Способ концентрирования примесей металлов из растворов солей никеля Советский патент 1981 года по МПК C01D1/42 B01D11/04 

Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к экстракционным методам группового концентрирования примесей металлов, и может быть использовано для контроля качества химических веществ особой чистоты.

Известен способ экстракции примесей металлов из сульфатных никелевых электролитов роданидной солью четвертичного аммониевого основания (ЧАО) 1.

Однако число извлекаемых металлов невелико (медь, цинк, кобальт и железо), поэтому этот способ не может быть применен для группового концентрирования примесей металлов при анализе растворов солей никеля особой чистоты.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ концентрирования металлов (висмута, олова, цинка и урана) из растворов солей никеля с рН 2-65-30% раствором роданидной соли ЧАО (метилтрикаприламмония с длиной углеродной цепи Cg-C|g) 2. В качестве растворителя используют метилизобутилкетон в смеси с ксилолом. Однако только железо, кобальт и медь извлекаются полностью, тогда как полнота выделения для ртути составляет 25-30%, для висмута - 50-55%. Никель также экстрагируется в этих условиях (процент экстракции никеля непостоянен, составляет 1-2- ), что влечет за собой ошибки в результатах анализа. Кроме того, применение метилтрикаприламмония в качестве экстракта требует дополнительной трудоемкой очистки.

Таким образом, этот способ экстракционного выделения металлов из растворов солей никеля не пригоден для группового 10 концентрирования примесей металлов при анализе веществ высокой степени очистки. Цель изобретения - увеличение числа концентрируемых металлов, полноты их извлечения и стабилизация количества метал15 ла - основы в концентрате.

Это достигается способом концентрирования примесей металлов из растворов солей никеля, включающим экстракцию раствором роданидсодержащих соединений ЧАО 20 в инертном органическом растворителе.

Отличительным признаком способа является использование в качестве роданидсодержащего соединения ионного ассоциата роданидного ацидокомплекса никеля с ЧАО:

ЧАО 2 N, (SCN)J.

При этом используют в качестве инертного растворителя хлороформ, дихлорэтан,.четыреххлористый углерод, толуол.

В качестве ЧАО используют тетрабутиламмоний, его концентрация в инертном растворителе в составе ионного ассоциата с роданидным ацидокомплексом никеля должна быть не менее 4 Ю- М.

Экстракцию проводят из растворов солей никеля с концентрацией роданид-ионов не менее 0,3 г-ион/л и рН 1-2.

Механизм предлагаемого способа концентрирования основан на обменной экстракции, описываемой следующей схемой:

(SCN) Me(SCN), Ч где т - число роданидных групп в ацидокомплексе;

п - валентность металла; о - знак органической фазы;

b - знак водной фазы.

Исходя из этой схемы в процессе экстракции параметры водной фазы - кислотность, концентрация роданид-ионов и никеля, остаются практически неизменными, что не ставит ни один металл, в зависимости от величины константы устойчивости роданидного комплекса, в предпочтительное положение. В органической фазе в ионном ассоциате происходит замещение роданидного ацидокомплекса никеля на любой другой, имеющий с катионом ЧАО более высокую константу экстракции.

Определен ряд замещений металлов для роданидной системы с ЧАО: молибден, цинк, галлий, кобальт, кадмий, медь, олово, ртуть, железо, висмут, свинец, титан, хром, марганец, никель, в котором каждый член ряда в присутствии роданид-ионов образует ацидокомплекс, способный вытеснить из ионного .ассоциата роданидный ацидокомплекс металла или металлов, стоящих в ряду справа от него. Именно поэтому никель, стоящий в ряду крайним справа, вытесняется всеми металлами этого ряда. Таким образом, этот способ может быть применен и для концентрирования примесей из растворов солей марганца, однако примесь никеля при этом будет оставаться в водной фазе.

В связи с тем, что концентрация ионного ассоциата роданидного ацидокомплекса никеля с ЧАО на два-три порядка выше суммы концентраций всех металлов примесей, после экстракции в равновесном состоянии его концентрация уменьшается (в связи с вытеснением из ассоциата) на 1-2% и. в концентрате содержание никеля во всех опытах остается практически постоянным.

Пример. В делительную воронку помещают навеску соли никеля (Юг), приливают 25 мл 0,5 М раствора роданида натрия и встряхивают воронку до полного растворения препарата, к раствору добавляют несколько капель кислоты до рН 1 и приливают 10 мл 4 10 М раствора ионного

ассоциата роданидного ацидокомплекса никеля с тетрабутиламмонием в хлороформе. Экстракцию выполняют в течение 5 мин. После полного расслаивания фаз органическую фазу тщательно отделяют и переносят в кварцевую чащку на навеску (50 мг) порошка спектрального угля. Экстракт упаривают, концентрат обрабатывают 0,5 мл азотной кислоты и повторно упаривают досуха.

, Me (SCN) J „-Ь Ni (SCN), 1,

Концентрат на угле тщательно переносят в кратер угольного электрода и выполняют спектральный анализ. В образце хлорида никеля особой чистоты было найдено: железа - 1 10-5%, 5 . , марганца - 2 10-5%, кобальта - 1 - , кадмия - 1 , ртути - 1 10-5%, свинца 1 , титана - 2 , молибдена - 1 , висмута - 1 10-5%, хрома - 1 10-5%, олова - 1 10-5%, галлия - 1 . 10-5%, золота - 1 10-5%. По приведенной схеме был выполнен анализ других образцов хлорида никеля, а также сульфата и нитрата никеля.

Предлагаемый способ экстракционного концентрирования примесей из растворов солей никеля, основанный на обменной экстракции ионных ассоциатов роданидных ацидокомплексов с катионами ЧАО, имеет неоспоримые преимущества по сравнению с известными и применяемыми в аналитической практике - по экспресности, числу концентрируемых металлов, доступности реагентов и простоте выполнения. Благодаря этим достоинствам способ легко может быть воспроизведен в ОТК любого предприятия при контроле качества выпускаемых особо чистых металлов и солей никеля.

Формула изобретения

1.Способ концентрирования примесей металлов из растворов солей никеля, включающий экстракцию раствором роданидсодержащих соединений четвертичных аммониевых оснований в инертном органическом растворителе в присутствии роданид-ионов, отличающийся тем, что, с целью увеличения числа концентрируемых металлов, полноты их извлечения, стабилизации количества металла - основы в концентрате, в качестве роданидсодержащего соединения использук)т ионный ассоциат роданидного ацидокомплекса никеля с четвертичным аммониевым основанием.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве инертного растворителя используют хлороформ, дихлорэтан, четыреххлористый углерод, толуол.