Способ определения золота

 

Сущность изобретения: способ основан на извлечении золота из растворов сорбентом - силикагелем, модифицированным комплексообразующими или анионообменными группами. На поверхности сорбента при этом образуются соединения золота, которые прокаливают в течение 30 - 60 мин при температуре 700 - 1100^oC и фотометрируют золь золота. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к области аналитического определения элементов и может быть использовано в практике анализа природных и сточных вод, технологических и других золотосодержащих растворов.

Для определений микроколичеств золота часто используют предварительное его концентрирование сорбентами на полимерной основе, например, типа ПОЛИОРГС [1,2] Применение их осложняется кинетической инертностью полимерных матриц (время достижения сорбционного равновесия часто составляет несколько часов), а также их подверженностью набуханию и трудностью десорбции. Поэтому предложенные способы, включающие концентрирование и спектральное определение золота, практически не используются.

Известен способ, основанный на фотометрировании золей золота [3] включающий операции подкисления пробы HCl, введения реагента 0,02 0,06 М SnCl₂, фотометрирования золя. Этим способом можно определить до 100 мкг/мл золота на фоне 10 мг железа, никеля, марганца, 5 мг меди, свинца, 3 мг кобальта. Снижая концентрацию HCl добиваются некоторого повышения чувствительности и определяют 0,1 5,0 мкг/мл золота, но метод становится неизбирательным.

К недостаткам способа следует отнести малый диапазон определяемых содержаний золота, невысокую чувствительность и недостаточную избирательность определения, а также неустойчивость водных коллоидов золота.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемым результатам является способ определения золота [4] включающий операции подкисления пробы до содержания HCl 0,3 моль/л, сорбции в динамическом режиме на кремнеземе, химически модифицированном диэтилентриамином, промывания сорбента, десорбции золота 2 М раствором KSCN, отбора аликвоты, экстракции комплекса золота с метиленовым голубым в бензол и фотометрирования.

К недостаткам способа можно отнести его многооперационность, малый диапазон определяемых содержаний золота 0,1-2,0 мкг/мл, невысокую чувствительность определения, а также необходимость работы с высокотоксичным экстрагентом бензолом.

Данный способ выбран в качестве прототипа.

Цель изобретения расширение диапазона определяемых содержаний, повышение чувствительности и упрощение определения золота.

Поставленная цель достигается тем, что исследуемый раствор, содержащий, кроме золота, существенно превосходящие количества неблагородных и цветных металлов, подкисляют HCl, пропускают через патрон, заполненный сорбентом - кремнеземом, химически модифицированным комплексообразующими или анионообменными группами, промывают патрон 0,1 М НСl, прокаливают сорбент при 700 1100^oС в течение 30 60 мин и фотометрируют золь золота, образовавшийся на сорбенте, при 520 нм. Содержание золота в исходном растворе находят по градуировочному графику.

Сущность способа заключается в том, что находящееся в растворе золото количественно извлекается сорбентом SiO₂, химически модифицированным, например, производными тиомочевины. На поверхности сорбента образуются комплексные соединения золота. Сорбция протекает быстро (время установки сорбционного равновесия 3 5 мин) и количественно, что позволяет сконцентрировать и полностью извлечь золото даже из очень разбавленных растворов. Предел обнаружения золота 1 мкг на 0,1 г сорбента. После прокаливания комплексные соединения золота разрушаются с образованием на поверхности сорбента устойчивых неограниченное время золей, интенсивность окрашивания которых служит аналитическим сигналом в определениях.

Время прокаливания сорбента с нанесенным на нем комплексом золота подобрано экспериментально с учетом интенсивности окраски образующегося золя. Снижение времени прокаливания до 25 мин приводит к уменьшению интенсивности при 520 нм в спектрах диффузного отражения золей золота. По-видимому, этого времени недостаточно для полного разрушения комплекса. Увеличение времени прокаливания выше 60 мин также приводит к уменьшению интенсивности при 520 нм и, видимо, к частичному разрушению золя.

Снижение температуры прокаливания ниже 700^oC не приводит к полному разложению комплекса и, как следствие, максимум спектра диффузионного отражения сдвигается в длинноволновую область, тогда интенсивность его снижается, что существенно влияет на чувствительность и правильность определения. Повышение температуры выше 1100^oС влечет за собой изменение свойств носителя.

