3.4 铂、钯的测定(Determination of Palatinum and Palladium)
3.4.1 DDO吸光光度测定氨浸液中钯(DDO Spectrophotometry Determination of Palladium in Ammonia Infusion)
氨浸溶液是以铜镍为主要成分,其中含有大量的铵盐(硫酸铵或氯化铵)。本法采用发烟硝酸破坏铵盐,在弱酸性溶液中,加入2-巯基苯并噻唑(MBT)与钯生成难溶络合物(Pd(C7H4S2N)2),与铜、镍分离,沉淀用酸溶解,以DDO为显色剂,用石油醚-氯仿混合溶剂萃取,于吸光光度计波长450nm处测量其吸光度。
试剂配制
MBT溶液(5g/L):称取1.00g MBT于小烧杯中,加入少量冰乙酸,加热溶解,过滤于200mL容量瓶中,用冰乙酸定容。
DDO溶液(2g/L):称取1.00gDDO于小烧杯中,加入40~50mL丙酮溶解,过滤于500mL容量瓶中,并用丙酮定容。
石油醚-氯仿混合溶剂:3+1。
钯标准贮存溶液:称取0.1000g光谱纯钯片于50mL烧杯中,加20mL王水,于砂浴上加热溶解,然后以少量盐酸吹洗杯壁,加入5滴200g/L氯化钠溶液,并移至水浴上蒸干,加2mL盐酸(1+1),蒸发至干,反复处理三次,取下用8mol/L HCI溶液溶解,移入1L容量瓶中,并用8mol/L HCI溶液定容。此贮备溶液含钯100μg/mL。
钯标准溶液:吸取10mL钯标准贮备溶液于500mL容量瓶中,以8mol/L HCI溶液定容。此溶液含钯2μg/mL。 分析步骤
吸取10~100mL氨浸液,于250mL锥形瓶中,加热除去游离氨,滴加盐酸中和至酸性,继续加热浓缩至小体积取下,稍冷,滴加10~15mL发烟硝酸,在电炉上加热,蒸至小体积,取下冷却,用水吹洗杯壁,加入5mL过氯酸,在砂浴上加热,至冒尽白烟,取下冷却,加50mL水,加热溶解,煮至清亮,此时若铜、镍含量高时,需加10mL水,然后用10g/L氢氧化钠溶液调节pH3~5,再加入1mL 6mol/LHCI溶液,用水稀释至100mL,加热煮沸后,滴加5mL 5g/L MBT溶液,继续加热5~10min,移到砂浴上保温lh过滤,用热的5%(V/V)乙酸洗涤5~6次,然后再用热水洗2~3次,用滤纸擦净玻璃棒,将滤纸连同沉淀放入原烧杯中,加入15mL硝酸,5mL过氯酸,2~3滴200g/L氯化钠溶液,加热破坏滤纸及沉淀待白烟冒尽后取下,用8mol/L HCI溶液吹洗杯壁,加热溶解后,移入25mL比色管中,并用8mol/L HCI溶液稀释至15mL,加入1mLDDO溶液,摇匀,放入50℃的水浴中保温20min后,加入石油醚-氯仿(3+1)混合溶剂,振摇1min,用1cm 吸收皿,于波长450nm处以试剂空白作参比,测定其吸光度。
工作曲线的绘制:分别吸取含钯0、2、5、10、15、20μg 的钯标准溶液于一组25mL比色管中,用8mol/L HCI溶液稀释到15mL,以下操作同分析步骤。
注意事项
(1)钯的氯络合物与 MBT形成沉淀的盐酸浓度范围由微酸性至3%(V/V),钯都能获得定量分离。 (2)铂与钯有同样的反应,当有100g/L的氯化铜溶液存在时,铂也能被定量沉淀分离,回收率可达90%以上。
(3)发烟硝酸的加入量务必加足,以破坏样品中的铵,若量不足,则在蒸至小体积时,铵盐会析出而溅跳,此时需补加3~5mL发烟硝酸。
(4)在铵盐破坏后,尽可能将酸蒸至近干,以免在中和时引入大量钠盐,导致结果偏低。
