Способ подготовки проб платино-содержащих материалов для атомно-спектрального анализа Советский патент 1990 года по МПК G01N21/73 

i- зобретение относится к аналити- ческой химии, а именно к химико-эмис- сионным методам анализа продуктов, -содержащих благородные металлы (платиновые металлы, золото и серебро), и может быть использовано в цветной метаплургии при анализе товарной продукции - концентратов платиновых метаплов КП-1 - КП-6, и промпродуктов - медно-никелевых шламов, руд, хвостов.

Цель изобретения - сокращение длительности анализа за счет уменьшения времени на полное растворение пробы, повышение правильности и воспроизводимости результатов анализа, снижение пределов обнаружения, улучшение уелоВИЙ труда и метрологических характеристик анализа.

В табл.1 и 2 приведены результаты, иллюстрирующие влияние соотношения компонентов реакционной смеси и температуры на полноту и продолжительность вскрытия концентратов платиновых металлов при температуре 180 С (в табл,2 - концентрат КП-2).

Взаимодействие в системе происходит следующим образом: диоксид марганца окисляет хлористоводородную кислоту, образующийся хлор окисляет серебро, платину и золото, которые в противном случае, находясь в пробах в виде металлов, катализируют процесс разложения пероксида. Образующийся хлор тоже катализирует разложение пероксида, но в меньшей степени, чем ,металлические серебро, платина и зо- лотр. Таким образом, окисление этих, металлов хлором способствует выбыванию из процесса мощных катализаторов разложение пероксида идет медленнее. Далее, при повышенных температурах в системе протекают реакции:

Н 2С1 2Н,с1г + 2II20 (О Cl, + 2Н . 0 (2) Промежуточным продуктом реакций (1) и (2) является атомарный хлор; который является более реакционно- способным, чем молекулярный..

Совместное действие двух окислителей приводит к существованию в системе постоянной небольшой концентрации атомарного хлора и нейтрализует катализирующее действие на пероксид водорода металлов, присутствующих в пробах, что обеспечивает достижение положительного эффекта.

При вращении замкнутого сосуда в моменты его поворота частицы пробы прилипают ко дну кварцевой пробирки за счет смачивающего действия воды и остаются в газовой фазе. Таким образом, происходит не просто перемешивание компонентов смеси и пробы, а реализуется ситуация, при которой проба при вращении ампулы находится то в растворе, то в газовой фазе, насыщенных хлором. Оптимальная скорост вращения авт оклава равна об/мин В табл.3 показано влияние скорости вращения замкнутого сосуда на продолжительность вскрытия концентрата КП-3 при температуре 180°С; соотношение компонентов реакционной смеси и пробы следующее: 0,1 г КП-3 +

5

0

5

0

5

0

5

0

5

+ 0,2 МП02.+ 17,7 г НС1 (,18 г/см) + 5,55 г Н.202. (d 1,11 г/смЗ).

Пример К Определение содержания благородных металлов в концентрате КП-1 , содержащем, Mac.%:Ag 13.- .. 14; Аи 2-4; 1г 0,05-0,09; Pd 45-49; PC 12-13; Rh 0,2-0,5; Ru 0,05-0,15,

В кварцевую пробирку помещают на-: веску концентрата массой 0,1 г, вводят 17,7 г хлористоводородной кислоты (плотность 1,) и 5,55т раствора пероксида водорода (плотность 1,11 г/см). В тефлоновую чашку, закрепленную на тефлоновой крьш1ке автоклава, насыпают 0,2 г диоксида марганца. Пробирку закрывают крышкой и помещают её в металлический держатель с тефлоновой прокладкой и для обеспечения герметичности фиксируют гайкой. Собранный таким образом автоклав помещают в камеру для термо- статирования, нагретую до 160-180 С, закрепляют автоклав на валу и включают электродвигатель, вращающий автоклав в вертикальной плоскости, перпендикулярной оси его крепления со скоростью 10 об/мин. Температурный режим в камере задается контактным термометром. Через 40 мин термоста- тирование прекращают, автоклав достают из камерыi охлаждают водой и вскрывают в вытяжном шкафу. Раствор из пробирки количественно переносят в мерную колбу вместимостью 100 см, добавляют 15 см 37%-ного раствора хлористоводородной кислоты. Объем раствора доводят до метки водой и получают раствор вскрытия Р1, который далее анализируют на содержание Ag, Аи, Pd, Pt, Rh, Ru. Для определения Ir 5 см раствора PI встряхивают в течение 1 мин с 5 см 0,05 М раствора ди-2-этилгексилдитиофосфорной кислоты (Д2ЭГДТФК) в хлороформе для удаления меди. Анализируют верхний водный раствор Р2.

