Способ растворения сульфида кобальта

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУбЛИК й 128, 31 51 ИЯОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Государственный научно-исследовательский институт цветных металлов "Гинцветмет"(54) СПОСОБ РАСТВОРЕНИЯ СУЛЬФИДАКОБАЛЬТА,57) Изобретение относится к способам химического фазового анализа и может быть Изобретение относится к аналитической химии, в частности к химическому фазовому анализу (ХФА) продуктов цветной ичерной металлургии, и может быть исполь-зовано в химической, геологической и металлургической промышленности,Известны способы определения кобальта, связанного с минералами-носителями вмедно-никелевых рудах: с.магнетитом, пирротином, пентландитом, сложными сульфидами.Способы основаны на селективном переводе в раствор соответствующих минералов-носителей и определении кббальта;связанного с этими минералами.Однако данные способы неприменимык анализу кобальтосодержащих продуктов,представленных самостоятельными минералами кобальта,Известен способ качественного определения сульфида кобальта в присутствиисульфида никеля, в котором сульфид кобальиспользовано при анализе продуктов цветной и черной металлургии. Цель изобретения - повышение селективности растворения по отношению к кислородсодержащим соединениям кобальта. Сущность изобретения заключается в обработке селективным растворителем, представляющим собой водный раствор. содержащий следующие количества компнентов, об.Ъ: пероксид водорода 35-45; Соляная кислота 0,75-1,25; азотная кислота 0,25-0,75. при встряхивании и охлаждении пробы от температуры кипения в течение 55-65 мин. 6 табл. та определяют по голубой окраске, возникающей после обработки смеси двух сульфидов раствором тиомочевины в диметилформамиде при нагревании.Известны также способы, позволяющие разделить. металлический кобальт и его оксид с помощью тиционата аммония в мета еавЪ ноле; сульфата меди, а также способ, О позволяющий отделить сульфат и оксид ко- О бальта от ферритов с помощью азотнокис- Ос лого раствора нитрата аммония ва присутствии активирован ного угля.Большинство известных способов носят частный характер, применимы для малокомеефй понентных систем, т.е. для ограниченного числа объектов, сами растворители часто сложные, органические и их использование может быть оправдано в исключительных случаях,Известные. малочисленные работы в области ХФА на соединения кобальта не рассматривают проблему разделения сое 1719961динений кобальта разного типа, а именно отделение сульфида от оксидных соединений - сочетания, характерного дпя кобальт- содержащих металлургичесКих продуктов.Наиболее близким к предлагаемому является способ полного растворения сульфида кобальта, основанный на использовании агрессивных растворителей (царская водка. пероксид водорода в.концентрированной кислой среде),Однако данный способ не пригоден дпя ХФА, так как растворяет все соединения кобальта, селекция фаз отсутствует.Цель изобретения - повышение селективности анализа по отношению к кислородсодержащим соединениям кобальта,Поставленная цель достигается тем, что согласно способу перевода сульфида кобальтаа в присутствии его кислородсодержащих соединений, преимущественно для его последующего определения, включающему обработку анализируемой пробы химическим реагентом, в качестве реагента используют водный раствор, содержащий, ф пероксид водорода 35-45; хлористоводородная кислота 0,75-1,25 и азотная кислота 0,25-0,75, Обработку пробы реагентом осуществляют в течение 55-65 мин встряхива-. нием при понижении температуры от кипения до комнатной.Сущность изобретения состоит в нахождении нового селективного растворителя для сульфидов кобальта, не затрагивающего его киспородсодержащих Соединений (оксидов и ферритов).Композиция растворителя должна обеспечить селекцию фаэ и иметь солевой состав, не мешающий последующему атомно-абсорбционному определению кобальта.В результате проведенных. исследований найдена сложная окислительно-кислотн а я система: Н 202-НС-НМОЗ-Н 20, обеспечивающая необходимую для перево да в раствор супьфидов кобальта скорость их окисления и селекцию сульфидных и кислородсодержащих руд.