Анализ медио-никелево-железных сплавов

Март 25th, 2012

Методы определения платиновых металлов в медно-никелево­железных сплавах, коллектирующих все металлы этой группы, отличаются от методов анализа свинцовых сплавов лишь способами концентрирования или отделения преобладающего количества ме­таллов-коллекторов. Определение осмия и рутения в этих сплавах во многих методиках, примененных к анализу руд, метеоритов, осмистого иридия и других промышленных и природных объектов, производится в начальных стадиях анализа. Неблагородные металлы обычно отделяют методом ион­ного обмена.

Переведение платиновых металлов в комплексные хлориды пос­ле отгонки рутения и осмия представляет большие трудности. Пов­торное и многократное выпаривание растворов перхлоратов с со­ляной кислотой или разрушение перхлоратов вначале азотной кис­лотой и последующее переведение нитратов в хлориды сильно усложняют анализ и не всегда обеспечивают полное переведение платиновых металлов в комплексные хлориды. Это служит причиной потерь платиновых металлов при ионообменном концен­трировании.

Поскольку наиболее распространенным реагентом для раство­рения медно-никелево-железных сплавов с одновременной отгонкой осмия и рутения служит хлорная кислота, изучался метод анализа растворов перхлоратов, полученных после отгонки рутения и ос­мия, основанный на гидролитическом осаждении всех платиновых металлов, за исключением платины, и на последующем растворении осадка в соляной кислоте. При этом платина также частично осажда­лась и определялась дважды — в растворе и осадке. Кроме того, бы­ли получены неудовлетворительные результаты при определении иридия. Авторы приходят к выводу, что это связано с неполным разрушением продуктов разложения хлорной кислоты и что полно­стью перевести платиновые металлы в хлориды, особенно в при­сутствии избытка неблагородных металлов, невозможно.

По этой причине, а также с целью включения определения осмия в общую схему анализа пытались растворять сплав в соляной кис­лоте. Отгонка осмия и рутения в этом случае проводи­лась отдельно из раствора и нерастворимого в соляной кислоте осадка. Бимиш, объединив несколько вариантов метода анализа медно-никелево-железного сплава и основываясь на дан­ных работы, показывающей возможность отделения рутения от преобладающего количества неблагородных металлов методом катионного обмена, рекомендует следующую методику растворения сплава в соляной и азотной кислотах, отделения осмия и концентри­рования остальных платиновых металлов.

Сплав помещают в стакан емкостью 600 мл, добавляют 200 мл концентриро­ванной HCL, накрывают часовым стеклом и ставят на баню. Растворение продол­жается в течение 48 час. Затем осторожно добавляют 5 мл концентрированной HNOg и отгоняют осмий. После замедления реакции добавляют еще 5 мл HNO3. Раствор выпаривают досуха на бане. К остатку добавляют 8 мл концентрирован­ной HCL и порциями по 10 мл добавляют воду до полного растворения солей. До­водят объем до 250 мл, отфильтровывают в склянку емкостью2 лк разбавляют до1,5 л. При этом pH раствора должен быть 1,2—1,5.

Этот раствор пропускают через колонку с катионитом Дауэкс-50Х (размер зерен 20—50 меш). Высота столба раствора, полученного после растворения25 гкоролька, должна доходить до70 смв колонке диаметром4 см, заполненной смо­лой, вес которой во влажном состоянии составляет около700 г. Скорость прохож­дения раствора через колонку1,5 л!час.

Ионообменник промывают водой. Элюат и промывные воды собирают в стакан емкостью4 л, подкисляют до pH 1,5 и выпаривают на бане до 50 мл. Раствор пере­носят в стакан емкостью 150 мл и выпаривают досуха в присутствии 3—4 мл 2%- ного раствора NaCl. Сухие соли растворяют в 30 мл воды, подкисляют до pH 1,5 и пропускают раствор через маленькую колонку высотой4 сми диаметром 10 см со смолой Дауэкс-50Х. 

Колонку промывают водой, подкисленной до pH 1,5. Элюат и промывные воды выпаривают досуха в присутствии нескольких граммов NaCl. Затем разлагают органические вещества выпариванием досуха с концентрированной HNOs и 30%- ной Н202. Обработку повторяют 3 раза. Добавляют несколько миллилитров кон­центрированной НС1 и выпаривают досуха. Эту операцию повторяют 3 раза.

В полученном остатке определяют платину, палладий, родий, иридий, руте­ний. Определение рутения по этой методике осложняется присутствием в раство­ре HN03. Рутений может быть отделен от других металлов отгонкой из серно­кислого раствора броматом натрия.

Последующее разделение и определение платины, палладия, родия и иридия может быть выполнено различными методами, вы­бор которых определяется абсолютным содержанием или соотно­шением этих элементов.

Используют различные варианты экстракционных методов отделения Pt + Pd  элементов друг от друга. Во многих случаях отделяют Pt + Pd от Rh Ir в виде диэтилдитиокарбаматных комплексов экстракцией хлороформом в присутствии K. Платину и палладий разделяют экст­ракцией хлороформом комплекса палладия с n-нитрозодиметиланилином и определяют его спектрофотометрическим методом.

В растворе, содержащем платину, разрушают органические вещества и опре­деляют платину спектрофотометрическим методом в виде комплекса с SnCl2 после экстракции раствором трибутилфосфата в гексане. В водном рас­творе, содержащем родий и иридий, разрушают органические вещества смесью HNO3 и Н2O2, переводят металлы в хлориды обычным методом и отделяют родий от иридия в 1 NНС1 восстановлением родия порошком меди.

Осадок, содержащий родий и медь, растворяют в царской водке; если он не растворяется полностью, его переводят в раствор хлорированием. Из получен­ного раствора отделяют медь на колонке Дауэкс-50Х8 при pH 1,5 и определяют родий спектрофотометрическим методом в форме комплекса с SnCl2. В растворе, содержащем иридий, после его окисления кипячением с HNO3 и отделения меди на катионите определяют иридий спектрофотометрическим методом при помощи SnBr2.

Для растворения медно-никелево-железных сплавов может быть использована и соляная кислота в присутствии окислителей. Кон­центрирование платиновых металлов в данном случае производится либо дри помощи ионного обмена, либо путем осаждения металлов тиомочевиной. Анализ полученного таким образом концентрата мо­жет быть выполнен по методике, применяемой к анализу концент­рата, выделенного из свинцового сплава.