Способ экстракционного извлечения ванадия (1у)

(23)приоритет по делам иэобретеиий и открытийОпубликовано 23.12.80. Бюллетень 47 Дата оиублинованиа описании 23. 12.80(54) СПОСОБ ЭКСТРАКЦИОННОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ ВАНАДИЯ ( 1 Ч ) 1Изобретение относится к анапитической химии, к способам экстрвкционного иэвпечения металлов в органическую фазу дпя последующего фотометрического опредепения, например ванадия, в шлаках, фосфвтвх и других продуктах металлургического 5 передела ванадийсодержащих руд.В практике анапитической химии успешно разрабатываются методы, основанные на экстрвкции металлов в виде трехкомпонентных ионных вссоциатов.Известны способы извлечения ванадия (1 Ч ) в органическую фазу дпя последующего фотометрического определения в виде трехкомпонентных ионных ассониатов с органическими красителями кислотногой типа и гидрофобными катионами,Известен способ, основанный на экстракции ванадия (1 К ) с 3-метипкатехопом и четвертичным аммониевым основа 20 нием. В качестве экстрагента используют дихпорэтвн, предварительно обработанный газообразным 6 Ов. Экстракцию проводят из растворов при рН 7,0 которое поддер 2живают в системе значительным копичеством твердого Й а 60 Ц.Однако в нейтрапьиых ипи бпиэких к ним средах ванадий (тЧ ) очень неустойчив, легко гидропизуется и окиспяется. Поэтому возникает необходимость создавать сильную восстановитепьную среду с помощью ЬОуу и Иау 160. Кроме того, применяемый дпя экстракции дихпорэтан весьма товснчен.Известен также экстракционно-фотометрический метод опредепения ванадия ( 1 Ч ), основанный на экстракции в органическую фазу комплексного соединения ванадия ( ) с бромпирогвпповым красным в присутствии дифенипгуанидина. Йпя установпения химического равновесия необходимо 10 минутное термоствтирование при 6(РС.т После этого осуществляют экстракцию смесью хлороформа и изовмипового спирта (1;1). Копичественное иэвпечение ком,пексв в органическую фазу достигается при двукратной экстракции в течение од- . ной мин каждая. Окраска экстракта ус94 фменения долопннтельных специальньи приемов,Гидрофильность комплексного соединения и наличие отрицатепьного заряда, препятствующие экстракции, устраняются введением в систему органического катионабензилтиурония, При этом образуется электронейтральное трехкомпонентное соединение ванадия ( 1 Ч ) с ксиленоловым оран- .жевым и бензилтиуронием, которое легкоэкстрагируется орагническими растворителями (в частности н-бутанолом).Количество экстрагируемого ванадияв сильной степени зависит от кислотностиводной фазы. Максимальное извпечениесоответствует рН 2,5. Однако в ходе экстракции происходит изменение величинырН и, соответственно, уменьшение извлечения ванадия.Для стабилизации рН в процессе экстракции предлагается проводить предварительное насьпцение н-бутанола глициновымбуферным раствором с рН 2,4-2,6. Нижний предел рН 2,4 обусловлен тем, чтопри рН 1 2,4 окрашенное комплексное сое-,дйнение ванадия с ксиленоловым оранжевымв водной фазе образуется неполностью.При рН2,6 набпюдается значительноеувеличение оптической плотности экстракта холостого опыта.Этот прием обеспечивает по тоянстворН водной фазы, необходимое для максимапьного извпечение ванадия 96,5-97%(против 90% в известном).Это в совокупности с использованиемксиленолового оранжевого повышает чувствительность фотометрического определения ванадия в органической фазе до0,02 мкг/мл (против 0,22 мкг/мл в известном) .П р и м е р. Определение ванадия вшлаках. При восстановительной плавке фосфоритов и ванадийсодержаших руд основноеколичество ванадия переходит в железофосфор-ванадиевый сплав. Восстановлениеокислов ванадия может протекать практи -. чески доконца, и его остаточное содержание в шлаке достигает О,ООХ%. По остаточной концентрации ванадия в шлаке рассчиОтывается извлечение ванадия в сппав.Навеску шпака 1,0 г с содержаниемванадия 00266% обрабатывают при нагревании 5 мл концентрированного НР,выпаривают до влажных солей и вновь приливают 3 мл НК Упаривают до объеман 1 мл и прибавляют 10 мп смеси концентрированной НС 3 и НИО (1:3). Выпаривают до влажных солей. При необхо-,димости обработку царской водкой повторяют; 3 7893тойчива только в течение 15-20 мин 2.Недостатками метода являются предваритепьное термостатирование, мала стабипьносМь окраски экстракта, необходимость двукратной экстракции,. и строго оп 5ределенная пропорция смеси экстрагентов,Перечисленные факторы значительно успожняют хоц анапиза, делают его трудоемким и длительным,Наиболее близким к предлагаемому потехнической сущности и достигаемому ре- .