Способ подготовки проб платино-содержащих материалов для атомно-спектрального анализа

(51)5 С 01 Х 21/73 ГОС ДПОПРИ АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ нос сис вып,(54) СОДСПЕ (57) чес сио(56МетниятаОСТ 4637419/23-2513.01.8923,11,90 Бюл. У 43Государственный научно-исследольский и проектно-кострукторский итут гидрометаллургии цветных ллов "Гидроцветмет" и Институт ии и химической технологии Н СССРН.Л.Коваленко, Э.Н.Гильберт, Шабанова, Г.Л,Бухбиндер А.Кабаева543,42 (088,8)Концентрат платиновых металлов. ды анализа. Определение содержа- металлов платиновой группы, золосеребра в КПНГМК.48-212.0-81 - ОСТ 48-212.2-81. еляев В,Ни др. Вскрытие плати- держащих материалов в замкнутых емах. - 1 КАХ1985 т.4( 1, с.135-140СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ПРОБ ПЛАТИНОРЖАЦИХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ АТОМНОАЛЬНОГО АНАЛИЗАИзобретение относится к анализобретение относится к аналитиой химии, а именно к химико-эмисным методам анализа продуктбв, жащих благородные металлы (плавые металлы, золото и серебро), ет быть использовано в цветнойургии при анализе товарной кции - концентратов платиновых лов КП- КП, и промпродук" 2тической химии, а именно к химикоатомно-эмиссионным методам анализапродуктов, содержащих благородныеметаллы, и может быть использованов цветной металлургии при анализеконцентратов платиновых металлов КПКП, медно-никелевых шламов, руд,хвостов. Способ позволяет сократитьдлительность анализа концентратовплатиновых металлов, улучшить условиятруда, а также метрологические характеристики анализа. Он включаетрастворение образца в замкнутом объеме в хлористоводородной кислоте вприсутствии окислителя при 160-180 Си анализ полученного раствора атомно-эмиссионным методом с индуктивносвязанной плазмой, причем пробу растворяют в смеси хлористоводороднойкислоты, диоксида марганца и пероксида водорода. Смешивание раствора спорошком диоксида марганца проводятпосле герметизации объема и установления заданного температурного режима путем вращения реакционного сосуда. 1 з.н, ф-лы, 5 табл,тов - 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 усло 16085 вий труда и метрологических харак-.теристик анализа,В табл,1 и 2 приведены результаты,иллюстрирующие влияние соотношения5компонентов реакционной смеси и температуры на полноту и продолжительность вскрытия концентратов платино 0вых металлов при температуре 180 С(в табл,2 - концентрат КП).10Взаимодействие в системе происходит следующим образом: диоксид марганца окисляет хлористоводородную кислоту, образующийся хлор окисляет серебро, платину и золото, которые в противном случае, находясь в пробах ввиде металлов, каталиэируют процессразложения пероксида, Образующийсяхлор тоже катализирует разложениепероксида, но в меньшей степени, чем,металлические серебро, платина и золото, Таким образом, окисление этихметаллов хлором способствует выбыванию иэ процесса мощных катализаторов,разложение пероксида идет медленнее.Далее, при повышенных температурахв системе протекают реакции:Н,О + 2 С 1 + 2 Н -С 1 + 2 П О (1)Н,О,+ С 1;:2 СТ + 2 Н" + О, (2)Промежуточным продуктом реакций(1) и (2) является атомарный хлор,.