Способ определения микропримесей в церии

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Соеетсннк

Соцнааистнчеснид

Республюс

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (63) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 19.02,79 (21) 2728443/23-26 с присоединением заявки М(23) Приоритет—

Опубликовано 15,1280. Бюллетень М 46

Дата опубликования описания 15,1280 (51)М. Кл.З

С 01 F 17/00

G 01 Т 3/30

В 01 0 11/04

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК 546.655:

:543.42(088.8) (72) Авторы изобретения

З.П. Кириллова и IO.И. Мерисов

Государственный ордена Октябрьской Революции научноисследовательский и проектный институт редкометаллнческой промышленности Гиредмет

{Щ Заявитель (54 ) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МИКРОПРИМЕСЕЙ В ЦЕРИИ

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано при определении микропримесей в церии.

При определении примесей в церии 5 известны приемы предварительного извлечения элемента основы экстракцией.

Так, известны способы экстракционнОго извлечения церия трибутилфосфатом или другими растворителями из азотнокислых растворов в присутствии окислителей, например бромата калия, перманганата калия, висмутата калия 1(и 2 .

Однако при извлечения церия иэве- 15 ,стными способами нельзя определить в ,концентрате нередкоэемельные элементы из-эа сильного раэубоживания кон;центрата примесей окислителями, в присутствии которых осуществляют экстракт

ЦИЮ.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ определения микропримесей в церии, включаю-2$ щий экстракционное извлечение церия иэ аэотнокислого раствора 100%-ным трибутилфосфатом в присутствии окислителя бромата калия (0,1 М). Для оп ределения редкоземельных примесей в 30

;водной фазе осаждают аммиаком гидроокиси РЗЭ (для отделения РЗЭ от бромата калия), осадок растворяют в соляной кислоте, далее выделяют оксалаты РЗЭ, остаток прокалнвают и подвергают спектральному анализу (3$.

Недостатком способа является существенно лимитированное число контролиpyemax примесей — определению подлежат лишь примеси редкоземельных элементов. Определение нередкоземельных примесей не проводится иэ-за низкой чувствительности, обусловленной сильным разубоживанием концентрата примесей окислителем, попадающим в концентрат примесей, а также большой величиной поправки контрольного опыта вследствие введения в экстракционную систему окислителя бромата калия.

Цель изобретения — повышение чувствительности определения примесей нередкоземельных элементов.

Поставленная цель достигается способом определения микропримесей в церии, включающим экстракцнонное извлечение церия трибутилфосфатом из азотнокислого .раствора и последующий анализ примесей в водной фазе спектральным методом, при этом трибутилфосфат

787371

55 по градуировочному графику для кон" центратов анализируемой пробы и для концентратов контрольных опытов нахоцят средние значения содержания опеО ределяемой примеси С и С„ в процентах.

Содержание определяемого элемента в пробе (Х) вычисляют по формуле предварительно обрабатывают насыщенным раствором брома в азотной кислоте.

Пример. Для анализа берут образец двуокиси церия повьиаенной чисто гас, используемой для.изготовления оптических стекол, лазеров, люминофоров: и т.д. Содержание примесей нередкозе мельных элементов лимитируется в та- . ких образцах на уровне 10 - 10 %.

В делит ельную в оро нк у вмес тимос1 тью 1 л помещают 200 мл трибутилфосФата и 60 мл 1ОЪ-ного раствора угле-, кислого натрия, содержимое воронки энергично перемешивается в течение

2 мин (для удаления ди- и монобутилфосфатов). После рассланвания фаз водный слой (; Органическую фазу s воронке дважды обрабатывают раствором углекислого натрия порциями по 600 мл, отбрасывая каждый 20 раз водную фазу. Далее органическую фазу промывают четыре раза 1 н. азотной кислотой порциями по 600 мл (для полного удаления карбонатов) отбрасывая каждый раз водную фазу. Затем ор- 25 ганическую фазу обрабатывают 400 мл насыщенного раствора брома в Зн. азот-. ной кислоте, энергично встряхивают в течение 2 мин. Водную фазу отбрасывают, а органическая (трибутилфосфат) готова к употреблению.

Навеску анализируемой пробы двуокиси церия массой 1 г помещают в платиновую чашку вместимостью 50 мл, смачивают несколькими каплями воды, у добавляют 7 мл концентрированной азотной кислоты, 4-5 капель фторнстоводородной кислоты и растворяют при нагревании. Раствор охлаждают до комнатной температуры, добавляют 3 мл концентрированной азотной кислоты и переводят в делительную воронку вместимостью

100 мл отградуированную по 20 мл. Объем раствора в Воронке разбавляют водой до, 20 мл, добавляют 25 мл очищенного трибутнлфосфата и энергично пе- 45 ремешивают э течение 1 мин. После рас.слаивания водную фазу переводят в другую делительную воронку вместимостью

50 мл, а органическую собирают в отдельную емкость для регенерирования экстрагента. К водной фазе добавляют

5 мл четыреххлористого углерода и энергично перемешивают в течение 1 мин.