Найденная композиция смешанного реагента обеспечивает селекцию фаз только при определенном режиме. Допускается следующее соотношение компнентов в водном растворе реагента, ф пероксид водорода 35-45; хлористоводородная кислота 0,75-1,25 и азотная кислота 0,25-0,75, при этом обработку пробы реагентом осуществляют в течение 55-65 мин встряхиванием при понижении температуры от кипения до комнатной.Сопоставительный анализ отличительных признаков предлагаемого изобретения с известными техническими решениями, содержащими подобные признаки, показал,что при .общей известности применения"царской водки", а также пероксида водоро 5 да в концентрированной кислой среде дляполного, но не селективного растворениясоединений кобальта поставленная цельможет быть достигнута только при предлагаемой совокупности взаимосвязанных10 признаков (ингредиентный и количественный состав реагента при регламентированных условиях переведения в раствор);П р и м е р 1Осуществление предлагаемого способа.15 Навеску пробы 0,1 г помещают в коническую колбу вместимостью 250 см, прилизвают 100 см предварительно нагретой докипения смеси, содержащей 40 см 30-но.го раствора пероксида водорода, 1 см хло 20 ристоводородной кислоты (пл. 1,19), 0,5 см3азотной кислоты (пл. 1,4), 58,5 см воды.зКолбу закрывают пробкой, закрепляютна встряхивателе типа ВТ. Проводятвстряхивание со скоростью примерно25 200 колебаний в 1 мин втечение 1 ч. Нерастворившийся остаток отфильтровывают через бумажный фильтр ипи лавсановоеволокно, промывают 2 раза исходным растворителем, а затем 3 раза дистиллирован 30 ной водой.Остаток оставляют для определения оксидных форм кобальта,фильтрат упаривают до обьема 15 см,зпри этом пероксид водорода разрушается.35 В фильтрате определяют сульфидный кобальт методом атомно-абсорбционнойспектроскопии на прибореААЗлибо комплексно-метрическим методом.1 1. Определение сульфидного кобальта40 методом атомно-абсорбционной спектроскопии на приборе ААЗ-З,К фильтрату приливают 40 см 17 р-ногораствора хлористоводородной кислоты,Кислый раствор перевоздят в мерную колбу45 вместимостью 100 см,. доводят до метки1-ным раствором хлористоводороднойкислоты. В растворе определяют сульфидный кобальт на приборе ААЗпри длиневолны 1240,7 нм.50 Рассчитываю массовую долю кобальта,я% Со а-ар,где а 0 - массовая доля кобальта в контрольном растворе, Я,55 а - массовая доля кобальта в исследуемом растворе, :Показания прибора соответствуют массовой доле данного элемента (в процентах).В табл, 1 приведены сравнительныеданные, характеризующие известный ипредлагаемый способы определения суль- Весь процесс растворения проходитфидов. при встряхивании пробы с реагентом, чтоКак видно иэ приведенных данных, из- обеспечивает омывание частиц свежей порвестный способ преследует цель растворе- циейреагентаинесоздаетизбыточнуюконния одного сульфида кобальта, а 5 центрацию ионов околочастиц пробы.предлагаемый способ - селективное рас- Правильность и надежность предлагаетворение сульфида кобальта в присутствии мого способа подтверждены анализом смеего кислородсодержащих соединений, сей (табл. 4), методом ."введено-найдено"В табл. 2 приведены результаты опытов (табл. 5), межметодическим контролем с,при всех значениях заявляемых интервалов 10 привлечением микроскопического и рентгеконцентраций. Выход за нижний предел не нофазового анализа (табл. 6).обеспечивает полного перевода сульфида Втабл.4 приведены результатысмесейкобальта в раствор, выход за верхний пре- препаратов кобальта,дел обеспечивает полный перевод, но нетВтабл.5 приведеныреэультатыопредеэффекта селективного разделения фаз из-за 15 ления сульфидного кобальта в присутствиизначительного недопустимого в ХФА рас- его кислородсодержащих соединений втворения кислородсодержащих соедине- промышленных образцах предлагаемымний кобальта. способом.Этот эффект достигается для смеси пе- Зг не более 0,10 для массовой доли короксида водорода, хлористовдородной и 20 бальта 1,азотной кислот, а также воды в соотноше- В табл. 6 приведены результаты опредении от 35:0,75:0,25:64 до 45:1,25:0,75:58 со- ления фазового состава штейнов и шлаков.