который является более реакционноспособным, чем молекулярныйСовместное действие двух окислителей приводит к существованию в системе постоянной небольшой концентрации атомарного хлора и нейтрализуеткатализирующее действие на пероксидводорода металлов, присутствующих впробах, что обеспечивает достижениеположительного эффекта,При вращении замкнутого сосудав моменты его поворота частицы пробы прилипают ко дну кварцевой пробирки за счет смачивающего действия воды и остаются в газовой фазе, Такимобразом, происходит не просто перемешивание компонентов смеси и пробы, ареализуется ситуация, при которойпроба при вращении ампулы находитсято в растворе, то в газовой фазе, насыщенных хлором, Оптимальная скоростьвращения автоклава равна 153-5 об/мин.В табл.3 показано влияние скоростивращения замкнутого сосуда на продолжительность вскрытия концентрата55КПпри температуре 1800 С; соотношение компонентов реакционной смеси и пробы следующее: 0,1 г КП++ 5,55 г НО И=1,11 г/смЭ),П р и м е р 1, Определение содержания благородных металлов в концентрате КП, содержащем, мас.7:Ая 1314; Ац 2-4; Тг 0,05-0,09; Рй 45-49;Рс 12-13; И 1 Ов 2-Ов 5; Кц 0,05-0 э 15;В кварцевую пробирку помещают навеску концентрата массой 0,1 г, вводят 17,7 г хлористоводородной кислоты (плотность 1,18,г/см) и 5,55 граствора пероксида водорода (плотность 1,11 г/см ), В тефлоновую чаш 9ку, закрепленную на тефлоновой крышкеавтоклава, насыпают 0,2 г диоксидамарганцаПробирку закрывают крышкойи помещают ее в металлический держатель с тефлоновой прокладкой и дляобеспечения герметичности фиксируютгайкой, Собранный таким образом автоклав помещают в камеру для термостатирования, нагретую до 160-180 С,закрепляют автоклав на валу и включают электродвигатель, вращающийавтоклав в вертикальной плоскости,перпендикулярной оси его креплениясо скоростью 10 об/мин, Температурныйрежим в камере задается контактнымтермометром. Через 40 мин термостатирование прекращают, автоклав достают из камеры, охлаждают водой ивскрывают в вытяжном шкафу, Раствориз пробирки количественно переносят вмерную колбу вместимостью 100 см,добавляют 15 см 373-ного раствора3хлористоводородной кислоты, Объемраствора доводят до метки водой и получают раствор вскрытия Р 1, которыйдалее анализируют на содержание Ая,Ац, РЙ, Рс, КЬ, Кц, Для определения1 г 5 см раствора Р 1 встряхивают втечение 1 мин с 5 см 0,05 М раствора ди-этилгексилдитиофосфорной кислоты (Д 2 ЭГДТФК) в хлороформе для удаления меди, Анализируют верхний водный раствор Р 2.Готовят растворы сравнения; раствор А, содержащий 400 мг/дм Мп;эраствор Б, содержащий 250 мг/дм Ади 400 мг/дм Мп; раствор В, содержащий 500 мг/дмэ Рй и 400 мг/дм Мп;раствор Г, содержащий 50 мг/дмАя,50 мг/дм Ац, 1 мг/дм Тг, 120 мг/дм"9 3Р.Рс, 25 мг/дм КЬ, 10 мг/дм Кц,400 мг/дмэ Мп; раствор Д, содержащий10 мг/дм Ац, 0,2 мг/дм 1 г,40 мг/дм Рс, 5 мг/дм И, 2 мг/дмэЯц, 400 мг/дм Мп.не эм но мо га вс 1; Ис 32 34 24 во ше мо ма ре эт совСоко где Ац КЬ зализпа,набыси бгожантраАцРс вес вво Род рас1 ю ган как ной , кото роди ветс найд 0,01 Кц 0;0 Пом лиз ,тия 5 1608515 6Растворы Р 1 и Р 2 и растворы срав- П р и м е р 3. Определение содер-,ияА Б В Г Д анализируют на жения благородных металлов в шламессионном спектрометре с индуктив- электролитического производства меди,связанной плазмой. Условия анализа: содержащем, 7.: Ад 6-7 Ац 0 2-0 45ность подводимая к плазме 1,2 кВт; Рп 2-3; Рс 0,4-0,7; Сц 36; Я 20;оные потоки, л/мин: внешний 14,5; Бе 8. Проводят анализ так же, какомогательный 0,2; транспортирующий в примере 1. В шламе электролитичесвысота зоны наблюдения - 15 мм. кого производства меди найдено 7аидено,ользуемые длины волн, нм: Ая0 М 663; Ац 0,30 Рс 2 53 Рс 0 58306ф10Лц 242,79; 1 г 224,26; Р 4 Общее время анализа в . 