用螫合树脂对金属进行分离富集及测定,行业内用含键合S双硫腙(P-D)和脱氢双硫腙(P-DT)功能团的离子交换树脂和螫合树脂分离金和铂族金属,用双硫腙负载树脂分离富集铜(II),用磺基二硫腙负载树脂分离富集汞(II),但目前用茜素红S螯合树脂分离富集地质样品中的金、铂和钯比较少,这边介绍合成了AR-S树脂,并将其用于分离富集地质样品中金、铂和钯,获得满意结果。
一、实验部分
1、仪器与试剂
日立Z-8000偏振塞曼原子吸收分光光度计;pHS-3D型酸度计;直径5mm*250mm的杯形离子交换柱。
10毫克/升金、钯和20毫克/升铂的混合标准溶液,由1克/升的10%盐酸介质的贵金属标准溶液稀释而成;粒径0.18-0.30mm D290大孔强碱性阴离子交换树脂;茜素红S、硫脲和盐酸等试剂皆为分析纯。
2、茜素红S螯合树脂的合成
茜素红S分子上的磺酸基在中性溶液中容易解离出氢离子,成为一个大阴离子。而D290大孔强碱性阴离子交换树脂经处理后可转变成R-Cl型树脂。因此,将茜素红S溶液与经处理后的R-Cl型树脂混合时,R-Cl型树脂上的氯负离子可被大阴离子取代,使试剂直接联到树脂上,且性能稳定。将经4摩尔/升的盐酸浸泡24小时的D290树脂用去离子水冲洗至中性,反复加入30毫升1%的AR-S溶液,搅拌,直至树脂充分饱和。然后用去离子水冲去浮色,水浸泡备用。
3、条件实验
交换柱酸度选择:将制备好的AR-S树脂用灌浆法倒八柱中,在控制柱床高160mm和试液流速0.2-0.6毫升/分钟的条件下,用pH值分别为1-6的盐酸溶液平衡交换柱中树脂的酸度。分取金、钯和铂分别为20微克和4O微克的混台标准溶液上柱,并用少量与柱内酸度相同的盐酸溶液冲洗柱壁,待柱内溶液流净后,用10毫升浓硝酸进行破坏性洗脱,流出液用50毫升烧杯盛接,加人2毫升高氯酸在石棉板上小火蒸至小体积,转人10毫升比色管稀释至刻度摇匀。用火焰原子吸收光度法测定金、铂和钯。回收率的测定结果表明,当柱内pH值为1.0时,金、铂和钯的回收率分别为98.6%、99.4%和99.1%。随着柱内pH值的增大。金、铂和钯的回收率逐渐降低,选择pH=1.0为柱内树脂的平衡酸度。
洗脱剂及其浓度的选择:分取金、钯和铂分别为20微克和40微克于pH=1.0的树脂柱上,控制试液流速为0.2-O.6毫升/分钟条件下平行处理5份,用1:3硝酸、4摩尔/升盐酸、5%的三乙醇胺、5%的硫脲和4%的酸性硫脲为洗脱剂,进行了金、铂和钯的洗脱回收实验,其中4%的酸性硫脲对金、铂和钯的洗脱回收率分别为95.6%、98.9%和95.3%。并对酸性硫脲浓度进行了选择试验。结果表明,当酸性硫脲浓度为3%时,对金、铂和钯的洗脱效果最佳。
二、结果与讨论
1、树脂床高度的影响
树脂床的高度是影响金、铂和钯分离和富集的重要因素,虽然树脂床越高越有利于金、铂和钯的定量富集,但是树脂床过高不利于金、铂和钯的洗脱和分离干扰元素。这边做了树脂床高与回收率的变化试验,实验结果表明,树脂床高度在80-160mm 的范围内都能满足试液中金、铂和钯的定量富集,而以床高120mm的回收效果最佳。
2、柱流速的影响
柱流速也是影响金、铂和钯富集效率的重要因素,柱流速太快虽然 能缩短分析流程的时间,但对富集的效果有一定的影响,柱流速选择的是否适宜直接影响分析结果的准确性。在选定了树脂床高度后,进一步做了柱流速的影响试验。实验结果表明, 当柱流速小于等于0.6毫升/分钟时,金、铂和钯3个元素均能定量回收,这边选择0.4毫升/分钟为柱流速。
在所选择的最佳富集与洗脱条件下,对混合标准溶液进行过柱洗脱并用火焰原子吸收法进行分析测定,结果表明,金、铂和钯的回收率均在94.5%-1O4.1%之间。
3、AR-S螯合树脂的动态吸附量
根据上述实验所得到的最佳条件,对AR-S螫合树脂的动态吸附量进行了测定,实验结果见表1。
4、基体干扰元素的消除
对样品中存在的大量硅曾采用氢氟酸和过氧化钠熔融,水提取液中加入盐酸蒸干硅胶并脱水过滤除硅2种方法。前者除硅较费时间。实验证明,铁也能被AR-S螯合树脂部分吸附。将样品溶液经过732型阳离子树脂柱或者于硅胶脱水前向溶液中加入2克亚硝基苯胲铵盐沉淀铁,加热硅胶脱水后一起过滤除去。过柱前向试样液中加入4%磺基水杨酸和4%酒石酸组成的1:1的联合掩蔽剂10毫升,可消除铬、钨、锆、锡、铅、铌和钛的干扰。
5、样品分析
准确称取冶金72-铂-O2铜镍矿标样5克于瓷舟中,平行1O份放于450度高温炉中恒温灼烧2小时除砷(因砷与金在高温下易形成砷金合金,使结果偏低),升温至650度灼烧1小时除有机物与硫化物。取出稍冷,将试样转入刚玉坩埚中,加入3-5倍的过氧化钠,于高温炉中650度恒温30分钟,热水提取,用浓盐酸酸化,在石棉板上蒸至湿盐状,用盐酸脱水两次。 加入50毫升 1%的盐酸加热使盐类溶解。加入2克亚硝基苯胲铵盐,搅匀、静置,待沉淀完全后用定性滤纸滤去硅、铁。向滤液中加入10毫升联合掩蔽剂,再经AR-S螯台树脂柱,按最佳条件过柱和洗脱处理,并按仪器给定的条件火焰原子吸收光谱法测定金、铂和钯。测定结果见表2。