Личный кабинет 
Опыт производства стандартных образцов в АО "Иргиредмет"
Зеленкова А.В., заместитель начальника Испытательного аналитического центра АО "Иргиредмет" по методической работе
Прокопьева С.В., начальник Испытательного аналитического центра АО "Иргиредмет"
Максимчук Е.В., начальник отдела метрологического обеспечения КХА АО "Иргиредмет"
Стандартные образцы применяют на всех стадиях измерительного процесса, включая калибровку, поверку, градуировку средств измерений, аттестацию (валидацию) методик (методов) измерений и контроль их точности. Они также используются при межлабораторных сличениях и для поддержания или установления прослеживаемости результатов измерений. Поэтому производство и аттестация стандартных образцов являются одним из ключевых видов деятельности в совершенствовании и поддержании всемирной системы измерений.
За почти 50-летнюю историю производства стандартных образцов (СО) АО "Иргиредмет" накопил богатый опыт по выпуску СО в категориях СОП, ОСО и ГСО и успешно продолжает деятельность в этом направлении (рис. 1). Разработаны более 390 единиц СО состава ионов благородных металлов, аффинированных металлов, руд, продуктов их переработки, золотосодержащих углей активированных и смол ионообменных (рис. 2). Ведутся работы по продлению сроков годности, изучению стабильности, установлению метрологической прослеживаемости и выбору способа установления аттестованных характеристик, выпуску СО с ранее неаттестованными характеристиками.
Рисунок 1. Производство стандартных образцов в АО "Иргиредмет"
Рисунок 2. Стандартные образцы, выпущенные АО "Иргиредмет"
Производство стандартных образцов
АО «Иргиредмет» выпускает разнообразные по составу стандартные образцы с 1976 года. На основе накопленного опыта институтом создана и поддерживается система менеджмента в области разработки, производства и поставки СО согласно ГОСТ Р ИСО 17034 [1], сертифицированная на соответствие требованиям ГОСТ Р ИСО 9001 (ISO 9001; регистрационный номер сертификата – РОСС RU.32143.04НАУ1, действителен до 07.12.2024).
Испытательные лаборатории добывающей промышленности широко используют разработанные АО "Иргиредмет" СО для демонстрации своей компетентности (п. 7.7 ГОСТ ISO/IEC 17025 [2]) и обеспечения метрологической прослеживаемости (п. 6.5 ГОСТ ISO/IEC 17025 [2], [3]).
Аттестованные значения метрологических характеристик в выпускаемых СО устанавливают на основе межлабораторной аттестации по ГОСТ 8.532 [4] и РМГ 93 [5], по аттестованной методике измерений в одной лаборатории по РМГ 93 [5] или по расчетно-экспериментальной процедуре приготовления по РМГ 93 [5].
Для установления метрологической прослеживаемости разработанные в институте СО утвержденных типов проходят испытание на Государственном вторичном эталоне единиц массовой доли и массовой (молярной) концентрации металлов в жидких и твердых веществах и материалах ГВЭТ 196-1-2012. Прослеживаемость результатов измерений, полученных аккредитованными на соответствие ГОСТ ISO/IEC 17025 [2] испытательными лабораториями в рамках межлабораторного эксперимента при разработке стандартных образцов категорий СОП и ОСО, реализуется к единицам СИ посредством применения поверенных средств измерений и стандартных образцов утвержденных типов: ГСО 8429-2003, ГСО 8430-2003, ГСО 7976-2001, ГСО 7684-99, ГСО 5371-90, ГСО 5359-90, ГСО 8044-94 и др.
В 2021 году согласно Р 50.2.031 [6] продлены сроки годности для СО состава угля активированного ГСО 10783-2016 (ЗАУ-1) ÷ ГСО 10785-2016 (ЗАУ-3) и смолы ионообменной ГСО 10786-2016 (ЗИС-1) ÷ ГСО 10788/2016 (ЗИС-3).
