Способ концентрирования микропримесей при анализе особочистого алюминия

 

(72) Авторы изобретения

И. В. Мелихов, А. М. Тузова, Л. В. Симонова, И. M. Родионова, Ю. В. Яковлев и Л. И. П ленко

Т"

Ордена Ленина институт геохимии и аналит еской химии им. В. И. Вернадского АН СССР (71) Заявнтель (54 ) СПОСОБ КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ МИКРОПРИМЕСЕЙ

ПРИ. АНАЛИЗЕ ОСОБОЧИСТОГО АДОМИНИЯ

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано для предварительного концентрирования микропримесей с целью их последующего спектрального определения при анализе промежуточных и конечных продуктов технологического процесса получения металлического аломиния марки "О.С.Ч." и его солей.

Известен способ (1 ) концентрирования микропримесей при анализе осо- 30 бочистого алюминия с использованием таллия в качестве коллектора. Осаждение Cd, Co, Cu, Fe, Мп, Ni, Pb u Zn производится в щелочной среде (рН=9) тиоацетамидом и в слабо кислой среде 15 (рН4) сместью пиролидиндитиокарбамината аммония и тионамида. Спектральный анализ полученных концентратов позволяет определять элементы с чувствитальностью 10. - 10 3.

Недостатками способа являются ограниченное количество сорбированных примесей (8 ) и недостаточно высокая

2 чувствительность определяемых элементов.

Известен способ (2 ) контролирования микропримесей при рН=9 на гидроокиси циркония.

Недостаток способа заклочается в том, что этот сорбент применим, главным образом, только для концентрирования Fe, Si, Ti, V, Zn, Mn., при этом полнота сорбции Zn и Кп не достигается.

Известен также способ (3 1 концентрирования микропримесей, основанный на отделении преобладающей части алюминия в виде А1С1 - 6Н О при насыщении кислого раствора хлористым водородом. Чувствительность по определяемым элементам 4 ° 10 - 5 . 10 о мас.Ф.

Недостатком способа является неполная сорбция микропримесей и то, что концентрирование позволяет повысить чувствительность только сравнительно легколетучих и среднелетучих элементов.

3 945725

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигае мому результату является способ C4 ) концентрирования микроэлементов при анализе аломиния марки "О.С.Ч." на сульфиде висмута, при котором извлечение и концентрирование микроэле" ментов Cu, Cd, Au, Ag, Zn, Pb проводят из .водных растворов с рН=7 сульфидом висмута в присутствии винной кислоты при t = 25оС. Для этого 1 г металлического алюминия растворяют в НСР. Раствор выпаривают до минимального объема, охлаждают и добавляот винную кислоту, рН раствора до- . водят до 7 с. помощью NaOH. Вводят раствор соли В1С1 (в расчете на

20 м .ЦЦ и выделЯют сульфид висмУта, обрабатывая раствор сероводородом или сульфидом натрия. Осадок отделяют от маточного раствора фильтрованием или центрифугированием. Полученные концентраты анализируют спектральным методом. Коэффициент обогащения составляет 50, чувствительность опре- 2 деления 10 - 10 т 4. Средняя относительная ошибка определения различ- . ных элементов лежит в пределах 2040Ж.

Недостатком известного способа является использование исходного коллектора - сульфида висмута в низкодисперсном состоянии, что приводит к уменьшению удельной поверхности сорбента и снижению его сорбционной способности. Сравнительно низкий коэффициент обогащения при концентрировании (30) не позволяет достичь нужного предела обнаружения микропримесей в металле с содержанием

99,9(5)Ф Al и более чистом. Недоста" ток способа и в том, что проведение сорбции только при рН=7 ограничивает количество сорбированных микроэлементов (Ag, Zn, РЪ, Аи и Cd).

Цель изобретения - увеличение

45 коэффициента обогащения, числа сорбируемых элементов и обеспечение полноты извлечения примесей при анализе особочистого аломиния.

Поставленная цель достигается тем, О что согласно способу концентрирования микропримесей при анализе особо чистого алюминия сульфидом металла в присутствии винной кислоты концентри-. рование ведут в 0,3-0,5 н соляной кислоте, затем сорбент отделяот, фильтрат нейтрализуют и вновь обраба" тывают золем сульфида.

4, В качестве золей сульфидов используют сульфиды серебра и меди в количестве 0,01 r сульфида металла на

1 r алюминия. Их получают путем обработки растворов AgN03 и CuC+cepoводородом при pH=I-3 со скоростью

500 см /мин в течение 3 мин при тем" пературе 25 С.

Процесс концентрирования микропримесей из растворов Al в HCL проводят при комнатной температуре в течение .

