Содержание раздела

Процессы

Процессы >> Анализы >> Печь и тигли

Купелирование

КУПЕЛИРОВАНИЕ ИЛИ СУХОЕ ПРОБИРОВАНИЕ СЕРЕБРА И ЗОЛОТА
Л. Витиелло

Метод использовался древними греками и римлянами для извлечения серебра и до сегодняшнего дня остается одним из методов, используемых в добывающей промышленности, из которой перешел так же в пробивные лаборатории. До сегодняшнего дня метод используется как и сто лет назад. Научная революция как будто прошла мимо, не изменив этот технический вид искусства.

До сих пор специалист по анализу проб приобретает опыт только работая с другим, более опытным специалистом. Профессиональное образование не может быть определяющим. Научный подход затруднен из-за невозможности проконтролировать все многочисленные присутствующие факторы.

Метод основан на свойстве расплавленного свинца окисляться в присутствии воздуха. Свинцовый глет плавится при температуре 888°C, растворяет окислы других металлов и впитывается пористой массой пробирного тигля, освобождая серебро. Часть свинца испаряется вместе с небольшим количеством серебра, которое тем больше, чем выше температура печи и чем больше количество используемого свинца. Одна из особенностей серебра — большая летучесть при температуре, превышающей температуру плавления. Небольшое количество поглощается пробирным тиглем. Это количество повышается с увеличением количества свинца. В серебре, находящемся в тигле, остается немного свинца. Это количество достаточно, чтобы утверждать, что купелирование не может дать точного результата. Если однако предпринять определенные меры, можно подсчитать серебро, которое теряется во время анализов. Суммируя это количество с найденной пробой, можно довольно точно рассчитать результирующую пробу.

Можно сказать, что научный прогресс позволил объяснить, почему при помощи не очень точного метода, работая в определенных условиях, можно получить удовлетворительные результаты. В случае пробирного анализа серебра нормальной считается приближение, составляющее 1,5%.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МУФЕЛЬНОЙ ПЕЧИ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ПРОБИРНОГО АНАЛИЗА

Нагреваемый огнеупор, в который вводится пробирный тигель называется "муфель". Применение пирометров позволило измерять температуру печей, до их использования температура определялась только на глаз, по цвету. До сих пор эта способность не утратила своего значения потому, что температура, показываемая пирометром, не постоянна во всей печи, она относится только к определенной зоне, в которой находятся датчики. Наиболее нагретой зоной с наиболее постоянной температурой является внутренняя. Область менее горячая и более подверженная окислению кислородом воздуха — рядом с дверцей печи.

Если печь для купелирования может вместить большое количество пробирных тиглей, в нем могут производиться различные анализы. Это одно из преимуществ данного метода пробирного анализа.

Только серебро может быть проанализировано при помощи купелирования и только при отсутствии золота и платиноидов.

ПРОБИРНЫЙ ТИГЕЛЬ

Удачное проведение анализа зависит от многих факторов, один из которых — качество пробирного тигля. Это небольшие чашки в виде усеченного конуса, изготовленные из пористого материала, стойкого к высокой температуре печи, плотного и имеющего достаточную прочность при сжатии. Тигель, извлеченный из упаковки и сразу же используемый для проведения анализа, при достижении определенной температуры, приводит металл в движение как при кипении, вплоть до выплескивания металлических шариков. В этом случае не имеет смысла проводить анализ. Этого явления можно избежать, предварительно высушив и нагрев тигель и, даже если он охлажден, то при использовании уже не дает разбрызгивания. Тигли лучше хранить внутри муфельной печи, таким образом они всегда готовы к использованию.

После использования тигель окрашивается в большей или меньшей степени в зависимости от количества впитанного свинца. Сначала в тигле плавится свинец, затем при 888°C его окись — свинцовый глет. Характерной особенностью глета является способность к смачиванию тигля, благодаря этому вместе со свинцом в тигель втягиваются металлы и их окислы, прежде всего никель и медь.

Хороший тигель впитывает 98-99% образовавшегося глета свинца, оставшийся глет переходит в атмосферу в виде пара. В нормальных условиях свинец, расплавляясь, легируется присутствующими металлами. На поверхности образуется серая пена окисла свинца. После того, как глет плавится, появляется жидкий сплав свинца. В таком случае иногда говорят, что свинец "открылся". В этот момент видно как расплавленный глет перетекает в сторону стенок тигля. Постепенно, по мере исчезновения свинца для поддержания жидкого состояния требуется все более высокая температура, так как увеличивается процентный состав серебра, который плавится при 960°C.

Если температура печи недостаточно высокая, свинец не "открывается", или как говорят "заморожен". При возникновении такой ситуации рекомендуется начать снова, анализируя другой образец, но при более высокой температуре. Чем больше примесей, тем больше свинца необходимо использовать для завершения купелирования. Количество свинца зависит также от состава примесей, присутствует ли только медь, или есть и другие металлы. Когда цветное пятно поглощенных окислов достигает внешней поверхности тигля, говорят, что тигель насыщен.

Скорость окисления свинца оценивается, как один грамм в минуту.

Окислы металлов примесей плавятся при температурах, намного низших, чем температура окиси железа, поэтому до определенной степени они растворяются в окиси свинца и в свинце. Остальная часть прилипает к стенкам тигля , отделяясь от остального металла, уровень которого постепенно опускается все ниже, образуя шлак. Шлак может быть удален следующим образом: тигель быстро вынимается из печи, лезвием ножа из нержавеющей стали шлак сдвигается до контакта с пленкой окиси свинца, находящейся на поверхности металла, после чего тигель быстро помещается в печь для завершения купелирования. Шлак растворяется в расплавленном свинцовом глете и вместе с ним поглощается тиглем.

Полезное