硫酸铵液体系萃取分离贵金属铂钯铑金
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硫酸铵液体系萃取分离贵金属铂钯铑金

时间:2020-1-9 作者:秋禾钯碳

小分子的有机物如乙醇、丙醇在硫酸铵等电解质存在下分为两相,用于萃取某些金属离子,在一定条件下,贵金属离子可与氯化亚锡反应生成三氯锡酸合络阴离子,增加了可萃性或吸附性,应用于泡沫塑料吸附分离或萃取光度法等,这边采用丙醇-硫酸铵-水液-液体系对铂(II)、钯(II)、铑(III)和金(III)三氯锡酸络阴离子的萃取行为,实现了铂(II)、钯(II)、铑(III)和金(III)多元素的同时萃取,应用于合成样及实际样品的分离,比较高分子聚合物-盐-水体系,这种方法具有分相清晰,萃取相不含粘度大难处理的聚合物,对测定干扰小等优点,尤其适合物于多元素的分光光度法、电化学法或ICP-MS法等同时测定前从大量贱金属基体中分离铂、钯、铑、金。在盐酸介质中体系可同时萃取铂(II)、钯(II)、铑(III)和金(III),对铂、钯、铑和金的萃取率分别是99.4%、99.0%、98.3%、99.8%,方法可用于从贱金属中分离铂、钯、铑、金。对阳极泥、砂铂矿、废催化剂样品的分离分析结果与其它方法相符。

一、实验部分

1、仪器及试剂丙醇:硫酸铵;0.5摩尔/升氯化亚锡水溶液(2.4摩尔/升盐酸介质);盐酸;贵金属标准溶液(毫克/升):铂(II)(100),钯(II)(100),铑(III)(88.4)、金(III)(100),均为0.6摩尔/升盐酸介质;所用试剂均为分析纯。721型分光光度计, E-8000型原子吸收分光光度计,康氏振荡器。

2、实验方法

取0.50毫升贵金属标准液,于红外灯下蒸至近干,加入一定量的盐酸及氯化亚锡溶液,及5.0毫升水,60度水浴加热5分钟,冷至室温,分别加入一定量的丙醇和硫酸铵,并使其最后体积为20毫升,振荡2分钟,转移至分液漏斗中,放置使其分成丙醇相和盐水相,分出丙醇相或下层盐水相,制成10%盐酸溶液,分别测定盐水相和丙醇相中待测离子的含量,计算萃取率E(%)。钯、铑和金的测定用原子吸收法,铂的测定用DbDO光度。

二、结果与讨论

1、分相条件

分析了硫酸铵、氯化钠及盐酸浓度对分相的影响,硫酸铵和氯化钠都能使体系分相,盐酸浓度增加,分相所需的盐浓度增加,如使用氯化钠,当盐酸浓度大于1.5摩尔/升时,增加氯化钠浓度也很难形成丙醇相,而使用硫酸铵,盐酸浓度大于2.4摩尔/升时,相平衡才被破坏,这反映出硫酸铵比氯化钠有更强的盐析能力,由此可看出高浓度的酸对相平衡的破坏主要原因并不是弱酸根生成所至盐析作用减弱,可能是因为高酸度下丙醇质子化作用的增加,导致丙醇有较高极性,水溶性增加,从而不易形成不溶于水的丙醇相;考虑到贵金属的分离通常需要在较高酸度下进行,我们选择盐析能力较强的硫酸铵,图1是丙醇-硫酸铵-水体系的相图,我们选择的分相条件是:30%丙醇10毫升中2.5克的硫酸铵。

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2、萃取条件及结果

对影响萃取的因素,如振荡时间,盐酸浓度,氯化亚锡浓度进行试验,结果表明,萃取有较快的动力学速率,只需振荡萃取1分钟,萃取即达平衡,图2为盐酸浓度对萃取的影响,由图2可看出,盐酸浓度增加萃取率增加,当盐酸浓度达0.4摩尔/升时,萃取率已达最大,考虑到酸度过高不利于相平衡,这边选择的盐酸浓度为0.6摩尔/升,图2为氯化亚锡浓度对萃取率的影响,从图3可知,氯化亚锡浓度增加,萃取率增加,但当氯化亚锡浓度大于0.05摩尔/升时萃取率反而下降,这可能是高浓度的氯化亚锡与贵金属三氯锡酸合络阴离子产生竞争反应的结果,实验表明,室温下,铂、钯和金已能定量萃取,但铑的萃取率较低,原因在于铑与氯化亚锡反应的惰性,萃取前经60度水浴加热30分钟后,铑的萃取率达98%以上;这边最终确定的萃取条件是:0.6摩尔/升盐酸,0.03摩尔/或氯化亚锡,萃取前60度水浴加热5分钟,振荡萃取时间为2分钟,在上述条件下,体系对铂、钯、铑和金的萃取率分别为99.4%、99.0%、98.3 %、99.8%。

硫酸铵液体系萃取分离贵金属铂钯铑金

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3、合成样及实际样品的分离

配制如表1所示合成样,用本法萃取后测定丙醇相中金属离子的含量,计算萃取率,结果可知,体系能定量萃取铂、钯、铑、金,对常见贱金属的萃取率则很低,可用于铂、钯、铑、金与大量贱金属的分离,在实验条件下体系对铱萃取率小于2.0%,方法也可用于铂、钯、铑、金与铱的分离。

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分别称取一定量的砂铂矿、铜阳极泥、废催化剂样品,用新配制王水加热溶解2小时,以盐酸赶硝酸,酸不溶物用双氧水熔融分解,水浸取,酸化并与酸溶液合并,制成含0.6摩尔/升盐酸的试液,用本法进行分离及分析,结果见表2,与其它方法结果相符,由此可见,本法与泡沫塑料吸附等方法一样,可用于贵金属测定前与贱金属的分离,且本法省去了解吸附等过程,更为方便、快速,有较高的应用价值。