СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗОЛОТА Российский патент 2006 года по МПК G01N21/78 B01J20/10 

Изобретение относится к области аналитической химии элементов, а именно к методам определения золота, и может быть использовано при определении золота в технологических растворах, золотосодержащих рудах и концентратах, а также в продуктах их переработки.

Для снижения пределов обнаружения и повышения селективности определения золота в объектах различного вещественного состава используется два варианта сорбционно-фотометрического метода. В первом варианте в процессе взаимодействия выделяемого элемента и функциональных групп на поверхности сорбента образуются окрашенные соединения, и определение элемента проводят непосредственно в фазе сорбента с использованием твердофазной спектроскопии или спектроскопии диффузного отражения. Во втором варианте определение элемента проводят в растворе фотометрическим методом после его десорбции с сорбента с использованием подходящего элюента.

Известен способ фотометрического определения золота [Нестеренко П.Н., Иванов В.М., Кудрявцев Г.В., Лисичкин Г.В. Экстракционно-фотометрическое определение золота (III) метиленовым голубым с предварительным концентрированием на химически модифицированном кремнеземе. // Журнал аналитической химии. 1984. Т.34. №3. С.456-461]. Способ основан на выделении золота из растворов сорбентом - кремнеземом, химически модифицированным группами диэтилентриамина, элюировании золота с сорбента, экстракции золота из элюата с использованием красителя метиленового голубого и определении золота в элюате фотометрическим методом.

Способ предусматривает выполнение следующих операций:

- в анализируемом растворе, содержащем золото (III), с помощью 10 М хлороводородной кислоты доводят кислотность до 0,3 М;

- пропускают полученный раствор через колонку, содержащую 0,2 г сорбента;

- колонку промывают 10 мл 0,1 М хлороводородной кислоты;

- элюируют сорбированное золото 2 М раствором роданида калия;

- к аликвоте элюата (5 мл) добавляют 3 мл 0,005% раствора красителя метиленового голубого, доводят до 10 мл водой;

- экстрагируют ионный ассоциат золота и метиленового голубого 10 мл бензола;

- определяют содержание золота фотометрическим методом.

К недостаткам способа можно отнести многостадийность, использование последовательно двух типов концентрирования: сорбцию и экстракцию, большое количество разнообразных реактивов, в том числе вредных для здоровья (бензол).

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемым результатам является способ определения золота [Лосев В.Н., Мазняк Н.В., Трофимчук А.К., Рунов В.К. Сорбционно-фотометрическое определение золота после его выделения кремнеземами, химически модифицированными производными тиомочевины. // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 1998. Т.64. №6. C.11-13]. Способ основан на сорбционном выделении золота из растворов в диапазоне 4М HCl - рН 8 кремнеземами, химически модифицированными производными тиомочевины, прокаливание сорбента при температуре 800-1100°С в течение 20-40 мин и измерение коэффициента диффузного отражения при 520 нм.

К недостаткам способа можно отнести использование высоких температур и высокий предел обнаружения, составляющий 1 мкг золота на 0,1 г сорбента.

Техническим результатом является упрощение методики и снижение предела обнаружения золота.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе определения золота, включающем приготовление раствора золота (III), переведение его в комплексное соединение сорбентом и измерение коэффициента диффузного отражения, новым является то, что в качестве сорбента в диапазоне используют силикагель, химически модифицированным дипропилдисульфидными группами, при этом обрабатывают сорбент водно-этанольным раствором тиокетона Михлера и измеряют коэффициент диффузного отражения поверхностного комплекса золота (III) при 540 нм.

Сущность способа заключается в том, что находящееся в растворе с рН 1-5 золото (III) количественно (степень извлечения 96-99%) извлекается силикагелем, химически модифицированным дисульфидными группами. В процессе сорбции на поверхности сорбента образуются неокрашенные координационные соединения золота (III) с дисульфидными группами. Обработка сорбента водно-этанольными растворами тиокетона Михлера приводит к восстановлению золота (III) до золота (I), координации золотом (I) тиокетона Михлера и образованием на поверхности сорбента интенсивно окрашенного в красный цвет комплексного соединения имеющему в спектре диффузного отражения интенсивный максимум при 540 нм. Интенсивность окраски и значения коэффициента диффузного отражения постоянны при использовании концентрации тиокетона Михлера в диапазоне 1-10^-5-1·10^-4 М в 30-90%-ном этаноле.

Уменьшение или увеличение рН раствора, из которого проводят сорбцию золота (III), приводит к снижению степени извлечения и к увеличению предела обнаружения золота с использованием тиокетона Михлера (таблица 1). Уменьшение концентрации тиокетона Михлера приводит к уменьшению интенсивности окраски сорбента и соответственно к увеличению предела обнаружения (таблица 2).

В исследуемый раствор с рН 1-5, содержащий золото (III), вносят сорбент-силикагель, химически модифицированный дипропилдисульфидными группами, интенсивно перемешивают в течение 10 мин, сорбент отделяют от раствора декантацией. К сорбенту приливают 10 мл 1·10^-5-1·10^-4 М раствора тиокетона Михлера в 50%-ном этаноле, перемешивают 5 мин, сорбент вынимают, помещают в фторопластовую кювету и измеряют коэффициент диффузного отражения при 540 нм.

Высокая скорость установления сорбционного равновесия в статическом режиме (время установления сорбционного равновесия не превышает 5 мин) и высокая степень извлечения (95-98%) позволяет сконцентрировать и полностью извлечь золото даже из очень разбавленных растворов в динамическом режиме.