ответственно, Способ принят для практического исПредлагаемый селективный раствори- пользования в лаборатории изучения вещетель обладает эффектом разделения соед ственного состава в Гинцветмете с цельюлиненийкобальта,проствработе,пероксид аналитического контроля технологическихводорода легко разрушается, солевая кон- процессов,центрация пригодна для атомно-абсорбци- Практически получены новыче данные вонного определения кобальта области ХФА соединений коальта - элеВсе это, а также исключение из работы 30 мента, очень важного для разви тия отечесторганических растворителей позволяют венной промышленности,улучшить условия труда. Формула изобретенияПомимо состава реагента для полноты Способ растворения сульфида кобальтарастворения сульфидов кобальта и практи- путем обработки селективный растворитеческого нерастворения его кислородсодер лем, содержащим пероксид ва-эрода, соляжащих соединений важную роль играет ную и азотную кислоты и воду,температурный режим и время обработки. преимущественно для последующего опреВ табл. 3 приведены режимы селектив- деления кобальта, отл и ч а ю щи йся тем,ного перевода в раствор сульфида кобальта что, с целью повышения селективности расв присутствии его кислородсодержащих со творения по отношению к кислородсодерединений. жащим соединениям кобальта, используютНаиболее удобным и обеспечивающим селективный растворитель при следующихэффект разделения кобальтовых соедине- содержаниях компонентов, об.:ний является режим изменения температу- Пероксид водорода 35-45ры от кипения до комнатной, Такой режим 45 Соляная кислота 0,75-1,25дает достаточную энергию для разрушения Азотная кислота 0,25-0,75сульфидов, гарантирует отсутствие сильно- Вода Остальноего вскипания в процессе окисления, прост в и процесс растворения проводят при встряработе. хивании и охлаждении пробы оттемперату 50 ры кипения в течение 55-65 мин.1719961 Таблица 1 Способ Показатели Известный П е агаемый Н 202+ НОилиНС 1+ НМОэ (Э:1)Нагрев до растворения Реагент ТемператураСелекция фаз Растворение сульфида кобальта, всех других соединений кобальта, в том числе СоО; Соз 04; СоО .е 20 з Степень перехода в раствор. СовКислородсодержащие соединения кобальта 95-100 100 510 100 Таблиаа 2ее Соотноаенна канпаиентов аов;НО ззОНО,з О коипонентив об.8 Степень переводараствор, отпаявсоединений кобанта авоа ОС сульфидоа кислород.содервааик ее 68,56 63,50 8,50 5350 а 8,50 9 воо 575 58,0 5825 5,60 59,66 58.75 5850 0,50 0,50 с 95 . 95 - 6 95 - 166 9 - 10 Ф 100с 95 9510 95 - 100 95 106вр 1 0 с 10 с 10 иО ав)в)с 16 100с 9595" 0095 - 0095 - 00 кта разделении Сале ктив новфазНет зффект 1 О5,00 58,50(0,25-0,75), (53-65)Снижение температуры от100 фС до комнатнойСульфид кобальта количественно и селективно переходит в раствор в присутствииего. кислородсодержащих соединений Нет аффекта разделенииСелектиеное разделенФавНет афФекта разделенТо веСвлективное разделеннасульфида кобальта кислородсодержаих сое инений"б 10 95-100 100"24 10 Й 10100 Характер контакта соединения с реагентомотстаивание 10 И 10 встряхивание 95-100 Таблице 4 Режимы обработкисмешанным реаген-.том Степень перевода кобальта в раствор,отн;Нет селективногоразделения фазСелективное разделение фазНарушена селекцияфазОтсутствует селекцияфазСелективное разделение фазОтсутствует селекцияфаз Нарушена селекцияфазСелективное разделение фаз12 1719961 Таблица 5 Таблиц Данны робаав,иас.доля, мг вкросколического ана"мэа об.Ф о влеиент е форне Втейны Ю 4Ре 197 улвфид состава Со. Н 1.Ре)ЕЗВ Сулвфиды 80 - 90Оксиды 10 - 15 НеЗ НеО Х 2 Со 51,2 н 1 0,57 8 26,4 810 2,3 А 1808 5,78,478 Ре 19 3 извес фазы Сулэфнд состава(СоКдРе)ЕЗВ основа неизвест иды 90- 95 НеЗ 0,6473 сиды 5" 1 дъ 0,6 8 27,5 8108 536 ы - мало НеЗ улфиды 15 Вюстит - вероятефаялнт - основа ки 478 Оксиды 25 "30 Феизвестной фа 9,7 лите 8 фаялнт 50- 6 МРСА:Со1 О в,и вюстите ст 15- 2 76 Сулфид вероя основ фаялит Ре Оксиды велев25 -30фаялнт 50-6 НеО ной фазы Неизв 16,814386 мало МРСА;Со10 в Хфаялите и вюстите эо1 е оэ Составитель Л. Ма Редактор М. Петрова Техред М,Моргенттыновд орректор М. Кучеряв Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 Заказ 7 б 7 Тираж Подписное . , ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5