пробирный анализ

ПРОБИРНЫЙ АНАЛИЗ

метод количеств. определения металлов (гл. обр. благородных), основанный на сплавлении анализируемой пробы с сухими реагентами и гравиметрич. анализе полученного сплава. Применяется для исследования руд, продуктов их обогащения, сплавов, разл. изделий и т. д. По данным П. а. осуществляют контроль технол. процессов, ведут учет расходования благородных металлов, определяют пробы ювелирных изделий и сплавов, содержащих благородные металлы.

После получения представительной средней пробы исследуемого материала (см. проба аналитическая) берут обычно большую навеску (до 100 г), т. к. содержание благородных металлов, как правило, низко. Навеску смешивают с шихтой. В состав последней входят: коллектор (PbO), флюсы (кварц, бура, сода и др.), восстановители (напр., древесный уголь, крахмал), иногда окислители (Pb₃O₄, KNO₃ и др.). Состав и соотношение компонентов шихты определяется составом анализируемого материала. Обычно применяют тигельную плавку — восстановительно-раство-рит. плавление навески материала с шихтой при 1000–1150 °C в огнеупорных (шамотных) тиглях объемом от 300 до 800 см³. При этом PbO восстанавливается до Pb, происходит шлакование компонентов породы и образование сплава свинца с благородными металлами (веркблей). Жидкий расплав выливают в изложницы и после охлаждения веркблей отделяют от шлака. Одновременно с PbO могут частично восстанавливаться оксиды др. металлов (меди, сурьмы, олова, никеля и т. д.), которые мешают дальнейшему анализу.

Такие веркблей очищают с помощью шерберной плавки, которая представляет собой окислительно-растворит. плавление при 900–1050 °C в шербере-неглубокой чашечке из огнеупорной глины диаметром 50–75 мм. Шерберная плавка применяется и как самостоят. метод для плавления небольших (1–5 г) навесок материала, богатого золотом и серебром. В состав шихты при этом входят металлич. Pb и бура. В ходе плавки примеси окисляются и переходят в шлак. Окислителями служат воздух, поступающий через открытую дверь печи, а также образовавшийся при окислении свинца PbO. Как и при тигельной плавке, веркблей отделяют от шлака и купелируют для выделения благородных металлов, т. е. подвергают окислит. плавлению при 850–900 °C в пористых неглубоких чашечках (капелях) диаметром 40–60 мм, изготовленных из костяной муки, магнезита или цемента. При этом свинец окисляется до PbO, большая часть которого (до 98,5%) всасывается пористой массой капели, а остальная часть испаряется. Оксид свинца окисляет металлы-примеси, растворяет их оксиды и вместе с ними поглощается капелью.

Золото и серебро в виде сплава (королька) остаются на капели. Полученный королек взвешивают на пробирных (микроаналит.) весах. Затем серебро раств. в разб. HNO₃; оставшуюся золотую "корточку" промывают, прокаливают и взвешивают. Количеств. разделение происходит при отношении Ag к Au не более 3:1, иначе может произойти потеря тонких частиц золота. Массу серебра определяют по разности масс королька и чистого золота. Предел обнаружения 0,1 г/т ограничен чувствительностью пробирных весов (0,01 мг) и навеской материала. Ниж. границы определяемых содержаний обычно составляют 1 г/т для золота и 3 г/т для серебра.

Если королек содержит платиновые металлы, анализ его хим.. методами представляет сложный и длительный процесс. Получили распространение комбинир. методы анализа с использованием пробирного концентрирования, т. е. определение благородных металлов (в т. ч. Pt, Pd, Rh, Ir, Ru) в корольке или свинцовом сплаве (масса 0,1–2 г) методами эмиссионного спектрального, атомно-абсорбц., активац., фотометрич. анализа и др. Пределы обнаружения Au при этом достигают 0,005 г/т, Ag-0,1 г/т.

П. а. называют также определение пробы ювелирных изделий (т. е. количеств. содержания Au, Ag или Pt, выраженного обычно числом массовых частей благородного металла в 1000 мас. ч. сплава, из которого сделано изделие), которое проводят, как правило, без нарушения их целостности. Для этого сравнивают линии, прочерченные изделием на пробирном камне (кремнистый сланец черного или коричневого цвета), с линиями, прочерченными эталонами-т.наз. пробирными иглами известного состава, иногда после смачивания линий спец. растворами.

П. а. — один из самых старых аналит. методов; о нем было известно еще за 2000 лет до н.э. В 1540 В. Берингуччи, а в 1555 Г. Агрикола опубликовали первые руководства по пробирному искусству. В 1763 М. В. Ломоносов описал П. а. в книге "Первые основания металлургии или рудных дел".

^{Лит.: Плаксин И.Н., Опробование и пробирный анализ, М., 1947; Пробоотбирание и анализ благородных металлов, 2 изд., М., 1978; Haffty J., Riley L. В., Goss W. D., A manual on fire assaying and determination of the noble metals in geological materials, Wash., 1977.}

_{Л. П. Колосова}