зультату является способ экстракционногоизвлечения ванадия (1 Ч ) с помощью метилтимолового синего и дифенилгуанидиния, 15Экстракцию проводят н-бутанолом изводных растворов при рН 3,2. Однократнойэкстракцией в органическую фазу переводятф 90% ванадия. Основанный на этом эффекте экстракционно-спек трофотометрически йметод определения ванадия имеет чувствительность 0,22 мкг/мл. Окраска органической фазы устойчива непродолжительноевремя 3.К недостаткам метода относятся непол-ная экстракция ванадия (на 90%) и мапаячувствительность определения ванадия(0,22 мкг/мл).Бель изобретения - повышение полнотыизвлечения ванадия из водных раствороворганическими растворителями и увеличениечувствитепьности его анапитического определения.Поставленная цель достигается тем,что в водный раствор, содержащий ванадий, добавляют хелатообразуюший реагентксидейоповый оранжевый и органическийкатион - бензилтиуроний; экстракцию ведут н-бутанолом, предварительно насышенным глициновым буферным раствором с 4,рН 2,4-216.В качестве. хелатообразуюшего реагента в предлагаемом способе рекомендуетсяксиленоповый оранжевый. Этот реагентвыбран в результате экспериментальногоизучения комплексообразования ванадияЬЧ ) с кпассом трифенилметановых соединений. Ксиленоловый оранжевый образуетс ванадием (, ) прочное комплексное соединение с большой вепичиной коэффициен%та молярного погашения (23500), которая обеспечивает высокую чувствительность фотометрического определения ванадия,Однако образуюшийся комплекс ванадия (1 Ч ) с ксиленоловым оранжевым неизвлекается из водного раствора органическими растворителями, Это усложняетдостижение цели, так как требует при5 7893Затем прибавляют 1-2 мл концентрированной НС 6 и нагревают до удаления ркислов азота. Приливают 20-30 млводы и растворяют соли при небольшом нагревании, добавляют0,5 г аскорбиновой кислоты и1 г КУ и нейтрализуют 1 н, ЙаОН до рН 3 (начало изменения окраски индикаторной, бумаги "конго-рот).Затем раствор переносят в мерную колбу емкостью 100 мл и глициновым буферО ным раствором (рН 2,5) доводят объем до метки. Аликвотную часть этого раствора - 10 мл, содержащую 26,6 мкг ванадия помещают в делительную воронку емкостью 100 мл, прибавляют 5 мл 0,1%-ного кси-ленолового оранжевого, 5 мл 20%-ного бензилтиурония и 10 мл н-бутанола, предварительно насыщенного глициновым буфером (500 мл н-бутанола и 200 мл глицинового буфера с рН 2,5 помещают в де- о лительную воронку и встряхивают 1-2 мин). Экстрагируют в течение 20-30 с. После разделения фаз определяют содержание ванадия в органической фазе спекедлагаемый способ Известный способ Извлеч дено ванав экстние с приением,ленолово ого илтиуро мкг 0 9 9 7,То ж 7,0 8 0) 0080 лом в присутствии хелатообразующего реа% гента и органического катиона для последующего фотометрического определенияфО (й) : о т л и ч а ю щ и й с я тем,что,с целью повышения полноты извлеченияванадия и увеличения чувствительности определения, в качестве реагента и органического катиона используют соответственно ксиленоловый оранжевый и бензилтиуроний,а экстракцию ведут н-бутанолом, предварительно насыщенным глициновым буферным раствором с рН 2,4-2,6,Как ержанни-0,008м ксилеопия иыщенногосостав ванадия извлечениолового -бутано лицинов лает в пр обретения рмул извлечения вавора н-бутаноедует иэ таблицы, при сод исходных шлаках 0,0 266 е ванадия с применение оранжевого, бензилтиур а, предварительно иас ым буфером с рН 2,5, еделах 96,5-97,0%. Способ экстракционногнадия ( Й ) иэ кислого ра 94 бтрофотометрически по калибровочному графику.Для построения калибровочного графика в делнтельные воронки на 100 мл помешают С 5; 1,0; 2,0; 5,0 10,0; 20,0и 40,0 мкг ванадия ( 7 Ч ). Затем в каждую воронку последовательно прибавляют5 мл глицинового буфера с рН 2,5, 5 мл0,1%-ного ксиленолового оранжевого,5 мл 20%-ного бенэилтиурония и воду дообщего объема 25 мл. Прибавляют 10 млн-бутанола, насыщенного глициновым буфером и .экстрагируют 20-30 с. Органическую фазу отделяют, измеряют ее оптическую плотность на спектрофотометреСФА (1 -540 нм,=1,0 см) и строят калибровочный график в координатах"оптическая плотность - содержание ванадия"Извлечение ванадия составляет 25,7 мкгили 96,7%. Чувствительность определения0,02 мкгlмл.Примеры экстракционного извлеченияи определения ванадия в шлаках приведены в таблице,7 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. ИагсИо А.й. "МоЕ, Сыт. асЪа",1978,74, М 1,с;85, 789394 82. Гордеева М. Н. и др. фВестник ЛГУф,1974, в, 4, М 22, с. 153.3. Вакамацу Иосинобу. М 1 РР 01 аЯОфЦХОЬЪ; 196990 Хо 6, с, 595, Составитень А. ЖаворонковаРедактор ВЖипенко Текред С.Мигунова Корректор В. БутягаЗаказ 8 60 47 Тираж 868Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретениИ и открытиИ 113035, Москва, Ж-Э 8, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4