3.4.2 DDO吸光光度法测定酸浸液中铂、钯(DDO Spectrophotometry Determination of Platinum and Palladium in Acid Extract)
酸浸液中铂、钯的测定是在3mol/L HCI介质中,加入氯化汞,用氯化亚锡还原,使铂、钯与汞共沉淀。沉淀灰化后,用王水溶解,以DDO为显色剂进行铂、钯的光度测定。 试剂配制
氯化亚锡溶液(500g/L):称取50g氯化亚锡,溶于66mL盐酸中,加热溶解,用水稀释至100mL。
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DDO溶液(2g/L):称取0.2gDDO溶于100mL丙酮中。
石油醚-氯仿混合溶剂(3+1):石油醚的沸程在60~90℃或90~120℃为宜。
铂标准溶液:参见3.1.2。取该溶液配为含铂5μg/mL(8mol/LHCI介质)。 钯标准溶液:参见3.4.1。 分析步骤
吸取100~200mL酸浸液于400mL烧坏中,加50~60mL盐酸(包括酸浸液中含有的盐酸)。用水稀释至300mL左右,加入10mL氯化汞饱和溶液,盖上表皿,在电炉上加热至沸在剧烈搅拌下,滴加500g/L的氯化亚锡溶液至沉淀完全后再过量5mL,继续煮沸至溶液清亮时为止,保温1h,过滤,用温热的5%(V/V)盐酸洗涤沉淀5~10次。沉淀及滤纸放入30mL的瓷坩埚中,烘干,灰化后,加入4~5mL王水溶解,并将此溶液转入50mL烧杯中,加2~3滴200g/L氯化钠溶液在砂浴上蒸至小体积后移置水浴上蒸干,加2mL盐酸蒸干(重复蒸干三次),取下,加入 8mol/L HCI溶液,加热溶解,冷却,用8mol/L盐酸溶液洗入25mL比色管中并稀释至10mL,待后用作测定钯、铂。
钯的吸光度测定:于上述溶液中加入1mL 2g/LDDO溶液,以下操作多见3.1.2。
铂的吸光度测定:于测定钯以后的水层中加入石油醚-氯仿混合溶剂,以下操作也参见3.1.2。 3.4.3 EDTA滴定法测定铂(EDTA Titration Determination of Platinum)
在pH3~4的热试液中,加入EDTA络合铂,其络合比为1:1,过剩的EDTA在pH为5.5的乙酸-乙酸钠缓冲溶液中,以二甲酚橙作指示剂,用乙酸锌溶液进行反滴定,溶液出现桃红色即为终点。铂在5~30mg内与消耗的EDTA的体积呈线性关系。其反应式如下:
--H2Y2 + Pt2+ → PtY2 + 2H+
--H2Y2 + Zn2+ → ZnY2 + 2H+ EDTA与多种两价、三价金属形成络合物而干扰测定,本法在强酸介质中,用硫脲与铂等贵金属元素形成硫化物沉淀,从而与大量贱金属分离。
300mg氧化铁、二氧化硅,100mg氧化铝,50mg氧化钙,30mg氧化镁,14mg二氧化钛,6mg铜,2mg镍、铅、锌经分离后不干扰测定,且允许300μg金,100μg 铱,60μg铑存在,但钯存在有严重干扰。
本法适用于富铂矿中1%以上铂的测定。 试剂配制
乙酸-乙酸钠缓冲溶液(pH5.5):称取201g结晶乙酸钠溶于水中,加95mL冰乙酸,用水稀释至1L容量瓶中。
铂标准溶液(100μg/mL):参见3.1.2。
乙酸锌溶液:称取5g乙酸锌溶于5L水中,加入1.5mL冰乙酸,摇匀。备用。
EDTA标准溶液:称取18.6g EDTA用水溶解,稀释至5L,然后用100g/L氢氧化钠溶液调节至pH为5。