Накопленный опыт в оценке стабильности СО состава руд, продуктов их переработки и т.п. показывает, что приводимый ранее в технической документации на СО и установленный по умолчанию срок годности в пять лет может быть продлен как минимум в два-три раза (до 10-15 лет). Работы в данном направлении будут продолжены.
В 2022 году выполнены работы по продлению срока действия утверждения типа состава раствора ионов драгоценных металлов:
- золота ЗлР (ГСО 8429-2003, МСО 0623:2004, КООМЕТ 0038-2005-RU);
- серебра СрР (ГСО 8430-2003, МСО 0624:2004, КООМЕТ 0039-2005-RU);
- платины (IV) ПлР (ГСО 8431-2003, МСО 0625:2004, КООМЕТ 0040-2005-RU);
- палладия (II) ПдР (ГСО 8432-2003, МСО 0626:2004, КООМЕТ 0041-2005-RU).
Комплект СО СОП 254 (NZHL20-0) ÷ СОП 260 (NZHL20-6)
Одними из наиболее интересных стандартных образцов, выпущенных за последние пять лет, являются стандартные образцы состава руды золотокварцевой – СОП 254 (NZHL20-0) ÷ СОП 260 (NZHL20-6).
Цель разработки СО состава руды золотокварцевой СОП 254 (NZHL20-0) ÷ СОП 260 (NZHL20-6) состояла в обеспечении контроля качества выполнения аналитических работ, повышении достоверности и точности результатов измерений массовых долей золота, серебра, мышьяка общего, мышьяка сульфидного, серы общей, серы сульфидной, углерода общего и углерода органических соединений в золотосодержащих и других близких им по составу рудах в аналитических лабораториях Министерства природных ресурсов и экологии РФ, в том числе в лаборатории заказчика.
Разработка данного комплекта СО включала следующие этапы:
- разработка и согласование технического задания на разработку СО;
- пробоподготовка материала СО;
- исследование однородности и определение метрологических характеристик СО;
- оформление технической документации на СО;
- представление материалов в ФГУП "ВИМС" на регистрацию СО в Отраслевом реестре стандартных образцов, допущенных (рекомендованных) к применению при лабораторно-аналитическом обеспечении геологоразведочных работ на твердые полезные ископаемые.
Исходный материал для изготовления СО состава руды золотокварцевой представлял собой отдельные пробы, предоставленные заказчиком и сгруппированные по классам содержаний золота, серебра, мышьяка общего, мышьяка сульфидного, серы общей, серы сульфидной, углерода общего и углерода органических соединений. Общая масса исходного материала составила 1 086 кг.
Вся масса материала каждого СО была истерта с достижением гранулометрического состава, удовлетворяющего требованию заказчика: 95 % массы каждого кандидата в СО имели размер зерен менее 0,071 мм, 100 % – менее 0,100 мм. Далее материал был усреднен (гомогенизирован), а также перемешан вручную методом «кольца и конуса» несколько раз с последующим отбором проб для исследования однородности материала.
В аккредитованных лабораториях были определены минеральный и общий химический состав разрабатываемых СО.
Оценку однородности материалов стандартных образцов проводили в АО "Иргиредмет" согласно требованиям ГОСТ 8.531 [7], а также ОСТ 41-08-268 [8] по всем аттестуемым компонентам – золоту, серебру, мышьяку общему, мышьяку сульфидному, сере общей, сере сульфидной, углероду общему и углероду органических соединений. С этой целью случайным образом отбирали 20 проб и для каждой из них выполняли по четыре параллельных определения массовой доли каждого компонента.
Измерение массовой доли золота проводили пробирно-атомно-абсорбционным и пробирным методами; массовой доли серебра – атомно-абсорбционным методом; массовой доли серы общей, мышьяка общего и мышьяка сульфидного – методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (АЭС-ИСП); массовой доли серы сульфатной – гравиметрическим методом; массовой доли углерода общего и углерода органических соединений методом инфракрасной абсорбции (ИК-абсорбции). По результатам оценки однородности материал всех разрабатываемых СО был признан однородным (рис. 3).
