5.4. Спекание.

Разложение является универсальным способом вскрытия минерального сырья, но благодаря использованию большого количества плавня, высокой температуре и длительности процесса происходит разрушение тиглей (коррозия); большое количество солей мешает проведению дальнейшего анализа инструментальными методами.

Спекание относится к твёрдофазным процессам, в ходе этого процесса образуется спек пористой структуры, а не жидкий расплав, как при сплавлении.

Преимущества спекания:

1. При спекании плавень берут в минимальном количестве, и температура процесса намного ниже, и поэтому коррозия стенок тигля не происходит.

2. При выполнении массовых анализов без ущерба для количества получаемых результатов спекание проводят в доступных фарфоровых тиглях.

3. Вскрытие минералов спеканием особенно выгодно в тех случаях, где следует разложить большую навеску, что трудно выполнить при сплавлении.

Наиболее распространёнными плавнями при спекании является пероксид натрия и безводный карбонат натрия.

Широкому применению пероксида натрия, несмотря на его высокую эффективность, мешает его действие на материал посуды, особенно при высокой температуре. Чаще всего используют платиновые и никелевые тигли, и температура спекания не превышает 500 градусов Цельсия. Полученные соединения после спекания легко растворяются в воде или минеральной кислоте. Безводный карбонат натрия обычно применяют в виде смеси с оксидами цинка, магния, железа либо с щавелевой кислотой, либо с нитратом калия.

Так, разложение силикатов спеканием проводят с 2-кратным количеством карбоната, содержащего 5% нитрата калия в платиновом тигле при 800 градусах Цельсия.

В ряде случаев, разложение силикатов проводят спеканием со смесью соды и буры или соды и оксида цинка.

Малорастворимый в воде силикат цинка образуется при спекании, позволяет определяет определить кремний от других элементов. Проводится в платиновом или фарфоровом тигле.

5.5. Специальные методы. Термическое разложение.

Термическое разложение наиболее часто используют при анализе минерального сырья, например, с целью выделения некоторых летучих соединений (CO2, H2O) и ускорения растворения.

Термическое разложение проводят путём нагревания на воздухе.

В некоторых случаях в инертной/окислительной/восстановительной среде или в присутствии других веществ, способствующих разложению кристаллической решётки анализируемого материала.

Чаще всего термическому разложению подвергают неорганические материалы, с целью определения воды, которая выделяется при нагревании вещества в фарфоровом или платиновом тигле.

При точном анализе пробу в лодочке помещают в кварцевую трубку, нагревают в электрической печи. Через трубку пропускают сухой газоноситель (CO2, N2, воздух), который увлекает пары воды, предварительно взвешенные в поглотительной трубке, а эти трубки наполнены водоотнимающими веществами – оксид фосфора (V), хлорид кальция.

Для ускорения дегидратации и снижения температуры разложения измельчённую пробу смешивают со вспомогательным плавнем. В качестве таких плавней используют оксиды свинца (II) и свинца (IV). Данный тип термического разложения относят к прямой гравиметрии. В случае необходимости удаления влаги или кристаллизации воды из анализируемого материала образец подвергают высушиванию в электрическом шкафу при температуре 105-120 градусов Цельсия до постоянной массы – это способ косвенной гравиметрии.

Термическому разложению в окислительной среде относится нагревание в присутствии галогенпроизводных реагентов, обладающих большой активностью. В качестве таких реагентов используют хлор, тетрахлорид углерода, фториды инертных газов (например, ксенона), фторорганические соединения, бром и его соединения. Галогенирование, как разложение, совмещают с последующим концентрированием и определением элементов, обладающих летучими галогенидами. Галогенирование хлором применяется в промышленности для извлечения платины, палладия из обработанных катализаторов.

Галогенирование четырёххлористым углеродом используется для определения мышьяка, сурьмы, олова и других металлических руд, и минералов. Такие продукты, как SbCl3, AsCl3, SnCl4 – летучие соединения.

Восстановительная атмосфера при термическом разложении создаётся водородом. Прокаливание в токе водорода удобно применять в разложении кассетерита SnO2.

При сравнительно низкой температуре кассетерит восстанавливается до олова.