СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗОЛОТА Российский патент 1997 года по МПК G01N31/22 

Изобретение относится к области аналитического определения элементов и может быть использовано в практике анализа природных и сточных вод, технологических и других золотосодержащих растворов.

Для определений микроколичеств золота часто используют предварительное его концентрирование сорбентами на полимерной основе, например, типа ПОЛИОРГС [1,2] Применение их осложняется кинетической инертностью полимерных матриц (время достижения сорбционного равновесия часто составляет несколько часов), а также их подверженностью набуханию и трудностью десорбции. Поэтому предложенные способы, включающие концентрирование и спектральное определение золота, практически не используются.

Известен способ, основанный на фотометрировании золей золота [3] включающий операции подкисления пробы HCl, введения реагента 0,02 0,06 М SnCl₂, фотометрирования золя. Этим способом можно определить до 100 мкг/мл золота на фоне 10 мг железа, никеля, марганца, 5 мг меди, свинца, 3 мг кобальта. Снижая концентрацию HCl добиваются некоторого повышения чувствительности и определяют 0,1 5,0 мкг/мл золота, но метод становится неизбирательным.

К недостаткам способа следует отнести малый диапазон определяемых содержаний золота, невысокую чувствительность и недостаточную избирательность определения, а также неустойчивость водных коллоидов золота.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемым результатам является способ определения золота [4] включающий операции подкисления пробы до содержания HCl 0,3 моль/л, сорбции в динамическом режиме на кремнеземе, химически модифицированном диэтилентриамином, промывания сорбента, десорбции золота 2 М раствором KSCN, отбора аликвоты, экстракции комплекса золота с метиленовым голубым в бензол и фотометрирования.

К недостаткам способа можно отнести его многооперационность, малый диапазон определяемых содержаний золота 0,1-2,0 мкг/мл, невысокую чувствительность определения, а также необходимость работы с высокотоксичным экстрагентом бензолом.

Данный способ выбран в качестве прототипа.

Цель изобретения расширение диапазона определяемых содержаний, повышение чувствительности и упрощение определения золота.

Поставленная цель достигается тем, что исследуемый раствор, содержащий, кроме золота, существенно превосходящие количества неблагородных и цветных металлов, подкисляют HCl, пропускают через патрон, заполненный сорбентом - кремнеземом, химически модифицированным комплексообразующими или анионообменными группами, промывают патрон 0,1 М НСl, прокаливают сорбент при 700 1100^oС в течение 30 60 мин и фотометрируют золь золота, образовавшийся на сорбенте, при 520 нм. Содержание золота в исходном растворе находят по градуировочному графику.

Сущность способа заключается в том, что находящееся в растворе золото количественно извлекается сорбентом SiO₂, химически модифицированным, например, производными тиомочевины. На поверхности сорбента образуются комплексные соединения золота. Сорбция протекает быстро (время установки сорбционного равновесия 3 5 мин) и количественно, что позволяет сконцентрировать и полностью извлечь золото даже из очень разбавленных растворов. Предел обнаружения золота 1 мкг на 0,1 г сорбента. После прокаливания комплексные соединения золота разрушаются с образованием на поверхности сорбента устойчивых неограниченное время золей, интенсивность окрашивания которых служит аналитическим сигналом в определениях.

Время прокаливания сорбента с нанесенным на нем комплексом золота подобрано экспериментально с учетом интенсивности окраски образующегося золя. Снижение времени прокаливания до 25 мин приводит к уменьшению интенсивности при 520 нм в спектрах диффузного отражения золей золота. По-видимому, этого времени недостаточно для полного разрушения комплекса. Увеличение времени прокаливания выше 60 мин также приводит к уменьшению интенсивности при 520 нм и, видимо, к частичному разрушению золя.

Снижение температуры прокаливания ниже 700^oC не приводит к полному разложению комплекса и, как следствие, максимум спектра диффузионного отражения сдвигается в длинноволновую область, тогда интенсивность его снижается, что существенно влияет на чувствительность и правильность определения. Повышение температуры выше 1100^oС влечет за собой изменение свойств носителя.