Готовят растворы сравнения: раствор А, содержащий 400 мг/дм Мп; раствор Б, содержащий 250 мг/цм Ag и 400 мг/дм Мп; раствор В, содержащий 500 мг/дм Pd и 400 мг/дм Мп; раствор Г, содержащий 50 мг/дм Ag, 50 мг/дм Аи, 1 мг/дм Ir, 120 мг/дм PC, 25 мг/дм Rh, 10 мг/дм Ru, 400 мг/дм Мп; раствор Д, содержащий 10 мг/дм Аи, 0,2 мг/дм Ir, 40 мг/дм PC, 5 мг/дм Rh, 2 мг/дм Зи, 400 мг/дм Мп.

516085

Растворы PI и Р2 и растворы срав- 1ИЯ А, Б, В, Г, Д анализируют на эмиссионном спектрометре с индуктивсвязанной плазмой. Условия анализа: Moif HocTb,. подводимая к плазме 1,2 кВт;

потоки, л/мин: внешний 14,5; вспомогательный 0,2; транспортирующий высота зоны наблюдения - 15 мм. длины волн, нм: Ag ,06; Аи 242,79; 1г 224,26; Pd ,45; PC 214,42; Rh 343,48; Ru ,27; Mh 257,61. Строят градуиро- :ные графики в координатах: отно- ие интенсивность линии определяе- о элемента/интенсивность линии ганца (отн.ед) - концентрация оп- еляемого элемента (мг/дм ). По градуировочным графикам находят

определяемых элементов 20

не

1;

Используемые

32{1

34(1

24(1

во

ше1

MOI

Mai

pef

aTi-M

содержание

анц|а

ак

ой

отоЬую

одной

ето гвии

айд ,01 U О

о

ИЗ

ия

10

15

растворе вскрытия пробы (Ср,мг/дм). Содержание определяемого элемента в концентрате, С %, находят по формуле Срх m %, m - масса навески образца, мг. S пробе КП-1 найдено, %: Ag 13,26; 3,11; Ir 0,068; Pd 48,14; PC 12,26; ),284; Ru 0,11. Общее время анали- :оставило 3 ч. Для проведения анапо методике, взятой из прототи- нужио 5 ч. Сокращение времени шализ -достигается за счет более грогр вскрытия исходного материала, )лее простой обработки полученно- )аствора.

Р и м е р 2. Определение содер- благородных металлов в концен- е КП-2, содержащем, %: Ag 40-50; 1,2-0,8; Ir 0,005-0,015; Pd 5-20; -5; Ru 0,2-1; Rh 1-5.

кварцевую пробирку помещают на- У концентрата КП-2 массой 0,1 г; 17,7 г раствора хлористоводо- кислоты (,18 г/см ), 5,55 г .а пероксида водорода (d 11 г/см ) и 0,2 г диоксида мар, Далее проводят все так же, и в примере 1, до операций с мер- колбой вместимостью 100 см, в

вводят 25 см хлористоводо- кислоты и далее опять в соотс примером 1. В пробе КП-2 гно, %: Ag 48,32; Аи 0,65; Ir

где

AU Rh за

ЛИЗ

па,

на

быс

И б

го

и

жанця тра Аи Рс

I

вес oд ой аствора

25

30

35

40

45

50

I; Pd 16,26; PC 3,01; Rh 1,30; ,38.

01 щее) время анализа составило 3 ч. методире, описанной в прототипе, анаиевозможен из-за неполного вскрыиробы.

55

л

д

с

п п н т В

156

Примерз. Определение содер- жения благородных металлов в шламе электролитического производства меди, содержащем, %: Ag 6-7; Аи 0,2-0.4: Pd 2-3; PC 0,4-0,7; Си 36; Ni 20; Se 8. Проводят анализ так же, как . в примере 1. В шламе электролитического производства меди найдено, %: Ag 6,63; Аи 0,30; Pd 2,53; Рс 0,58%. Общее время анализа - 3 ч.

20

15

25

30

35

40

5

0

5

П р и м е р 4. Определение содержания благородных металлов в шламе электролитического производства никеля, содержащем, %: Ag 0,1-0,5; Аи 0,04-0,08; Pd 1,4-1,6; Рс 0,2-0,4; Rh 0,02-0,07; Си 36; Ni 14; Fe 8. Проводят анализ так же, как в примере 1. -В шламе электролитического производства никеля было найдено,% Ag 0,17,- Аи 0,051; Pd 1,54; Рс 0,39; Rh 0,054. Общее время анализа 3 ч.

Примеры 3 и 4 показывают, .что предлагаемый способ анализа можно использовать для быстрого определения малых количеств платиновых металлов, золота и серебра в продуктах, содержащих большие количества неблагородных металлов.