标定:吸取10mL100μg/mL铂标准溶液于300mL锥形瓶中,以水稀释至60mL左右,调至pH3~4,准确加入25mL EDTA溶液,在电炉上加热,微沸保持20~25min,冷却后加入20~25mL乙酸-乙酸钠缓冲溶液,加入二甲酚橙指示剂,以乙酸锌溶液进行反滴定,溶液由黄色转为桃红色,即为终点。
式中:f ——与1.00mL EDTA标准溶液相当的铂的质量,g;
m ——吸取铂标准溶液含铂量,g ;
V1——加入EDTA标准溶液的体积,mL; V2——滴定时消耗乙酸锌溶液的体积,mL;
K——1.00mL乙酸锌溶液换算成EDTA标准溶液体积的系数。
K值的测定:准确吸取25.00mL EDTA标准溶液于300mL锥形瓶中,用水稀释至60mL左右,在电炉上加热保持20~25min,冷却加入20~25mL乙酸-乙酸钠缓冲溶液,加入二甲酚橙指示剂,以乙酸锌溶液进行反滴定,溶液由黄色转为桃红色,即为终点。
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分析步骤
称取0.1000~0.5000粒度为0.074mm的试样(含铂5~20mg)于铁坩埚中,在700℃马弗炉中焙烧30min,取下,冷却,加入5g过氧化钠熔融,熔块用100mL水浸出于500mL烧杯中,洗净,以硫酸(1+1)中和,再过量80mL,加2g硫脲,加热直至230℃,并保持1~2min,取下,冷却,加150mL热水,加热沸腾直至上层溶液清亮,过滤,以氢氟酸(1+2)洗涤3~5次,再以热5%(V/V)硫酸洗至无铁(Ⅲ),将滤纸放入50mL瓷坩埚中烘干,灰化,于800℃马弗炉中的灼烧15min,取出。
冷却后,加10滴300g/L氯化钠溶液,加15~20mL王水于水浴上加热溶解后,移入300mL烧杯中,于低温蒸发至干(最好于水浴上加热),以盐酸驱除硝酸一次,滴加2~3滴盐酸,加60mL水,煮沸溶解盐类,取下用氨水(1+1)调节至溶液pH为3~4, 准确加入25mL EDTA溶液,加热保持微沸20~25min,使铂充分络合,溶液近无色,冷却,吹洗杯壁,加20mL乙酸-乙酸钠缓冲溶液,加入8~10滴2g/L二甲酚橙指示剂,以乙酸锌溶液进行滴定,溶液由黄色转为桃红色,即为终点。
计算:
式中 m0——称取试样量,g 。 注意事项
(1)如试样中含大量钯时,可于王水溶解沉淀后,将溶液装入50mL容量瓶中,取两份溶液,一份测定铂钯合量,另一份只需调节pH=5后,加入10~15mL缓冲溶液,准确加入10mL EDTA溶液。在冷溶液中络合钯,然后以乙酸锌溶液反滴定,求出钯的质量,由差减法求出铂的质量。
(2)如试样中金含量超过3000g/t时,则在硫化物沉淀后,以乙醚于10%(V/V)盐酸溶液中萃取分离金,水相以王水处理后,再进行络合滴定铂,有机相用7%(V/V)乙酸反萃取后,直接用碘量法测金。
(3)本法也可以采用在0.2mol/L HCI溶液中,用饱和氯化铵溶液沉淀氯铂酸铵方法分离大量杂质,然后过滤于4号玻璃砂芯漏斗中,以王水溶解后,再进行给合滴定。 3.4.4 Zeph萃取富集-石墨炉原子吸收光谱法连续测定矿石中微量金、铂、钯(Consecutive Determination of Trace Gold、Platinum and Palladium in Ores by Zeph Extractive Collection -GFAAS)
2-2--在0.1~4mol/LHCI介质中,金、铂、钯的络阴离子[PtCl6]、[PdCl4]、[AuCl4]与Zeph(苄基十四烷基二甲基氯化铵)形成的三元络合物,能被三氯甲烷–二氯乙烷(1+1)的混合溶剂定量萃取,最后于石墨炉原子吸收光谱仪上分别测定。
