Способ концентрирования примесей металлов из растворов солей никеля

 

(71) Заявитель (54) СПОСОБ КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ ПРИМЕСЕЙ МЕТАЛЛОВ

ИЗ РАСТВОРОВ СОЛЕЙ НИКЕЛЯ (ЧАО)2 (М; (ЯСМ)4).

Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к экстракционным методам группового концентрирования примесей металлов, и может быть использовано для контроля качества химических ве- 5 ществ особой чистоты.

Известен способ экстракции примесей металлов из сульфатных никелевых электролитов роданидной солью четвертичного аммониевого основания (ЧАО) (1). 10

Однако число извлекаемых металлов невелико (медь, цинк, кобальт и железо), поэтому этот способ не может быть применен для группового концентрирования примесей металлов при анализе растворов со- 5 лей никеля особой чистоты.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ концентрирования металлов (висмута, олова, цинка и урана) 20 из растворов солей никеля с рН 2 — 65 — ЗОЯ раствором роданидной соли ЧАО (метилтрикаприламмония с длиной углеродной цепи

Сц — С 8) (2). В качестве растворителя используют метилизобутилкетон в смеси с кси- 2s лолом. Однако только железо, кобальт и медь извлекаются полностью, тогда как полнота выделения для ртути составляет

25 — ЗОО, для висмута — 50 — 55Я. Никель также экстрагируется в этих условиях (про- З0 цент экстракции никеля непостоянен, составляет 1 — 2 ° 10- -"Я), что влечет за собой ошибки в результатах анализа. Кроме того, применение метилтрикаприламмония в качестве экстракта требует дополнительной трудоемкой очистки.

Таким образом, этот способ экстракционного выделения металлов из растворов солей никеля не пригоден для группового концентрирования примесей металлов при анализе веществ высокой степени очистки.

Цель изобретения — увеличение числа концентрируемых металлов, полноты их извлечения и стабилизация количества металла — основы в концентрате.

Это достигается способом концентрирования примесей металлов из растворов солей никеля, включающим экстракцию раствором роданидсодержащих соединений ЧАО в инертном органическом растворителе.

Отличительным признаком способа является использование в качестве роданидсодержащего соединения ионного ассоциата роданидного ацидокомплекса никеля с ЧАО:

При этом используют в качестве инертного растворителя хлороформ, дихлорэтан,. четыреххлористый углерод, толуол.

В качестве ЧАО используют тетрабутиламмоний, его концентрация в инертном ра86!323

10 (ЧАО), (Ni(SCN),),+ (Me(SCN),„)," —" — - (ЧАО) створителе в составе ионного ассоциата с роданидным ацидокомплексом никеля должна быть не менее 4 ° 10 — М.

Экстракцию проводят из растворов солей никеля с концентрацией роданид-ионов не менее 03 г-ион/л и рН 1 — 2.

Механизм предлагаемого способа концентрирования основан на обменной экстракции, описываемой следующей схемой: где т — число роданидных групп в ацидокомплексе;

n — валентность металла; о — знак органической фазы;

b — знак водной фазы.

Исходя из этой схемы в процессе экстракции параметры водной фазы — кислотность, концентрация роданид-ионов и никеля, остаются практически неизменными, что не ставит ни один металл, в зависимости от величины константы устойчивости роданидного комплекса, в предпочтительное положение. В органической фазе в ионном ассоциате происходит замещение роданидного ацидокомплекса никеля на любой другой, имеющий с катионом ЧАО более высокую константу экстракции.

Определен ряд замещений металлов для роданидной системы с ЧАО: молибден, цинк, галлий, кобальт, кадмий, медь, олово, ртуть, железо, висмут, свинец, титан, хром, марганец, никель, в котором каждый член ряда в присутствии роданид-ионов образует ацидокомплекс, способный вытеснить из ионного . ассоциата роданидный ацидокомплекс металла или металлов, стоящих в ряду справа от него. Именно поэтому никель, стоящий в ряду крайним справа, вытесняется всеми металлами этого ряда. Таким образом, этот способ может быть применен и для концентрирования примесей из растворов солей марганца, однако примесь никеля при этом будет оставаться в водной фазе.

В связи с тем, что концентрация ионного ассоциата роданидного ацидокомплекса никеля с ЧАО на два-три порядка выше суммы концентраций всех металлов примесей, после экстракции в равновесном состоянии его концентрация уменьшается (в связи с вытеснением из ассоциата) на 1 — 2О и. в концентрате содержание никеля во всех опытах остается практически постоянньгм.

Пример. В делительную воронку помещают навеску соли никеля (10 г), приливают

25 мл 0,5 М раствора роданида натрия и встряхивают воронку до полного растворения препарата, к раствору добавляют несколько капель кислоты до рН 1 и приливают 10 мл 4 ° 10 — М раствора ионного

60 ассоциата роданидного ацидокомплекса никеля с тетрабутиламмонием в хлороформе.

Экстракцию выполняют в течение 5 мин.

После полного расслаивания фаз органическую фазу тщательно отделяют и переносят в кварцевую чашку на навеску (50 мг) порошка спектрального угля. Экстракт упаривают, концентрат обрабатывают 0,5 мл азотной кислоты и повторно упаривают досуха.

„(Me(SCN) ),+ (Ni (SCN) 4) ь

Концентрат на угле тщательно переносят в кратер угольного электрода и выполняют спектральный анализ. В образце хлорида никеля особой чистоты было найдено: железа—

1 ° 10 — ьо; меди 5, 10 — бо; марганца

<2 ° 10 Уо, кобальта — 1 ° 10 — 4ог кад мия — <1 ° 10 — Я, ртути — <1 ° 10 Я, свинца <1 ° 10 — 4Я, титана — <2 ° 10 — 4об молибдена — <1 ° 10 — 4Я, висмута

<1 ° 10 Я, хрома —

<1 ° 10 оо, галлия — <1 ° 10 — Я, золота —

Предлагаемый способ экстракционного концентрирования примесей из растворов солей никеля, основанный на обменной экстракции ионных ассоциатов роданидных ацидокомплексов с катионами ЧАО, имеет неоспоримые преимущества по сравнению с известными и применяемыми в аналитической практике — по экспресности, числу концентрируемых металлов, доступности реагентов и простоте выполнения. Благодаря этим достоинствам способ легко может быть воспроизведен в ОТК любого предприятия при контроле качества выпускаемых особо чистых металлов и солей никеля.

Формула изобретения

1. Способ концентрирования примесей металлов из растворов солей никеля, включающий экстракцию раствором роданидсодержащих соединений четвертичных аммониевых оснований в инертном органическом растворителе в присутствии роданид-ионов, отличающийся тем, что, с целью увеличения числа концентрируемых металлов, полноты их извлечения, стабилизации количества металла — основы в концентрате, в качестве роданидсодержащего соединения используют ионный ассоциат роданидного ацидокомплекса никеля с четвертичным аммониевым основанием.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве инертного растворителя используют хлороформ, дихлорэтан, четыреххлористый углерод, толуол.

861323

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Иванов И. М., Татаринова Н. И., Бахтурова М. Ф., Юдилевич И. Г. Экстракция некоторых цветных металлов из роданидных и сульфатных растворов роданидом четвертичного аммониевого основания.

Изв. Сиб. отделения АН СССР, серия хим. наук, № 14, вып. 6, 1977, с. 70.

2. Патент Англии № 1495407, кл. С 1А, 5 опублик. 1977.