CC BY
1
МОДИФИКАЦИЯ МЕТОДИКИ АТОМНО-АБСОРБЦИОННОГО АНАЛИЗА МАЛЫХ КОЛИЧЕСТВ СЕРЕБРА В МИНЕРАЛЬНОМ СЫРЬЕ
Н.А. Бородина, канд. биол. наук, научный сотрудник Институт геологии и природопользования ДВО РАН (Россия, г. Благовещенск)
Б01:10.24412/2500-1000-2024-10-1-54-56
Аннотация. Модифицирована методика атомно-абсорбционного определения низких содержаний серебра в минеральном сырье методом пламенной атомно-абсорбционной спектроскопии. Для разложения проб и перевода серебра в раствор образцы сначала обрабатывали фтористоводородной кислотой, а затем смесью азотной и соляной кислот в соотношении 1:3. На конечной стадии пробоподготовки при переводе солей в хлориды идет неполное извлечение серебра, его потери доходят до 56%. Минимальные потери наблюдаются при растворении солей азотной кислотой.
Ключевые слова: серебро, минеральное сырье, атомно-абсорбционная спектроскопия.
Широкое применение серебра и его соединений издавна стимулировало разработку и развитие методов качественного обнаружения и количественного определения этого элемента. Известны методы определения серебра в почвах, рудах, минералах, горных породах, сплавах и других объектах. Особенность этих материалов состоит в том, что содержание серебра в них обычно невелико, поэтому главное значение имеют методы определения низких содержаний элемента. В соответствии с этим для серебра были найдены высокочувствительные реагенты, позволяющие путем экстрагирования обнаруживать и определять очень малые его количества в природных и промышленных объектах [1].
Целью нашей работы являлась адаптация методики НСАМ № 130-С «Определение серебра в горных породах, рудах и продуктах их переработки пламенным атомно-
абсорбционным методом» [2] для низких количеств серебра в минеральном сырье в условиях лаборатории элементного и химического анализа ИГиП ДВО РАН.
Методы исследования
Этот документ [2] устанавливает методику количественного химического анализа горных пород, руд, минералов разнообразного состава и продуктов их первичной переработки для определения в них массовой доли серебра в диапазоне от 0,20 до 2000 г/т пламенным атомно-абсорбционным методом.
Метод заключается в кислотном разложении пробы, распылении полученного раствора
в воздушно-ацетиленовое пламя и измерении поглощения излучения резонансной линии серебра образующимися в пламени свободными атомами серебра. При низких содержаниях серебра (<10 г/т) проводят химическое концентрирование его изоамиловым спиртом, или другими экстрагентами, а затем распыляют экстракт в пламя [2].
Перевод руды, сплавов, металлов в раствор проводят действием смеси соляной и азотной или хлорной и азотной кислот.
Серебро не растворяется в соляной и серной кислотах, что обусловлено образованием сульфата (Ag2SO4) или хлорида (AgCl) серебра в нерастворимом остатке. Концентрированная и разбавленная азотная кислоты растворяют серебро с образованием нитрата серебра: 3Л§ + 4НШз = 3Л§КОз + N0 + 2Н2О [3].
По методике [2] разложение анализируемых проб проводится в «царской водке», т.е. смеси концентрированных азотной и соляной кислот в соотношении 1:3 при нагревании и дальнейшем выпаривании. Для удаления оксидов азота приливают 2-3 раза по 10 см3 соляной кислоты, упаривая до влажных солей и растворяют в растворе соляной кислоты 1:1, доводят до кипения и фильтруют в мерную колбу на 50 или 100 см3, доводя до метки 1 М соляной кислотой. Далее проводят экстракционное концентрирование серебра из солянокислого раствора. Данная схема актуальна при определении низких содержаний серебра в образцах.
Результаты исследования
Согласно литературным данным [3], при анализе горных пород и минерального сырья, содержащих большие количества кремнезема, часть серебра может сорбироваться нераство-рившимся осадком. Для уменьшения осадка и соответственно процесса сорбции, в наших экспериментах предварительно проводили обработку образцов фтористоводородной кислотой. В методике [2] при разложении проб даже не упоминается об использовании фтористоводородной кислоты.
Методики и ГОСТы по определению серебра в горных породах, рудах и минералах дополнили и адаптировали к условиям использования имеющихся в лаборатории приборов.