在本法测定中,2000mg铝(Ⅲ),1500mg铁(Ⅲ),1000mg铜(Ⅱ)、镍(Ⅱ)、钙(Ⅱ)和二氧化硅,300mg铬(Ⅲ),200mg钴(Ⅱ), 60mg锰(Ⅱ),10mg锌(Ⅱ)和铅(Ⅱ),4mg锡(Ⅱ),2mg砷(Ⅲ)、锑(V)、铋(Ⅲ)、碲(Ⅳ)和铊(I),1mg镉(Ⅱ),0.5mg镓(Ⅲ)、锗(Ⅳ),0.2mg银(I)和汞(Ⅰ),0.01mg锇(Ⅷ)、钌(Ⅲ)、铑(Ⅲ)和铱(Ⅳ),5000mg硫酸根存在无影响。0.2mg金、铂和钯互不干扰。
本法适用于矿石中0.00x~xx g/t的金和钯,0.0x~xx g/t的铂的测定。 仪器及试剂
石墨炉原子吸收光谱仪:附金、铂、钯空心阴极灯,灯电流6mA,光谱通带0.2nm,氮气流2.5L/min; 进样体积20μL,原子化程序见表3-4。
表3-4 石墨炉原子吸收光谱仪原子化程序(Atomized Procedure of Spectrograph) 分析 分析线 干燥 灰化 原子化 元素 波长,nm 温度℃ 时间 s 温度℃ 时间 s 温度℃ 时间 s Au 242.8 110 20 800 20 2100 5 Pt 265.9 110 20 1000 20 2700 5 Pd 247.6 110 20 1000 20 2700 5
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金、钯、铂混合标准溶液:配成含金0.5μg/mL、含钯1μg/mL 、含铂2μg/mL的6mol/LHCl介质溶液。
Zeph溶液(5g/L):称取25gZeph溶于1000mL水中。 分析步骤
称取10g矿样于瓷蒸发皿(或方瓷舟)中,在700℃焙烧1h,冷后移入250mL烧杯中,加50mL盐酸,将10mL过氧化氢,分两次加入,搅匀,盖表皿,冷熔1h,再煮沸30min,吹洗表皿,蒸至粘稠状(冷却后仍能搅动),加约40mL沸水,微沸1min,趁热用布氏漏斗双层滤纸抽滤,以热的1%(V/V)盐酸洗涤,再用热水洗涤,滤液转入分液漏斗中,溶液体积为100~120mL,加10mL 25g/L Zeph 溶液,10mL三氯甲烷-二氯乙烷(1+1)混合溶剂,分层后,将部分(约5mL)有机相移入60mL分液漏斗中,加入25mL0.2mol/L HCI溶液,振荡洗涤30s,分层后,有机相移入10 mL干燥带塞试管中,然后按表3-4选择的最佳工作条件测定。由工作曲线求出含金、铂、钯量。金的线性范围为0~0.1μg /mL,铂的线性范围为0~0.5μg/mL,钯的线性范围为0~0.3μg/mL。
金、铂和钯的工作曲线的绘制:分别吸取0、0.5、1.0、1.5、2.0mL金、铂和钯的混合标准溶液置于125mL刻度分液漏斗中,加入5mL盐酸(1 + 2),10mL25g/L Zeph溶液,用水稀释至100mL,加入10mL三氯甲烷-二氯乙烷(1+1)混合溶剂,振荡1min,分层后,将部分有机相移入10mL干燥带塞的试管中,按仪器工作条件测定吸光度,绘制金、铂、钯的工作曲线。
注意事项
(1)本法曾试验证实,使用石墨涂层石墨管比用普通石墨管灵敏度高,其中钯的灵敏度约提高4倍,铂提高2.5倍,而金使用普通石墨管即可。
(2)使用与不使用背景扣除器,其吸光度一致,因此不用氖灯扣除背景。 (3)萃取后发现有机相混浊,可加l~2滴盐酸,溶液则清亮。
