Способ спектрофотометрического определения ниобия Советский патент 1977 года по МПК C01G33/00 G01N21/24 

1

Изобретение относится к области спектрофотометрических методов определения ниобия в природных соединениях и продуктах их переработки, содержащих большие количества тантала, и может быть использовано для определения ниобия в танталовых концентратах, применяемых для получения тантала.

Известен дифференциальный спектрофотометрический метод определения больших количеств ниобия, основанный на получении окрашенного комплексного соединения с реагентом 4-(2-пиридилазо)-резорцином в кислом (1 н. НС1) тартратном растворе с раствором сравнения, содержащим в объеме 100 мл 0,5 мг ниобия 1.

Однако в этих условиях более 50 мкг тантала мешает определению ниобия и поэтому такой метод не может быть использован для определения ниобия в танталовых концентратах.

Наиболее близким к предлагаемому способу является один из вариантов указанного дифференциального метода с использованием реагента ПАР в 1 н. НС1. Метод позволяет определять ниобий в гидроокиси ниобия, в ниобатах, а при значительном увеличении виннокислого аммония - ив сплавах ниобия с танталом, т. е. в присутствии больших количеств тантала 2.

Однако такой метод не пригоден для определения ниобия в танталовых концентратах с различным соотношением ниобия и тантала, так как с увеличением содержания тантала в

образце ОП окрашенного соединения с реагентом ПАР в избранных авторами условиях резко увеличивается. Это происходит в результате образования сложного разнометального комплекса Nb-Та-ПАР-тартрат.

Целью изобретения является повышение точности анализа растворов, содержащих больщие количества тантала.

Это достигается тем, что влияние тантала исключают, определяя ниобий в виде сложного смешанного (разнометального) комплекса с танталом, тартратионом и ПАРом, для чего после введения в шкалу стандартных растворов и в раствор сравнения стандартного раствора тантала в тех же соотношениях, что и в

испытуемом растворе концентрата, раствор пробы и шкалы до прибавления серной кислоты предварительно выдерживают в виннокислом растворе в течение 30-40 мин при рН 5-6 и последующее определение осз-ществляют в присутствии 0,75-1,0 н. серной кислоты. С целью упрощения и зскорения анализа в качестве раствора сравнения используют аликвоту анализируемой пробы. Измерение оптической плотности производят при

нм.

Способ позволяет с большой точностью - с коэффициентом вариации для проб, содержащих 10-40% ниобия, равном 0,6% относительных, - определить ниобий во всех отечественных концентратах (танталитах, колумбитах, микролитах и т. д.), применяющихся для получения тантала.

Пример. Навеску концентрата 100 мг в кварцевом стакане, накрытом кварцевой крыщкой, сплавляют в муфельной печи нри 800°С с 5 г смеси пиросульфата калия и пиросульфата натрия (в соотнощении 1 : 2) с добавлением 2-3 мл серной кислоты. К плаву прибавляют 50 мл кипящего 10%-ного раствора виннокислого аммония и нагревают до полного его растворения. Раствор переносят в мерную колбу емкостью 250 мл и доводят водой до метки. В две мерные колбы емкостью по 100 мл отбирают аликвотные части раствора с таким расчетом, чтобы в первой, служащей раствором сравнения, содержалось 400- 600 мкг ниобия, а во второй, измеряемой, - на 200-400 мкг больще, чем в первой. В обе колбы прибавляют но 10 мл 20%-ного раствора тартрата аммония и по 2 мл 0,05%-ного раствора комплексопа, оставляют на 30 мин, после чего прибавляют 25 мл 4 н. H2SO4, 12,5 мл 20%-ного раствора винного аммония, 25 мл ацетона и 3 мл 0,6%-иого раствора ПАР, затем доводят водой до метки. Через 60 мин измеряют оптическую плотность на спектрофотометре при нм в кювете с см.

Содержание ниобия в концентратах устанавливают по постоянному фактору, для нахождения которого готовят щкалу стандартных растворов следующим образом.

В ряд мерных колб емкостью 100 мл отбирают 500, 600, 700, 800, 900 и 1000 мг стандартного виннокислого раствора ниобия и в зависимости от соотнощения ниобия и тантала в концентрате соответствующее количество стандартного раствора тантала (например, при соотношении 1 : 1 прибавляют равное количество тантала); прибавляют 1 мл 20%-ного раствора тартрата аммония, по 2 мл 0,05%ного раствора комплексона III, оставляют на 30 мин, затем прибавляют 25 мл 4 н. H2SO4, 12,5 мл 20%-ного раствора тартрата аммония, 25 мл ацетона, 3 мл 0,6%-ного раствора ПАР, доводят водой до метки и через 60-90 мин измеряют оптическую плотность растворов

при нм в кювете с / 3 см. Раствором сравнения служит раствор первой колбы, содержащий 500 мкг ниобия с соответствующим количеством тантала. По нолученным оптическим плотностям рассчитывают постоянный фактор для данной щкалы стандартных растворов.

Расчет содержания ниобия проводят по формуле:

DO.-W-IOQ

(,)ni

DOTH - оптическая плотность измеренной аликвотной части раствора нробы; F - постоянный фактор для данного соотношения ниобия и тантала, выраженный в мг ниобия;

W - общий объем раствора пробы, мл; Vx - измеряемая аликвотная часть раствора, мл;

УО - аликвотная часть пробы, взятая в раствор сравнения; т - навеска, мг.

Предлагаемым методом проанализирован ряд концентратов с разным соотнощением ниобия и тантала и различным содержанием примесей кремния, циркония, вольфрама, олова, редких элементов и др.

Формула изобретения

1.Способ спектрофотометрического определения ниобия в растворах, включающий сплавление и растворение образца в виннокислом аммонии с последующим определением с реагентом 4-(2-пИридилазо)-резорцином в кислой среде, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности анализа растворов, содержащих больщие количества тантала, виннокислый раствор предварительно выдерживают в течение 30-40 мин и последующее определение осуществляют в присутствии 0,75-1,0 н. HsSOi.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что в стандартную щкалу и в раствор сравнения вводят тантал в тех же соотнощениях, что и в испытуемом растворе концентрата.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Заводская лаборатория, 1971, № 4, с. 391.

2.Аналитическая химия, т. 27. Вып. 1, 1972, с. 194 (прототип).