чем в 2011 г. практически полностью реализован и израсходован. В октябре 2011 г. в ИАЦ ОАО «Иргиредмет» начаты работы по разработке и аттестации нового комплекта СОП состава руд золотосодержащих, который будет аттестован на содержание золота и серебра и ряда цветных металлов.

Таблица 3

Результаты оценки однородности и аттестованных значений массовой доли элементов в комплекте СОП 2011 г.

характеристика погрешности, обусловленная неоднородностью Sн Метрологические характеристики

Индекс СОП Au, млн-1 (г/т) Ag, млн-1 (г/т) Масса

Сср ^н Сср ^н Элемент Аттестованное значение массовой доли элемента Границы погрешности аттестованного значения, Р = 0,95 СОП, кг

Золото (Аи), г/т <0,005*

Мышьяк % 0,0016 0,0002

Кобальт (Со), % 0,0010 0,0001

Медь (Си), % 0,0028 0,0002

АиВ1 ИАЦ-1-11 0,004 0,0004 <1,00 Железо ^е), % 2,61 0,18 45

Марганец (Мп), % 0,028 0,001

Никель(\Н), % 0,0023 0,0002

Фосфор (Р), % 0,030 0,004

Свинец (РЬ), % 0,0019 0,0001

Цинк (Zn), % 0,0048 0,0001

ЗСР ИАЦ-2-11 0,37 0,017 <1,00 - Золото (Аи), г/т 0,37 0,04 85

ЗСР ИАЦ-3-11 0,30 0,008 <1,00 - Золото (Аи), г/т 0,29 0,02 70

ЗСР ИАЦ-4-11 3,52 0,101 5,2 0,078 Золото (Аи), г/т Серебро (Ад), г/т 25 0,21 0,2 70

Золото (Аи), г/т 13,6 0,8

Серебро (Ад), г/т 20,0 1,2

Мышьяк % 0,060 0,003

Кобальт (Со), % 0,0011 0,0002

ЗСР ИАЦ-5-11 13,4 0,401 20,5 0,556 Медь (Си), % 0,0045 0,0007 70

Железо ^е), % 1,55 0,08

Марганец (Мп), % 0,041 0,001

Никель (\Н), % 0,0021 0,0002

Фосфор (Р), % 0,023 0,002

Продолжение таблицы 3

характеристика погрешности, обу-

словленная неоднородностью Sн Метрологические характеристики

Индекс СОП Ли, млн-1 (г/т) Ад, млн-1 (г/т) Масса

Аттестован- Границы погреш- СОП, кг

^н Сср ^н Элемент ное значение массовой доли элемента ности аттестованного значения, Р = 0,95

Свинец (РЬ), % 0,0029 0,0001

ЗСР ИАЦ-5-11 13,4 0,401 20,5 0,556 Сера % 0,62 0,03 70

Сурьма ^Ь), % 0,0039 0,0001

Цинк ^п), % 0,0068 0,0001

Золото (Аи), г/т 7,8 0,4

Серебро (Ад), г/т 11,3 0,5

Мышьяк % 0,051 0,004

Кобальт (Со), % 0,0009 0,0001

Медь (Си), % 0,0051 0,0006

Железо ^е), % 2,08 0,17

ЗСРИАЦ-6-11 7,9 0,183 11,2 0,248 Марганец (Мп), % 0,102 0,008 85

Никель (1\й), % 0,0016 0,0001

Фосфор (Р), % 0,036 0,004

Свинец (РЬ), % 0,0069 0,0008

Сера % 0,85 0,07

Сурьма ^Ь), % 0,0065 0,0005

Цинк (Zn), % 0,0096 0,0004

Золото (Аи), г/т 74,9 2,2

Серебро (Ад), г/т 78,2 3,8

Мышьяк % 0,028 0,001

ЗСРИАЦ-7-11 75,8 1,032 72,5 1,832 Кобальт (Со), % 0,0008 0,0001 75

Медь (Си), % 0,025 0,001

Железо ^е), % 2,00 0,17

Марганец (Мп), % 0,067 0,004

Продолжение таблицы 3

характеристика погрешности, обу-

словленная неоднородностью Sн Метрологические характеристики

Индекс СОП Au, млн-1 (г/т) Ag, млн-1 (г/т) Масса

Аттестован- Границы погреш- СОП, кг

Сср ^н Сср ^н Элемент ное значение массовой доли элемента ности аттестованного значения, Р = 0,95

