Способ концентрирования металлов из раствора

 

Изобретение относится к способам концентрирования металлов из раствора преимущественно для последующего количественного определения и позволяет снизить предел обнаружения и упростить процесс пробоподготовки0 Способ заключается в том, что в анализируемый раствор вводят смесь легкоплавких органических веществ с ди-2-этилгексилфосфорной кислотой и пропускают сероводород до полного обесцвечивания раствора. Осаждение идет в расплаве органических веществ-: после охлаждения концентрат отделяется в виде застывшей таблетки, которая затем и подвергается количествен ному анализу рентгенофлуоресцентным методом на свинец, висмут, никель. В качестве легкоплавких органических веществ используют парафин или высшие карбоновые кислоты фракции Ct-r-C o Предел обнаружения снижаетл-4-q 17 ся с до 10 %. Упрощение процесса пробоподготовки идет .за счет одновременного концентрирования и образования пробы. 1 з.п. ф-лы, 1 табл. § V,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 5 G 01 N 1/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ

llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4717702/26 (22) 11.07.89 (46) 07.05.92. Вюл. М 17 (71) Казахский государственный университет им. С.И. Кирова (72) Ф.И. Лобанов, С.А. Логунова, В,A, Захаров и С.А, Воложанина (53) 543.062 (088.8) (56) 1. Luke С.L. Bet ecrminat ion of

trace elements in inorganic and o rganic materials by Х-ray fluorescence spectroscopy. — Anal. Chem.

Acta, 1968, v. 41, р. 237-250.

2 . Disam А., Tschopel P, 761g G.

Tresenius Z. fur analytysche chemic.

Bd. 295, 1979, Г 2-3, е. 97-107. (4) CflOC05 K0HIiFHTPNP08AHMR 1ETAfl"

ЛОВ ИЗ РАСТВОРА (57) Изобретение относится к способам концентрирования металлов из раствора преимущественно для последующего количественного определения

Изобретение относится к способам определения элементов методами физико-химического анализа, в частнос" ти к анализу, позволяющему получать аналитический сигнал от твердых o6" разцов, - рентгенофлуоресцентному (РФА), и может быть использовано для концентрирования и определения микроколичеств элементов в сточных и промышленных водах.

Известен способ определения металлов в виде сульфидов методом рентгенофлуоресцентного анализа. Сульфи2 и позволяет снизить предел обнаружения и упростить процесс пробоподго" товки. Способ заключается в том, что в анализируемый раствор вводят смесь легкоплавких органических веществ с ди-2"этилгексилфосфорной кислотой и пропускают сероводород до полного обесцвечивания раствора. Осаждение идет в расплаве органических веществ после охлаждения концентрат отделяется в виде застывшей таблетки, которая затем и подвергается количествен ному анализу рентгенофлуоресцентным методом на свинец, висмут, никель.

В качестве легкоплавких органических веществ используют парафин или высшие карбоновые кислоты Фракции

Ct -С . Предел обнаружения снижается с 10 з до 10 4. Упрощение процесса пробоподготовки идет .за счет одновременного концентрирования и образования пробы, 1 з.п, ф-лы, 1 табл. ды металлов получают осаждением их сероводородом из растворов минеральных кислот, Фильтруют с помощью водоструйного насоса через бумажный фильтр, надетый на специальный диск,, сушат, прессуют и анализируют. 1 .

Недостаток известного способа -,файв длительность процесса, связанная с фильтрованием и прессованием.

Наиболее близким к предлагаемому яв" ляется способ рентгеноспектрального определения сульфидов металлов обменной реакцией, который включает приготов3 173222 ление свежеосажденного сульфида цинка в виде тонкого порошка на коллекторе (нитрат целлюлозы), получение анализируемого сульфида металла обменной реакцией Ме"+ íà 7n ", промывание полученного сульфида 1 1Ф-ной смесью этилового спирта с водой, Фильтрование с использованием водоструйного насоса, высушивание проб в теплом потоке воздуха и последующее . определение.

Недостатки способа - длительность процесса пробоподготовки, связанная с приготовлением свежеосаж" 15 денного Zn, промыванием, фильтрованием, высушиванием пробы и незначительный предел обнаружения, а также недостаточно BbicoKGR точность определения, связанная с тем, что часть ионов Ев не замещается на ионы Мет, что завышает результаты анализа.

Целью изобретения является снижение пределов обнаружения и упрощения процесса.

Предлагаемый способ количественного определения сульфидов металлов рентгенофлуоресцентным методом, включающий получение сульфида металла на 30 коллекторе, отличается от известного тем, что сульфиды металлов получают осаждением их сероводородом в раст. ворах минеральных кислот в присутствии расплава смеси легкоплавких ор- 5 ганических веществ (ЛОВ) с ди-2-этилгексилфосфорной кислотой (Д2ЭГФК) .

В качестве ЛОВ.используют парафин или, высшие карбоновые кислоты Фракций

С т -Czg (ВКК).

ДО . Применение ЛОВ в качестве носителя сульфидов металлов связано в первую очередь. с тем, что используемые вещества являются хорошими экстрагентами - комплексообразователями для анализируемых металлов. Путем варьи- . рования рН раствора можно добиться количественного перехода анализируемого элемента в органическую Фазу.