В предлагаемом способе содержание золота в произвольном объеме раствора, пропускаемом через сорбент, не должно быть менее 1 мкг на 0,1 г сорбента. Это то минимальное соотношение, которое обусловлено разрешающей способностью аналитических приборов, позволяющих фотометрировать золи золота на поверхности силикагеля с аналитическим сигналом, отличным от нуля. Градуировочный график линеен в диапазоне 1 2000 мкг/0,1 г сорбента. Так как в предлагаемом способе сорбцию проводят в динамическом режиме, то относительное количество золота в растворе незначимый фактор для определения.

Для опытов использовались сорбенты, приготовленные на основе силохрома С-80 со стандартными характеристиками S_уд=80 м²/г, средний диаметр пор 40 50 нм, фракция 0,16 0,25 мм. Экспериментальным путем установлено, что изменение пористости и удельной поверхности сорбента при переходе к силохрому С-120 (S_уд= 120 м²/г, средний диаметр пор 50 60 нм) не влияет на результаты анализа.

Для лучшего восприятия способа предлагаются следующие примеры.

Пример 1 (прототип).20 мл раствора, содержащего 0,5 мкг/мл золота, подкисляют НСl до 0,3 моль/л и пропускают через колонку с 0,2 г сорбента - кремнезема, химически модифицированного диэтилентриамином со скоростью 20 30 мл/мин^ocм². Промывают колонку 0,1 М НСl, десорбируют золото 5 мл 2 М KSCN, доводят объем до 25 мл, отбирают аликвоту, переносят в делительную воронку, добавляют 3 мл 0,005%-ного раствора метиленового голубого и Н₂O до 10 мл. Проводят экстракцию 10 мл бензола. Количество золота определяют по градуировочному графику. Найдено 9,2±0,3 мкг золота. Заниженные результаты определения можно объяснить потерями при экстракции. При разбавлении раствора в 10 раз до содержания золота 2 мкг/0,1 г сорбента и повторении операций, как указано выше, золота в пробе не найдено.

Пример 2 (предлагаемый способ). К раствору, содержащему 0,1 мкг/мл золота, 15 мг/мл железа, 6 мг/мл меди, 2,5 мг/мл цинка, 41,5 мкг/мл никеля, 1,25 мг/мл марганца, 5,0 мг/мл свинца добавляют 1 М НСl. Раствор пропускают через патрон, заполненный силикагелем, модифицированным производным тиомочевины аллилтиомочевиной. Патрон промывают 0,1 М НСl и его содержимое прокаливают при 700^oC в течение 30 мин. Концентрацию золота в исходном растворе находят фотометрируя золь, образовавшийся на поверхности сорбента, при 520 нм. Взяв для анализа 10,0 мл раствора, содержащего 0,1 мкг/мл золота, по градуировочному графику нашли 1,01±0,02 мкг золота. Данные о результатах определения золота при других значениях времени прокаливания и температуры приведены в таблице.

Таким образом, по сравнению с прототипом предлагаемый способ позволяет определить золото в количестве 1 2000 мкг/0,1 г сорбента в присутствии превосходящих (до 10⁵) количеств цветных металлов против 0,1 2,0 мкг/мл анализируемого раствора для способа-прототипа. Кроме того, способ упрощается за счет исключения операций десорбции, экстракции и становится безопасным, так как не использует токсичные экстрагенты.

Полученные на сорбенте золи золота устойчивы длительное время.

Формула изобретения

1. Способ определения золота, включающий подкисление анализируемого раствора соляной кислотой, концентрирование золота на сорбенте, в качестве которого используют силикагель, фотометрирование золота, отличающийся тем, что силикагель модифицирован комплексообразующими или анианообменными группами, после концентрирования золота сорбент промывают 0,1 М раствором соляной кислоты и прокаливают при 700-1100^oС в течение 30-60 мин, а фотометрирование золота осуществляют на поверхности сорбента.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сорбент модифицирован производными тиомочевины.

РИСУНКИ

Рисунок 1