В предлагаемом способе содержание золота в произвольном объеме раствора, пропускаемом через сорбент, не должно быть менее 1 мкг на 0,1 г сорбента. Это то минимальное соотношение, которое обусловлено разрешающей способностью аналитических приборов, позволяющих фотометрировать золи золота на поверхности силикагеля с аналитическим сигналом, отличным от нуля. Градуировочный график линеен в диапазоне 1 2000 мкг/0,1 г сорбента. Так как в предлагаемом способе сорбцию проводят в динамическом режиме, то относительное количество золота в растворе незначимый фактор для определения.

Для опытов использовались сорбенты, приготовленные на основе силохрома С-80 со стандартными характеристиками S_уд=80 м²/г, средний диаметр пор 40 50 нм, фракция 0,16 0,25 мм. Экспериментальным путем установлено, что изменение пористости и удельной поверхности сорбента при переходе к силохрому С-120 (S_уд= 120 м²/г, средний диаметр пор 50 60 нм) не влияет на результаты анализа.

Для лучшего восприятия способа предлагаются следующие примеры.

Пример 1 (прототип).20 мл раствора, содержащего 0,5 мкг/мл золота, подкисляют НСl до 0,3 моль/л и пропускают через колонку с 0,2 г сорбента - кремнезема, химически модифицированного диэтилентриамином со скоростью 20 30 мл/мин^ocм². Промывают колонку 0,1 М НСl, десорбируют золото 5 мл 2 М KSCN, доводят объем до 25 мл, отбирают аликвоту, переносят в делительную воронку, добавляют 3 мл 0,005%-ного раствора метиленового голубого и Н₂O до 10 мл. Проводят экстракцию 10 мл бензола. Количество золота определяют по градуировочному графику. Найдено 9,2±0,3 мкг золота. Заниженные результаты определения можно объяснить потерями при экстракции. При разбавлении раствора в 10 раз до содержания золота 2 мкг/0,1 г сорбента и повторении операций, как указано выше, золота в пробе не найдено.

Пример 2 (предлагаемый способ). К раствору, содержащему 0,1 мкг/мл золота, 15 мг/мл железа, 6 мг/мл меди, 2,5 мг/мл цинка, 41,5 мкг/мл никеля, 1,25 мг/мл марганца, 5,0 мг/мл свинца добавляют 1 М НСl. Раствор пропускают через патрон, заполненный силикагелем, модифицированным производным тиомочевины аллилтиомочевиной. Патрон промывают 0,1 М НСl и его содержимое прокаливают при 700^oC в течение 30 мин. Концентрацию золота в исходном растворе находят фотометрируя золь, образовавшийся на поверхности сорбента, при 520 нм. Взяв для анализа 10,0 мл раствора, содержащего 0,1 мкг/мл золота, по градуировочному графику нашли 1,01±0,02 мкг золота. Данные о результатах определения золота при других значениях времени прокаливания и температуры приведены в таблице.

Таким образом, по сравнению с прототипом предлагаемый способ позволяет определить золото в количестве 1 2000 мкг/0,1 г сорбента в присутствии превосходящих (до 10⁵) количеств цветных металлов против 0,1 2,0 мкг/мл анализируемого раствора для способа-прототипа. Кроме того, способ упрощается за счет исключения операций десорбции, экстракции и становится безопасным, так как не использует токсичные экстрагенты.

Полученные на сорбенте золи золота устойчивы длительное время.

Сущность изобретения: способ основан на извлечении золота из растворов сорбентом - силикагелем, модифицированным комплексообразующими или анионообменными группами. На поверхности сорбента при этом образуются соединения золота, которые прокаливают в течение 30 - 60 мин при температуре 700 - 1100^oC и фотометрируют золь золота. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ определения золота, включающий подкисление анализируемого раствора соляной кислотой, концентрирование золота на сорбенте, в качестве которого используют силикагель, фотометрирование золота, отличающийся тем, что силикагель модифицирован комплексообразующими или анианообменными группами, после концентрирования золота сорбент промывают 0,1 М раствором соляной кислоты и прокаливают при 700-1100^oС в течение 30-60 мин, а фотометрирование золота осуществляют на поверхности сорбента. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сорбент модифицирован производными тиомочевины.