По мере насыщения водной Фазы сероводородом происходит обмен органического аниона в соединении Ме„йп на сульфид-ион S - с образованием соответствующих сульфидов металлов NeS, Кроме того, катионы металла, оставшиеся и не связанные в органический комплекс, образуют в водной фазе с сульфид-ионами соответствующие сульФиды металлов, которые в результате сорбции втягиваются в органическую фазу.

Метод обеспечивает двойное концентрирование элементов из водной

Фазы, включающее сочетание экстракции и сульфидного осаждения, Предел обнаружения элементов снижается с

10"3 до 10 Ф по сравнению с известным РФ методом.

Поскольку ЛОВ имеют температуру плавления 60 0, то метод осуществляется при повышенной температуре (60О

80 С), что повышает скорость протекающих реакций и уменьшает время установления равновесия в системе.

При пропускании тока сероводорода происходит активный барботаж газа через водный раствор, исключающий дополнительное перемешивание водной и органической фаз. Застывшая твердая органическая фаза легко отделяется от водного раствора и после переплавления в специальных формах (d =

= 40 мм) является готовым образцомизлучателем для рентгенофлуоресцентного анализа .

П р и и е р 1. В термостатируемый сосуд цилиндрической формы заливают анализируемый раствор, содержащий

10 мкг/мл солянокис.пого висмута, имеющий значение рН 0,8-0,9, вносят навеску смеси RKK и Д23ГФК (10-20/) .

После плавления смеси (1 мин) экстракционный сосуд закрывают крышкой с насадкой, в которую впаяны две трубки (одна для ввода газа, другая для вывода). Пропускают сероводород до полного обесцвечивания раствора (8-10 мин). Затем смесь из сосуда выливают в стакан, охлаждают, органическую Фазу отделяют от водной в виде застывшей таблетки, которая после плавления в специальной Форме (d = 40 мм) является готовым излучателем для РФ анализа. Висмут и другие металлы анализируют на приборе- СРМ-20 при напряжении 40 кВ, величине тока

40 мА, времени экспозиции 40 с. Кристалл-анализатор ЫЕ. Градуировочный график строят по стандартным растворам металлов (99,999%) в координатах: интенсивность рентгеновского излучения - количество металла в пробе, мкг/мл или i. Найдено 9,8 мкгlмл висмута .

I 1

Пример 2. Условия проведения аналогичны примеру 1 с той разницей, что вместо висмута берут раствор, со1732223

В таблице дан сопоставительный анализ экстра кционно-рентгенофлуоресцентного и сульфидно-экстракционнорентгенофлуоресцентного методов определения металлов.

Таким образом, предлагаемый способ сокращает время пробоподготовки упроцает процесс и на порядок снижает предел обнаружения металлов..Формула изобретения

Bi, мкг/мл

Введено Найдено

Pb, мкг/мл

»»»»ааеаае еееееееа

Введено Найдено

»» е ааееееееа

Ni, мкг/мл

Способ

«»»»»»»» а

Введено Найдено

« »

Экстракционнорентгенофлуоресцентный (известный) 108

30150

30000

100 99,5

100 99 5

» е

99,9

98,5

20100

1.00

20000

10,0 9,8 10,0 10, »0,0 . 9,6

10,0 9,7 . 10,0 10,1 10,0 9,7

40,0 39,8 30,0 29,80

40,0 39,7 30,0 29,80

Сульфидно-экстракционно-рентгенофлуоресцентный (предлагаемый) Составитель ф. Лобанов

Техред И,Дидык

Корректор И. Самборская

Редактор А. Иотыль

Заказ 1577 - .Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ CCCP

113035, Москва, Ж-35, Раушская изб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

5 держащий 10 мкг/мл азотнокислого свинца, рН устанавливают 1,5-3, О, в качестве ЛОВ используют смесь парафи на с ди-2-этилгексилфосфорной кислотой (10-?0 ). Найдено 9,Ь мкг/мл свинца.

Пример 3. Условия проведения опыта аналогичны примеру 1 с той разницей, что в качестве объек- . та исследования берут анализируемый раствор, содержащий 10 мкгlмл солянокислого никеля, рН устанавливают

" 8, в качестве |lOR используют смесь

ВКК и Д2ЭГйК. Найдено 10,1 мкг/мл никеля, Пример 4. Условия проведения аналогичны примеру 1 с той раз" ницей, что в качестве объекта исследования берут по 10 мкг/мл висмута и никеля, устанавливают рН 0,8-0,9, в качестве ЛОВ используют смесь ВКК и Д2ЭГФК. Найдено 9,9 мкгlмл висмута никеля не обнаружено.

Пример 5. Условия проведения аналогичны примеру 1 с той разницей> что в качестве объекта исследования берут 10 мкг/мл солянокислого раство" ра меди, устанавливают рН 4, в качестве ЛОВ используют смесь ВКК и Д2ЭГФК. Найдено 9,8 мкг/мл меди.

1. Способ концентрирования металлов из раствора, включающий их осаждение сероводородом преимущественно для последующего количественного определения этих металлов, о т л и ч а20 ю шийся тем, что, с целью снижения пределов обнаружения и упрощения процесса, осаждение осуществляют в присутствии расплава смеси легкоплавких органических веществ c ди25 2-этилгексилфосфорной кислотой.

2. Способ по п.1 о т л и ч а e"", шийся тем, что в качестве легкоплавких органических веществ ис3р пользуют парафин или высшие карбоновые кислоты Фракции С 1 -С о, 1