Рисунок 3. Результаты оценки однородности для мышьяка сульфидного
Определение характеристик аттестованных значений СО проведено способом межлабораторного эксперимента с привлечением восьми лабораторий, проводящих испытания руд и продуктов их переработки, в том числе аккредитованных в национальной системе аккредитации РФ, с использованием различных аттестованных методик измерений.
В рамках межлабораторного эксперимента лаборатории использовали поверенные средства измерений и различные СО, в том числе утвержденных типов. Для выполнения измерений применялись следующие методы: для золота – пробирный, пробирно-атомно-абсорбционный; для серебра – атомно-абсорбционный; для мышьяка общего – рентгенофлуоресцентный, АЭС-ИСП, атомно-абсорбционный и фотометрический; для мышьяка сульфидного – рентгенофлуоресцентный и АЭС-ИСП; для серы общей – АЭС-ИСП, ИК-абсорбция и гравиметрический; для серы сульфидной – гравиметрический, ИК-абсорбция и расчетный; для углерода общего и углерода органических соединений – ИК-абсорбция (рис. 4).
Рисунок 4. Методы измерений, использованные при аттестации СОП 254 (NZHL20-0) ÷ СОП 260 (NZHL20-6)
Аттестованные значения СО и погрешности аттестованных значений представлены в табл. 1.
Таблица 1. Метрологические характеристики (массовая доля, %; *млн-1) СОП 254 (NZHL20-0) ÷ СОП 260 (NZHL20-6)
|
Компонент |
Аттестованное значение, границы абсолютной погрешности аттестованного значения ±∆, при доверительной вероятности 0,95 |
||||||
|
NZHL20-0 |
NZHL20-1 |
NZHL20-2 |
NZHL20-3 |
NZHL20-4 |
NZHL20-5 |
NZHL20-6 |
|
|
Au* |
0,023±0,004 |
0,41±0,02 |
1,12±0,02 |
3,52±0,05 |
6,1±0,1 |
9,2±0,2 |
44,2±0,6 |
|
Ag* |
0,20±0,02 |
2,45±0,05 |
8,3±0,2 |
271±4 |
17,3±0,3 |
48,4±1,4 |
160±4 |
|
Asобщ. |
0,0088±0,0004 |
0,177±0,004 |
0,58±0,02 |
1,14±0,04 |
1,50±0,03 |
1,44±0,02 |
1,47±0,02 |
|
As сульф. |
0,0059±0,0004 |
0,156±0,006 |
0,52±0,02 |
1,03±0,01 |
1,38±0,02 |
1,34±0,02 |
1,40±0,01 |
|
S общ. |
0,222±0,005 |
2,14±0,03 |
2,24±0,03 |
2,27±0,03 |
2,34±0,02 |
1,80±0,02 |
1,76±0,02 |
|
S сульф. |
0,194±0,012 |
1,98±0,04 |
2,09±0,03 |
2,10±0,03 |
2,19±0,02 |
1,73±0,03 |
1,68±0,03 |
|
С общ. |
2,79±0,04 |
2,23±0,03 |
2,02±0,02 |
1,09±0,03 |
1,56±0,03 |
1,52±0,02 |
1,15±0,02 |
|
С орг. |
1,56±0,03 |
1,51±0,03 |
1,39±0,02 |
0,92±0,02 |
1,13±0,02 |
1,03±0,02 |
0,76±0,01 |
Заключение
Документация по разработке, аттестации и выпуску СО прошла метрологическую экспертизу в ФГБУ "ВИМС", образцы СОП 254 (NZHL20-0) ÷ СОП 260 (NZHL20-6) внесены в Отраслевой реестр допущенных (рекомендованных) к применению при лабораторно-аналитическом обеспечении геологоразведочных работ на твердые полезные ископаемые как стандартные образцы предприятия [9].
По результатам мониторинга информации, представленной в Отраслевом реестре [9] и ФГИС «Аршин» [10], образцы с аттестованными значениями массовой доли фазового мышьяка в руде на территории РФ были выпущены впервые, поэтому уникальны. СО позволят организации-заказчику в течение нескольких лет обеспечивать достоверность контроля процесса добычи и переработки руды.