3.4.5 半微分阳极溶出伏安法同时测定金和钯(Determination of Gold、Palladium at Same Time With Semi-Differential Anodic Stripping Voltammery)
在0.4mol/L C6H5Na3O7(柠檬酸三钠)-0.4mol/L NaC1 -5×106mol/L HgCl2的底液(pH≈5)中,控制电极电位在-0.4V电解富集微量金,自0V正电位方向扫描记录金的半微分阳极溶出曲线;控制电极
-
电位在-1.0V电解富集微量钯,然后自0V向正电位方向扫描记录钯的半微分阳极溶出曲线。溶出峰电位金为+0.8V,钯为+0.43V。金的线性范围为0.1~1μg/mL,钯为0.05~0.6μg/mL。金的检出限为0.02μg/mL,钯为0.01μg/mL。
样品焙烧后用王水分解,经巯基棉分离富集,大量的铁(Ⅱ、Ⅲ)、铬(Ⅲ、Ⅳ)、铜、铅、锌、硅、铝、钙、镁、钡、钴、镍、锰(Ⅱ、Ⅶ),250μg 铂,200μg 铋、铊、钼、钨、锡、镉,100μg锑,25μg银,20μg铑、硒、汞,10μg砷,5μg 钌、锇、铱不干扰5μg金、钯的测定。在金、钯的各自线性范围内,当Au∶Pd≤5∶1时,金不影响钯的测定;当Pd∶Au≤3∶1时,铂不影响金的测定。 仪器及试剂
83-2.5多阶自动极谱仪:参见3.4.1,其工作电极为XBD-1型旋转玻碳电极(每次使用前,先用金相砂纸打磨,再用研细的三氧化二铬粉抛光。然后用蒸馏水洗净电极表面,再依次用氨水(1+1)、水、乙醇、水洗,最后用滤纸揩净电极表面备用)。
LM-15型X-Y函数记录仪。 PHS-3型酸度计。
金标准溶液:参见3.1.2,将此溶液配成含金5μg/mL的10%(V/V)盐酸介质溶液。 钯标准溶液:参见3.4.1,将该溶液配成含钯2μg/mL的10%(V/V)盐酸介质溶液。
柠檬酸三钠-氯化钠-氯化汞底液:称取117.6g柠檬酸三钠,23.4g氯化钠用水溶解后,移入1L容量瓶中,吸取1.25mL0.004mol/L HgCI2溶液加入容量瓶中,再加10mL盐酸,以水定容。
巯基棉制备 取50mL硫代乙醇酸于250mL广口瓶中,加入35mL乙酐,16mL 16%(V/V)乙酸,0.15mL硫酸,5mL水,充分混匀后放入15g脱脂棉,用玻璃棒挤压棉花使其完全被溶液浸透,放入烘箱中于38~39℃烘烤4天,取出,用水洗至中性,再放入烘箱中低于40℃烘干。将制得的巯基棉置于棕色广口瓶放在
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干燥器中,避光保存备用。
分离柱的制作:取内径约7mm的玻璃管,截取长3cm的一段,将其下端拉细至末端直径约2mm。 分析步骤
称取10~20g矿样于瓷舟中,放入高温炉,从室温逐渐升温至650℃,并在此温度下保持1h,取出,冷至室温后转入400mL烧杯中,加20mL盐酸,在电热板上低温加热20min,再加入80mL王水(1+1),沸溶1h、低温蒸至近干,再加入0.5g氯化钠,20mL盐酸,蒸至湿盐状,用盐酸驱赶硝酸数次,最后加100mL盐酸(1+3),加热溶解盐类,冷却,滤去不溶残渣,滤液转入200mL容量瓶中,以水定容。
