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 (РbО), флюсы (кварц, бура, сода и др.), восстановители (напр., древесный уголь, крахмал), иногда окислители (Рb₃О₄, 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°С в огнеупорных (шамотных) тиглях объемом от 300 до 800 см³. При этом РbО восстанавливается до Рb, 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 РbО могут частично восстанавливаться оксиды др. металлов (меди, сурьмы, олова, никеля и т. д.), к-рые мешают дальнейшему анализу.

Такие веркблей очищают с помощью шерберной плавки, к-рая представляет собой окислительно-растворит. плавление при 900-1050 °С 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. Рb 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 РbО. Как и при тигельной плавке, веркблей отделяют от шлака и купелируют для выделения благородных металлов, т.е. подвергают окислит. плавлению при 850-900 °С в пористых неглубоких чашечках (капелях) диаметром 40-60 мм, изготовленных из костяной муки, магнезита или цемента. При этом свинец окисляется до РbО, большая часть к-рого (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 Аu 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 Аи при этом достигают 0,005 г/т, Ag-0,1 г/т.

П. а. называют также определение пробы ювелирных изделий (т. е. количеств. содержания Аи, Ag или Pt, выраженного обычно числом массовых частей благородного металла в 1000 мас. ч. сплава, из к-рого сделано изделие), к-рое 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. р-рами.

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.