После расслаивания органическую фазу отбрасывают, а водную сливают в кварцевую чашку, добавляют 5-8 кап. перекиси водорода и упаривают досуха.

К сухому остатку в чашку добавляют

10-15 кап. концентрированной азотной кислоты, 5-6 кап. перекиси водорода, вновь упаривают досуха, закрывают

0 крышками и прокалывают при. 900 С в течение 20 мин.

Во избежание загрязнений операции растворения и упаривания проводят в боксе с очишенным воздухом.

Анализ каждой пробы проводят иэ трех отдельных навесок. Одновременно, с каждой серией анализов ставят два контрольных опыта на реактивы, провод их через все стадии анализа. В этом случае к водной фазе после экстракции четыреххлористым углеродом лобав-, ляют 50 мг двуокиси церия и поступают аналогично примеру.

После прокаливания остаток в чашке охлаждают до комнатной температуры и далее подвергают спектральному анализу.

На дно канала графитового электрода типа "рюмка" (вытачивают из углей спектральных ОСЧ 7-3 диаметром 3 мк, размеры "рюмки", мм: диаметр кана" ла 4, глубина канала - 5, высота наружной стенки — 6, толщина стенок1, высота "ножки" — 2, толщина - 2) помещают 2 мг хлористого. серебра, затем беэ перемешиваиия вводят каждый концентрат примесей нли 50 мг образ-. ца сравнения; Электрод с пробой или с образцом сравнения служит анодом, его устанавливают в низший держатель, штатива спектрографа. Верхним элект-. родом является электрод, выточенный. из углей спектральных ОСЧ 7- 3 диаметром 6 мм. Размеры электрода, мм: диаметр канала 2, глубина канала 5, высота заточенной части 8, диаметр заточенной части 4, заполненный буферной смесью (состав буферной смеси: однородная масса, состоящая иэ 1 ч хлористого натрия ОСЧ и 9 ч графитового порошка ОСЧ). Между электродами зажигают дугу постоянного тока.

Ток 20-21 A. Расстояние между электродами — 3 мм. Спектры фотографируют на спектрографе ДФС-13 с решеткой

1200 штр/мм (в первом порядке), используя фотопластинки тип 11. Ширина щели спектрографа. 20 мкм, время экспозиции 30 с. Промежуточную диафрагму в трехлннзовом конденсоре подбирают так, чтобы почернения фона Вблизи аналитических линий находились в области нормальных почернений.

В каждой спектрограмме фотометрируют почернения аналитической линии определяемого элементы S и близлежащего фона S и вычисляют разность почернений л 5 Sb- 5+. По трем парал.лельным значениям ДЬ, b 5 и Ь5Здля образцов сравнения находят среднее арифметическоеД и строят градуировочный график в координатах (fgC, kS) °

787 373

Формула и зобрет ения

Составитель Ю.Куцемко

ТехредМ. Табакович Корректор (О. Ковинская

Редактор К. Волощук

Заказ 8261/21 Тираж 565 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул. Проектная, 4 где m» - масса концентрата примесей 50 мг);

m2 — навеска анализируемой пробы мг

Cg - средйее значение содержания определяемого элемента в концентратах анализируемой 5 пробы, %;

С» -, среднее значение содержания определяемого элемента в концентратах контрольного опыта, Ъ. 10 . Эффективность способа существенно зависит от соотношения концентрации брома в растворе азотной кислоты, используемого для предварительной обработки трибутилфосфатом, к концентра-1 ции примесей восстановителей, содержащихся в экстрагенте. Специальные

-опыты, проведенные по испытанию способа на восьми партиях трибутилфосфата (3 партии квалификации "чистый" н

5 партий квалификации "технический") показали, что способ реализуется в полном объеме, если использовать наснценный-раствор брома в азотной кислоте. При проведении текущих анализов предпочтительнее использовать 25 регенерированный трибутилфосфат из-за .более низких величин поправки контрольного, опыта по определяеьнм примесям.

Предложенный способ позволяет сконцентрировать ряд примесей и обеспечивает достаточно надежное нх определение на уровне 10 - 1(Г,ф

Способ определения микропримесей в церии, включающий экстракционное извлечение церия трибутилфосфатом

,из азотнокислого раствора и .последую щий анализ примесей в водной фазе спектральным методом, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повьивения чувствительности определения примесей нередкоземельных элементов, .трибутилфосфат предварительно обрабатывают насьаценным раствором брома в азотной кислоте ..

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. "Дурнел неорганической химии", 1962, т. 7, S 9, 2254-2261. . 2. Атомная энергия", 1963, т.15, В 2 ° с. 138-146.

3. Проект ГОСТа СССР "Редкоземельные металлы и нх окиси. Методы анализа".

М, Госстандарт СССР, 1978 ч. 11, с. 186-219.