3 ч.,27; Ип 257,61. Строят градуиро- П р и м е р 4. Определение содерные графики в координатах: отно- жания благородных металлов в шламеие интенсивность линии определяе элестролитического производства никео элемента/интенсивность линии ля, содержащем, 7.: Ая 0,1-0,5; Ацганца (отн,ед) - концентрация оп,04-0,08; Рд 1,4-1,6; Рс 0,2-0,4;еляемого элемента (мг/дм ). По КЬ 0,02-0,07; Сц 36; И 1 14; Ре 8,м градуировочным графикам находят Проводят анализ так же, как вержание определяемых элементов 20 примере 1. В шламе электролитическогоастворе вскрытия пробы (Ср, мг/дм ). производства никеля было найдено,Хержание определяемого элемента в Ая 0,17; Ац 0,051;.Р 6 1,54; Рс 0,39;ентрате, С 7, находят по формуле КЬ 0,054, Общее время анализа 3 ч.Срх 10 / ш Ж Примеры 3 и 4 показывают, .чтош - масса навески образца, мг, 25 предлагаемый способ анализа можнопробе КПнайдено, 7: Ая 13,26; использовать для быстрого определения,11; 1 г 0,068; Рд 48,14; Рс 12,26; малых количеств платиновых металлов284 Рц 0 11ф юф84; Кц 0,11, Общее время анали- золота и серебра в продуктах, содероставило 3 ч. Для проведения ана- жащих большие количества неблагородпо методике, взятой иэ прототи ных металлов.нужно 5 ч. Сокращение времени В табл.4 помещены результаты ана-нализ достигается за счет более лиза государственных стандартных оброго вскрытия исходного материала, разцов платиновых концентратов КП лее простой обработки полученно- и КП, выполненного предлагаемымаствора. способом ( С +8) 7.35ор и м е р 2Определение содеря благИз данных приведенных в табл 49я лагородных металлов в концен- следует, что анализ платиновых коне КП, содержащем, 7.: Ая 40-50; центратов предлагаемым способом не,2-0,8; 1 г 0,005 -0,015; Рд 5-20; дает значимых систематических погрешч40 ностей, случайные погрешности прикварцевую пробирку помещают на- этом позволяют получать меньшие знау концентрата КПмассой О, 1 г; чения доверительных интервалов, т.е.т 17,7 г раствора хлористоводо- достигается улучшенная точность анаой кислоты (6=1, 18 г/смЗ), 5,55 г лиза, Общая длительность полноговора пероксида водорода (ц = анализа четырех образцов концЕнтратовг с4511 г/см ) и 0,2 г диоксида мар- предлагаемым способом составляет ва. Далее проводят все так же, среднем 3 ч.в примере 1, до операций с мер-В табл,5 приведены некоторые данч Эолбои вместимостью 100 см, в ные, характеризующие анализ платиноую вводят 25 см хлористоводоЭ50 содержащих материалов предлагаемымй кислоты и далее опять в соот- способом, а также известными спосовии с примером 1, В пробе КПбами и по действующим отраслевымно, 7: Ая 48,32; Ац 0,65; 1 г стандартам.