30-60мин.Полное извлечение As,Sb,Sn, Hg, In, Ag, Au достигается на золях сульфидов серебра и меди только при рН-0,3-0,5 í HCl; Cu, Pb, Zn, Ni, Fe, Cd, Мп, Co — при рН7 в присутствии винной кислоты. После проведения сорбции примеси в концентрате определяют спектральным методом.

Il р и м е р 1. Навеску металличес". кого аломиния (1 r) растворяют в смеси соляной и азотной кислот (3:I) при нагревании (на растворение идет

4-5 ч). Раствор выпаривают до влажных, солей, однократно обрабатывают 5 мл

Нп0 и вновь упаривают до получения бесцветного расплава хлорида аломиния.

К осадку приливают 50 мл НтО, нагре" вают на водяной бане до растворения солей, охлаждают, переносят раствор в коническую колбу, добавляют 2 мл

НС1 (I:!). В полученный раствор хлорида аломиния вводят заранее приготовленный золь сульфида серебра (0,005 r Ag- в расчете на 1 r Al). В процессе коагуляции сульфид серебра сорбирует из раствора микропримеси Hg, As, Sb, $п, Аи, In. Сорбент через 30 мин отделяют от маточного .. раствора центрифугированием, промывают подкисленной водой, спиртом и эфиром. Фильтрат после отделения осадка выпаривают до объема 20 мл, охлаждают и к нему добавляот 9 г винной кислоты. Затем рН раствора доводят до

7, добавляют по каплям ИаСН или KOH.

8 раствор вводят вновь полученный эоль сульфида серебра (0,005 г Ag) и ведут осаждение микроэлементов

Cu, Zn, Pb, Fe, Ni, Cd, Мп, Со по схеме, описанной выше. Полученные концентраты анализируют спектральным методом.

Пример 2. Подготовку пробы проводят, как указано в примере 1.

После растворения навески алюминия и выпариваняя до, влажных солей приливают воду и соляную йислоту. В раствор хлорида алюминия вводят заранее

9457 приготовленный золь сульфида меди (10 мг Си в расчете на 1 г Al), 8ce, примеси разделяются на 2 группы: элементы Hg, As, Я>., Sn, Ag,.Au, In сорбируются сульФидом меди..прй кругу- s ляции золя 0,3 í HCl, вторая группа элементов - Zn, Pb, Fe, Ni, Cd, Мп, Со сорбируется из оставшегося раство ра при pH=7 в присутствии винной кислоты. Процесс сорбции, обработку кон-1© центратов для спектрального анализа проводят аналогично примеру 1, Коэффициент обогащения на сульфидах се-:

:ребра и меди составляет 100. Предел абнуружения следов примесей 10 в - 1s

1О Ф.

Таким образом, способ позволяет повысить чувствительность химикоспектрального, определения указанных примесей в особочистых веществах за 2в счет выбора оптимальной Формы коллектора и максимального коэффициента обогащения.

Предлагаемый способ концентрирования микроэлементов имеет значитель-2$ ные преимущества в части коэффициен". та обогащения (100), количества сорбируемых элементов (15), полного концентрирования примесей при использовании меньших количеств сорбента. 30

Формула изобретения

Способ концентрирования микропри- з месей при анализе особочистого алюминия сульфидом металла в присутст25 d вии винной кислоты, о т л и ч а ю .шийся тем, что, с целью увеличения коэффициента обогащения, числа сорбируемых элементов и обеспечения

iполноты извлечения примесей, в качестве сульфида используют золь сульфида серебра или меди и концентрирование ведут в 0,3-0,5 н соляной кислоте, затем сорбент отделяют, фильт; рат нейтрализуют и вновь обрабатывают золем сульфида.

Источники йнформации, принятые во. внимание при экспертизе

1. ВоИ F.À. Иейюйеп zur spectrochanischen Spurenanalyse.-2. analyt.

cham., 1954, V. 142, М 1, р. 19-22.

2; Yong P.ÌË. Atomic-absorption

Determination of sane Сашпоп Trace

Elements in Aluminium Oxide and

Orter Aluminimn Compounds Using а Coprecipitation Separation TechniqueAnalyst, 1974; Ч. 99 М 1182, р. 588-594.

3. Карабаш А.Г., Пейзулаев Ш.И., Слюсарева P.À., Мешкова В.И. Химико-спектральный метод анализа алюминия высокой чистоты. - Журнал аналитической химии, 1959 т. 14, с.598602.

4. Руднев Н.А., Павленко Л.И, Ма лофее ва Г. И. и Симонова Л. В. Химико-спектральное определение меди, кадмия, серебра, цинка, свинца и золота в алюминии. - Сб. "Методы анализа веществ высокой чистоты". И

"Наука", 1965, c.. 302-303 °

Составитель A. Шер

Редактор Н. Лазаренко Техред C.Èèãóíîâà Корректор Г ° «aP

Заказ 5319/61 Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного Комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Иосква Ж 35 Раьшская наб. д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород,,ул. Проектная, 4