В табл.4 помещены результаты ана- лиза государственных стандартных образцов платиновых концентратов КП-1 и КП-2, выполненного предлагаемым способом ( С +), %.

Из данных, приведенных в табл.4, следует, что анализ платиновых концентратов предлагаемым способом не дает значимых систематических погрешностей, случайные погрешности при этом позволяют получать меньшие значения доверительных интервалов, т.е. достигается улучшенная точность анализа. Общая длительность полного анализа четырех образцов концентратов предлагаемым способом составляет в среднем 3ч.

В табл.5 приведены некоторые данные, характеризующие анализ платино- содержащих материалов предлагаемым способом, а также известными способами и по действующим отраслевым стандартам.

Сравнение способов концентратов платиновых металлов показывает, что по предлагаемому способу существенно, в 50-100 раз, сокращается длительность анализа, улучшаются услов ВИЯ труда обслуживающего персонала.

уменьшается масса пробы, отбираемой на анализ.

Преимуществами способа по сравнени с известным являются сокращение длительности анализа (при охлаждении раствора не выпадают осадки калиевых солей и не требуется затрачивать дополнительное время на их растворение), улучшение условий труда за счет того, что не происходит выделе-- ния реагейтов, например хлора, в атмосферу, а также получение устойчивых растворов вскрытия, снижение суммарного солевого фона в этих растворах, использование внутреннного стандарта при инструментальном анализе, что позволяет улучшить метрологичес- :кие характеристики анализа, ;

Формула изобретения

1. Способ подготовки проб плати- носодержащих материалов для атомно- спектрального анализа, включающий растворение пробы в замкнутом объеме в растворе хлористоводородной кислоты в присутствии окислителя при 160-180 С, отличающийся

0

5

0

5

тем, что, с целью сокращения длительности анализа за счет уменьшения времени на полное растворение пробы, повышения правильности и воспроизводимости результатов, снижения пределов обнаружения оп{)еделяемых элементов, растворение пробы.проводят в смеси концентрированной хлористоводородной кислоты 1,18 г/см ; диоксида марганца и раствора пёроксида водорода 1,11 г/см при массовом соотношении соответствующих компонентов реакицонной смеси и пробы (180-470): : (2-4) : (55-110) : V.V

2, Способ ПОП.1, отличающийся тем, что, с целью улучшения ; условий труда, смешивание раствора хлористоводородной кислоты, содержащего пероксид водорода, с порошком диоксида марганца проводят в автоклаве после его 1 ерметизации и установления температурного режима путем перемешивания содержимого автоклава вращением его в плоскости, перпендикулярной оси крепления со скоростью 15 t 5 об/мин.

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к химико-атомно-эмиссионным методам анализа продуктов, содержащих благородные металлы, и может быть использовано в цветной металлургии при анализе концентратов платиновых металлов КП-1 - КП-6, медно-никелевых шламов, руд, хвостов. Способ позволяет сократить длительность анализа концентратов платиновых металлов, улучшить условия труда, а также метрологические характеристики анализа. Он включает растворение образца в замкнутом объеме в хлористоводородной кислоте в присутствии окислителя при 160-180°С и анализ полученного раствора атомно-эмиссионным методом с индуктивно-связанной плазмой, причем пробу растворяют в смеси хлористоводородной кислоты, диоксида марганца и пероксида водорода. Смешивание раствора с порошком диоксида марганца проводят после герметизации объема и установления заданного температурного режима путем вращения реакционного сосуда. 1 з.п.ф-лы, 5 табл.

0,2

0,3

0,2

0,2,

0,2

0,2

0,44

0,66

0,3

0,3

0,3

0,3

0,5 0,3 0,2 0,2 0,1

Концентрат КП-1 5,55 5,55 5,55 5,55

Концентрат КП-2 5,55 5,55 5,55 5,55 5,55 5,55

Концентрат KII-5 5,55 5,55

5,55 5,55

Таблица 1

14 (осадок)

12 (осадок)

0,7

0,7

1,5

1

1

1

1

0,7

0,7

1,5

(осадок) (осадок) (осадок) (осадок)

1 (осадок)

1 (осадок)

0,7

1,5 (осадок)

понентов реакционной смеси и пробы:

О.Обг КП-2 + +23,6г HGl, (d -l,18l/cм )- +5,55г 1,11г/см ) + +0,3г toOj.

Примечание.

(ClJ)

„ - аттестованное значение содержаний элементов в ГСО.

Т а 6

лица

Скорость вращения, об/мин

Время вскрытия, ч

Примечание, х- вращение сосуда со скоростью 10 об/мин в течение 5 мин, затем вращение прекращено.

и

1608515

Примечание.

- анализ невозможен из-за неполного вскрытия пробы.

12

Таблица 5