На спектрофотометре iCE 3000 встроена горелка для определения элементов в пламени без экстракционного концентрирования. В предложенных методиках абсорбцию серебра измеряли из солянокислого раствора. Эти методики подходят для определения высоких содержаний серебра. Мы предложили измерять адсорбцию серебра на этом приборе из азотнокислого раствора. Для этого была про-
ведена серия экспериментов с использованием соляной и азотной кислот.
В модифицированной методике навески проб массой 1 г обрабатывали сначала фтористоводородной кислотой при комнатной температуре в объеме 15 см3 с последующим ее нагреванием и выпариванием. Такая обработка приводит к разрушению силикатных породообразующих минералов: SiO2 + 4ОТ = SiF4t+ 2H2O [3]. Далее проводили обработку проб как по методике НСАМ № 130-С [2], так и по модифицированной методике.
После обработки проб царской водкой и выпаривания до влажных солей, приливали несколько раз по 10 см3 концентрированной азотной кислоты, упаривали и растворяли в горячем растворе 2 М НЫ03.
Для сравнения методики НСАМ № 130-С и модифицированной методики использовали стандартные образцы (ГСО) с установленным содержанием серебра. За результат анализа принимали среднее арифметическое значение двух параллельных определений серебра из отдельных навесок. Массовую долю серебра X в анализируемой пробе вычисляли по формуле:
Х =
С • V
т
где С - массовая концентрация серебра, найденная по градуировочному графику, с учетом значения холостого опыта, мкг/см3; V - объем анализируемого раствора, см3; т - масса навески пробы, г [4]. Примеры нескольких результатов анализов приведены в таблице. Из данных таблицы следует, что при химической подготовке проб с переводом их в хлориды [2] идет неполное
извлечение серебра, его потери доходят до 56%. При низких содержаниях серебра, возможно, это обусловлено наличием хлор-иона, связывающего серебро в нерастворимое соединение AgCl. Минимальные потери наблюдаются при растворении солей азотной кислотой.
Предел обнаружения по модифицированной методике составляет 5-10"2 г/т.
Таблица. Результаты определения серебра в стандартных образцах
ГСО Ag, г/т (средние значения) Аттестовано Ag, г/т Потери Ag, % отн. (по НСАМ №130-С)
Методика НСАМ №130-С (без экстракции) Модифицированная методика
РЗС-3 2,64 5,27 5,10±0,3 48
РЗС-4 0,91 2,34 2,10±0,3 53
РЗСП-4-10 2,04 5,78 5,90±0,3 56
РЗСП-3-10 2,85 5,33 5,60±0,3 46
ШР-3 5,95 7,54 7,91±0,5 21
Заключение
Таким образом, адаптирована методика спектроскопии из азотнокислых растворов, безэкстракционного определения низких со- который позволяет определять содержание держаний серебра в геологических пробах ме- серебра с пределом обнаружения до 0,05 г/т. тодом пламенной атомно-абсорбционной
Библиографический список
1. Пятницкий И.В., Сухан В.В. Аналитическая химия серебра. - М.: Наука, 1975. - 264 с.
2. Методика НСАМ № 130-С. Определение серебра в горных породах, рудах и продуктах их переработки пламенным атомно-абсорбционным методом. - М.: ВИМС, 2016. - 19 с.
3. Юделевич И.Г., Старцева Е.А. Атомно-абсорбционное определение благородных металлов. - Новосибирск: Наука, 1981. - 159 с.
4. ГОСТ Р 56859-2022. Руды медесодержащие и полиметаллические и продукты их переработки. Методы измерений массовой доли золота и серебра. - М.: Российский институт стандартизации, 2022. - 27 с.
MODIFICATION OF THE METHOD OF ATOMIC ABSORPTION ANALYSIS OF SMALL AMOUNTS OF SILVER IN MINERAL RAW MATERIALS
N.A. Borodina, Candidate of Biological Sciences, Researcher
Institute of Geology and Nature Management of Far Eastern Branch of RAS
(Russia, Blagoveshchensk)
Abstract. The method of atomic absorption determination of low silver contents in mineral raw materials by flame atomic absorption spectroscopy has been modified. To decompose the samples and transfer silver into solution, the samples were first treated with hydrofluoric acid, and then with a mixture of nitric and hydrochloric acids in a ratio of 1:3. At the final stage of sample preparation, when converting salts to chlorides, incomplete extraction of silver occurs, its losses reach 56%. Minimal losses are observed when salts are dissolved with nitric acid.
Keywords: silver, mineral raw materials, atomic absorption spectroscopy.