Никель (\Н), % 0,0018 0,0001

Фосфор (Р), % 0,038 0,003

ЗСРИАЦ-7-11 75,8 1,032 72,5 1,832 Свинец (РЬ), % 0,020 0,001 75

Сера % 1,03 0,08

Сурьма (Sb), % 0,017 0,001

Цинк ^п), % 0,026 0,001

Золото (Аи), г/т 0,33 0,02

Серебро (Ад), г/т 2,08 0,14

Мышьяк % 0,046 0,004

Кобальт (Со), % 0,0015 0,0001

Медь (Си), % 0,041 0,002

Железо ^е), % 4,75 0,43

ЗСР ИАЦ-8-11 0,34 0,008 2,04 0,058 Марганец (Мп), % (0,13) - 90

Никель (\Н), % 0,0059 0,0005

Фосфор (Р), % 0,0045 0,0002

Свинец (РЬ), % 0,080 0,006

Сера % 0,0065 0,0005

Сурьма (Sb), % 0,66 0,04

Цинк ^п), % 0,032 0,001

ЗСР ИАЦ-9-11 0,46 0,009 1,87 0,055 Золото (Аи), г/т 0,44 0,03 85

Серебро (Ад), г/т 2,18 0,14

Золото (Аи), г/т 0,50 0,03

ЗСР ИАЦ-10-11 0,50 0,009 2,00 0,025 Серебро (Ад), г/т 1,99 0,13 90

Мышьяк % 0,038 0,001

Окончание таблицы 3

Характеристика погрешности, обу-

словленная неоднородностью S,, Метрологические характеристики

Индекс СОП Au, млн-1 (г/т) Ag, млн-1 (г/т) Масса

Аттестован- Границы погреш- СОП, кг

С ср S н С ср S н Элемент ное значение массовой доли элемента ности аттестованного значения, Р = 0,95

Кобальт (Со), % 0,0017 0,0001

Медь (Си), % 0,046 0,002

Железо ^е), % 4,89 0,35

Марганец

Никель (N0, % 0,0055 0,0003

ЗСР ИАЦ-10-11 0,50 0,009 2,00 0,025 90

Фосфор (Р), % 0,0042 0,0002

Свинец (РЬ), % 0,102 0,005

Сера % 0,0094 0,0009

Сурьма ^Ь), % 0,68 0,04

Цинк ^п), % 0,035 0,002

Примечания:

Сср - среднее (рассчитанное) значение содержания золота и серебра в стандартном образце.

5н - характеристика погрешности, обусловленная неоднородностью материала СОП, выраженная в виде среднего квадрати-ческого отклонения.

* Значение представлено в качестве справочного.

ЛИТЕРАТУРА

1. ГОСТ Р ИСО/МЭК 17025-2006 Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий.

2. ГОСТ Р ИСО 9001-2008 Системы менеджмента качества. Требования.

3. ISO 9001:2008 Quality management systems. Requirements.

4. ГОСТ 8.31597 ГСИ. Стандартные образцы состава и свойств веществ и материалов. Основные положения.

5. Р 50.2.031-2003 ГСИ. Стандартные образцы состава и свойств веществ и материалов. Методика оценивания характеристики стабильности.

6. РМГ 76-2004 ГСИ. Внутренний контроль качества результатов количественного химического анализа.

7. ГОСТ Р ИСО 5725-(1-6)-2002 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений.

8. ГОСТ 8.531-2002 ГСИ. Стандартные образцы состава монолитных и дисперсных материалов. Способы оценивания однородности.

9. ГОСТ 8.532-2002 ГСИ. Стандартные образцы состава веществ и материалов. Межлабораторная метрологическая аттестация. Содержание и порядок проведения работ.

АВТОРЫ:

Зеленкова А. В. - старший научный сотрудник

ОАО «Иргиредмет» ИАЦ

664025, г. Иркутск, бул. Гагарина, 38

Тел./факс: (3952) 33-09-13

E-mail: av@irgiredmet.ru

Ступакова Е. В. - старший научный сотрудник, метролог

ОАО «Иргиредмет» ИАЦ

664025, г. Иркутск, бул. Гагарина, 38

Тел./факс: (3952) 33-09-13

E-mail: stupakova@irgiredmet.ru

Горностаева Т. Д. - канд. хим. наук, начальник ИАЦ ОАО «Иргиредмет»

664025, г. Иркутск, бул. Гагарина, 38 Тел./факс: (3952) 33-08-43 E-mail: analytic@irgiredmet.ru

Прокопьева С. В. - старший научный сотрудник, заместитель начальника ИАЦ ОАО «Иргиредмет» 664025, г. Иркутск, бул. Гагарина, 38 Тел./факс: (3952) 33-08-43 E-mail: analytic@irgiredmet.ru