Рд 16,26; Рс 3,01; КЬ 1,30; Сравнение способов концентратов38. платиновых металлов показывает, чтощее время анализа составило 3 ч. по предлагаемому способу существентодике, описанной в прототипе, ана- но, в 50-100 раз, сокращается длиевозможениз-за неполного вскры- тельность анализа, улучшаются условвия труда обслуживающего персонала,1608515 уменьшается масса пробы, отбираемойна анализ,Преимуществами способа по сравнениюс известным являются сокращение длительности аналиэа (при охлаждениираствора не выпадают осадки калиевыхсолей и не требуется затрачивать дополнительное время на их растворение), улучшение условий труда эасчет того, что не происходит выделения реагентов, например хлора, в атмосферу, а также получение устойчивых растворов вскрытия, снижение суммарного соленого фона в этих растворах, использование внутреннного стан. дарта при инструментальном анализе,что позволяет улучшить метрологические характеристики анализа.Формула изобретения 201. Способ подготовки проб платиносодержащих материалов для атомноспектрального анализа, включающийрастворение пробы в замкнутом объеме 25в растворе хлористоводородной кислоты в приСутствии окислителя при160" 180 С, о т л и ч а ю щ и й с я Таблица 1 ИО, г(с=1, 18 г/см )еКонцентрат КП 5,555,555,555,55Концентрат КП 5,555555,555555,555,55Концентрат КП 5,555,555,555,55 тем, что, с целью сокращения длительности анализа за счет уменьшения времени на полное растворение пробы, повышения правильности и воспроизводимости результатов, снижения пределов обнаружения определяемых элемехтов, растворение пробы, проводят в смеси концентрированной хлористоводородной кислоты 1, 18 г/см, диоксида марганца и раствора пероксида. водорода 1, 11 г/см при массовом сооноэшенин соответствующих компонентов реакицонной смеси и пробы (180-470):(2-4) ; (55- 110) : 1.l 2, Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем,.что, с целью улучшения,условий труда, смешивание растворахлористоводородной кислоты, содержащего пероксид водорода, с порошкомдиоксида марганца проводят в автоклаве после его герметизации и установления температурного режима путемперемешивания содержимого автоклававращением его в плоскости, перпендикулярной оси крепления со скоростью15 + 5 об/мин,.Таблица 2 Таблица 3 ера тура, фС Время вскрытия, ч Время вскрытия,ч Скорость вра 5 щения, об/мин 120 140 160 180 200 410 10 2040 60 и м е ч а н и е. Соотношение компонентов реакционной смеси ипробы:0,06 г КП++0,3 г ИпО,П р 20 Таблица 4 Содержание Определяемые элементы центрат КП О 2208-81) С+0,95; п=20)3),центрат КП О 2367-82)ГОэ 95; п=20))атт 2,940,163,03+0,18 0,667+0,0120,63 +0,09 и м е ч а н и е. (Сф) о- аттестованное значение содержаний элементовв ГСО. П р Ко (Г (р (С Ко (Г С 1 (р (С Кон (ГС С (р= (С Кой (ГС С (р= (С+ ентрат КП2208-81)3 (осадок)20,70,70,5 (в 503 опытоввскрытие со взрывом) 6 1,5 0,7 0,7 1,0 1,5 П р и м е ч а н и е. м - вращение сосуда со скоростью 10 об/мин втечение 5 мин,затем вращениепрекращено.1608515 12 Таблица 5 Способ1 Известный ДействующиеОСТЫ Предлагаемый Характеристики 3 ч 3 ч 3 ч Отсутствуют60,5 ЗФ 0,1 Количество пробы,отбираемой на ана-,лиз, г П р и м е ч а н и е. м - анализ невозможен из-за неполного вскрытия пробы. Составитель В.БеляевРедактор Е.Папп Техред Л.СЕрдюкова Корректор Т.КолбЗаказ 3610 Тираж 514 ПодписноеВНИИПИ Гос аГ сударственного комитета по изобретениям й открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент" г. Ужгородж ород, ул, агарина,Г, 101 Длительность анализаодной пробы:КП КП КП Наличие продуктов,опасных для здоровьячеловека й Выделяется хлор до герметизации автоклава 3 0,1 1-2 недели1-2 недели1-2 неделиБром, окислыазота, фтористо"водородная кислота