Образование интенсивно окрашенного смешанно-лигандного комплекса золота на поверхности происходит быстро. Предел обнаружения золота при навеске сорбента 0,1 г составляет 0,05 мкг. Относительный предел обнаружения золота при использовании 10 мл раствора составляет 0,005 мкг/мл.

В предлагаемом способе содержание золота в произвольном объеме раствора должно быть не менее 0,05 мкг. Данное количество золота на 0,1 г сорбента является той минимальной концентрацией, которую удается зарегистрировать на существующих приборах относительно сигнала фона. При использовании 100 мл и 1000 мл раствора относительный предел обнаружения золота снижается до 5·10^-4 и 5·10^-5 мкг/мл.

Пример 1 (прототип). В раствор, содержащий 20 мкг золота, вносят сорбент-кремнезем, химически модифицированный производными тиомочевины, интенсивно перемешивают в течение 5 мин. Сорбент отделяют от раствора, переносят в корундовый тигель, помещают в муфельную печь и прокаливают при температуре 800-1100°С в течение 20-40 мин. После охлаждения сорбент помещают в фторопластовую кювету и измеряют коэффициент диффузного отражения при 520 нм. Содержание золота находят по градуировочному графику, построенному в аналогичных условиях. Найдено 20±2 мкг.

Пример 2 (предлагаемый способ). К 10 мл раствора с рН 1-5, содержащему 1,0 мкг золота, вносят сорбент-силикагель, химически модифицированный дипропилдисульфидными группами, интенсивно перемешивают в течение 10 мин, сорбент отделяют от раствора декантацией. К сорбенту приливают 10 мл 5,0·10^-4 М раствора тиокетона Михлера в 50%-ном этаноле, перемешивают 5 мин, сорбент вынимают, помещают в фторопластовую кювету и измеряют коэффициент диффузного отражения при 540 нм.

Количество золота находят по градуировочному графику, построенному в аналогичных условиях. Найдено 0,98,0±0,02 мкг.

Пример 3 (предлагаемый способ). К 10 мл раствора с рН 2-5, содержащему 0,1 мкг золота, вносят сорбент-силикагель, химически модифицированный дипропилдисульфидными группами, интенсивно перемешивают в течение 10 мин, сорбент отделяют от раствора декантацией. К сорбенту приливают 10 мл 5,0·10^-4 М раствора тиокетона Михлера в 50%-ном этаноле, перемешивают 5 мин, сорбент вынимают, помещают в фторопластовую кювету и измеряют коэффициент диффузного отражения при 540 нм.

Количество золота находят по градуировочному графику, построенному в аналогичных условиях. Найдено 0,095±0,008 мкг.

Пример 4 (предлагаемый способ). 1 л раствора с рН 2-5, содержащий 0,5 мкг золота, пропускают через хроматографическую колонку, содержащую 0,1 г сорбента, со скоростью 5 мл/мин. Затем через колонку пропускают 10 мл 5,0·10^-4 М раствора тиокетона Михлера в 50%-ном этаноле со скоростью 2 мл/мин. Сорбент вынимают, помещают в фторопластовую кювету и измеряют коэффициент диффузного отражения при 540 нм.

Количество золота находят по градуировочному графику, построенному в аналогичных условиях. Найдено 0,47±0,05 мкг. Способ характеризуется простотой выполнения и не требует использования дорогостоящего оборудования. Окраска сорбентов устойчива в течение суток.

Таблица 1.
Влияние рН раствора на величину предела обнаружения золотаУсловия проведения эксперимента1М HClрН12456Предел обнаружения; мкг/мл0,10,050,050,050,050,1Таблица 2.
Влияние концентрации тиокетона Михлера на величину предела обнаружения золотаУсловия проведения экспериментаКонцентрация тиокетона Михлера, М5·10^-61·10^-55·10^-58·10^-51·10^-4Предел обнаружения, мкг/мл0,090,050,050,050,05

Изобретение относится к области аналитической химии элементов, а именно к методам определения золота, и может быть использовано при определении золота в технологических растворах, золотосодержащих рудах и концентратах, а также продуктах их переработки. Способ включает приготовление раствора золота (III), переведение его в комплексное соединение сорбентом, в качестве которого используют силикагель, химически модифицированным дипропилдисульфидными группами, обработку сорбента водно-этанольным раствором тиокетона Михлера и измерение коэффициента диффузного отражения поверхностного комплекса золота (I) при 540 нм. В частности, в исследуемый раствор с рН 1-5, содержащий золото (III), вносят сорбент-силикагель, химически модифицированный дипропилдисульфидными группами, интенсивно перемешивают в течение 5 мин, сорбент отделяют от раствора декантацией. К сорбенту приливают 10 мл 1·10^-5-1·10^-4 М раствора тиокетона Михлера в 50%-ном этаноле, перемешивают 5 мин, сорбент вынимают, помещают в фторопластовую кювету и измеряют коэффициент диффузного отражения при 540 нм. Техническим результатом является упрощение методики и снижение предела обнаружения. 2 табл.

Способ определения золота, включающий приготовление раствора золота (III), переведение его в комплексное соединение сорбентом и измерение коэффициента диффузного отражения, отличающийся тем, что в качестве сорбента используют силикагель, химически модифицированный дипропилдисульфидными группами, при этом обрабатывают сорбент водно-этанольным раствором тиокетона Михлера и измеряют коэффициент диффузного отражения поверхностного комплекса золота (I) при 540 нм.