将微型分离管固定在自制的有机玻璃支架上,管内装入0.1g巯基棉,用玻璃棒将巯基棉与管壁接触处压至无缝隙,调整流出速度约2mL/min,用0.5mL6mol/L HCI溶液预先浸润巯基棉。吸取适量试液加到已预先平衡过的巯基棉管内,流毕,用6mol/L HCI溶液淋洗交换柱三次,每次3mL,最后用水洗,将巯基棉取出挤干后,放入25mL小烧杯中,加入0.3g氯化钠,2mL硝酸,2mL硫酸(1+1),1mL高氯酸,在电热板上加热分解巯基棉,冒尽硫酸烟后,稍冷,加入10mL盐酸和lmL30%(V/V)过氧化氢,低温蒸至近干,加入10mL底液,混匀,先在-0.40V电解富集微量金,同时旋转玻碳电极,记录电解富集时间(2~5min,视含量而定),电解富集完毕后。停止电极旋转30s,自0V正电位方向扫描记录金的半微分阳极溶出曲线。再控制电极电位在-1.00V电解富集微量钯,同上操作,自0V向正电位方向扫描记录钯的半微分阳溶出曲线。以标准加入法计算结果。
注意事项
本法也适用于阳极泥、合金等样品中金、钯的连测,对这类样品,视金、钯含量不同,其称样量、样品分解方法与上述均有不同。阳极泥样品分解步骤为:称0.1000g样品于瓷坩埚中,放入高温炉中于650℃焙烧40min,取出冷却后,转入100mL烧杯中,加入50mL王水,在电热板上低温沸溶40min,蒸至近干后,加入1mL200g/L氯化钠溶液,10mL盐酸,蒸至近干,加入50mL盐酸(1+1),加热溶解盐类,取下冷却后,转入100mL容量瓶中,以水定容,以下操作同分析步骤。
3.4.6催化极谱法测定铂(Catalytic Polarography Determination of Platinum )
在1.5mol/L1/2H2SO4-6g/L氯化铵-0.33%(V/V)二甲胺底液中,铂有一个灵敏度很高的催化波,峰电位约为-1.00V,铂在0.00005~0.01μg/mL范围内与其导数峰高呈线性关系。在10mL底液中,10mg钴、铅,5mg铁,2mg镍,1.5mg铜,200μg 锌,25μg 银,10μg 金、钯,5μg 锇、铱,4μg钌,0.1μg 铑均不影响0.05μg 铂的测定。超过0.05μg 的碲对测定有干扰。试样经焙烧后用王水分解,转化为盐酸介质后经巯基棉分离以除去大量干扰元素,然后进行极谱测定。
本法适用于矿石中0.0001g/t以上铂的测定。 仪器及试剂
英国A1660示差示波极谱仪和国产JP-1A示波极谱仪。 铂的标准溶液:参见3.1.2。将该溶液配制为含铂1μg /mL及0.1μg/mL的1.5mol/L HCl介质溶液,现用现配。
硫酸-氯化铵-二甲胺底液:取5mL33%(V/V)二甲胺水溶液于500mL容量瓶中,立即加入100mL左右的水稀释(防止二甲胺挥发),再加入20mL150g/L氯化铵和42mL硫酸(1+1),以水定容。
其它试剂:参见3.4.5。 分析步骤
称取10g试样于瓷皿中,在650℃焙烧1h,转入400mL烧杯中,加入80mL王水低温沸溶1h,蒸至湿盐状,用盐酸驱赶硝酸数次,加入100mL盐酸,以水洗表皿及杯壁,再加热煮沸溶解盐类,取下,冷至室温,转入200mL容量瓶中,以水定容。放置澄清后,分取适量清液于100mL烧杯中,加入1mL2mol/LSnCI2溶液,混匀,放置15min,将试液流经巯基棉分离柱,用6mol/L HCI溶液淋洗巯基棉三次,每次5mL,最后用水洗至中性,然后用5mL2mol/LNaOH溶液分次淋洗吸附在巯基棉上的铂,向洗脱液中加入10mL
-盐酸及1mL30%(V/V)过氧化氢,煮沸3min,将铂转化成PtCl62的盐酸溶液,加入1滴150g/L氯化铵溶液,在水浴上蒸干,加10mL底液,混匀,于起始电位-0.75V作示波导数极谱图,用工作曲线法或标准比较法计算结果。
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