Файл: Соложенкин, П. М. Контроль содержания металлов в рудных пульпах и растворах методом электронного парамагнитного резонанса.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 01.11.2024

Просмотров: 30

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

бавляют

25

мл

буферного р а с т в о р а

с pH 6,

трехкратный

избыток

 

0,001

M водного

р а с т в о р а иминоксилксантогената

калия,

5

мл

ч е -

тыреххлористого

углерода и

экстрагируют

в

течение

2

мин.

Экст ­

р а к т ,

содержащий

иминоксилксантогенат

одновалентной

меди

и

б и р а -

дикал

диксантогенида,

помещают в

мерную

колбу емкостью 25 мл.

Водный слой отмывают чистым четыреххлористым углеродом,

который

присоединяют к органическому слою в мерной

колбе .

Измеряют

ин ­

тенсивность

спектра ЭПР полученных р а с т в о р о в . Калибровочный

 

г р а ­

фик

с о о т в е т с т в у е т

уравнению

у = 4 , 3 х .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Описанный метод проверен на медных

технологических

продук­

тах

( т а б л . 1 9 ) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а

б

л

и

ц

а

 

19

 

 

Определение меди в медных технологических

продуктах

 

 

 

Конт­

 

Взято

меди,

Найдено меди,

мкг/мл.

 

 

 

 

 

 

 

 

рольный

мкг/мл

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

р а с т в о р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Хер

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

12,64

 

1 2 , 1 ;

1 2 , 1 ;

12,2

 

12,1

 

0,44

 

 

0,82

 

2

 

12,64

 

11,6

11,7

11,6

 

11,6

0,44

 

 

0,82

 

3

 

12,64

 

11,5

11,6

11,6

 

11,6

0,44

 

 

.0,82

 

4

 

12,64

 

11,6

11,6

11,6

 

I I , ß

 

0,44

 

 

0,82-

 

П р

и

м е ч а н

и

е .

Ошибка

с о с т а в л я е т

7-8

отн.5?..

 

 

 

 

 

 

 

 

Используя

 

2,2,6, 6 т е т р а м е т и л - І -

иминоксил - 4 - ксантогенат

к а ­

л и я ,

можно

аналогично

определять

свинец,

с е р е б р о ,

ртуть

 

и д р у ­

гие

элементы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

АВТОМАТИЧЕСКИЙ' КОНТРОЛЬ СОДЕРЖАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ

 

 

 

 

 

 

 

 

В РАСТВОРЕ МЕТОДОМ ЭПР

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В настоящее время на ряде производств успешно

эксплуатиру ­

ются приборы для определения меди в жидкой

фазе

фотометрически­

ми

и

хронопотенциографическими методами

• [52-55D .

 

 

 

 

 

 

 

 

Указанные

методы

имеют

существенные

н е д о с т а т к и :

необходи ­

мость

н а г р е в а т ь

 

анализируемые растворы

при

хронопотенциографии

и небольшая селективность при фотометрических методах .

Поэтому

целесообразно

р а з р а б о т а т ь

новые

методы

контроля,

не

имеющие

от­

меченных н е д о с т а т к о в .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Как следует из вышеизложенного, на

определение

 

парамагнит ­

ных ионов методом ЭПР не оказывает влияния

наличие

различных

к а -

44

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т и о н о в,

т а к

как

они либо

являются

диамагнитными,

либо

образуют

спектры,

отличающиеся

от

спектра

анализируемого

иона.

 

 

 

 

 

Для непрерывного контроля парамагнитных ионов в потоке при

концентрации

их

выше 0,5

г / л

была

р а з р а б о т а н а

у с т а н о в к а ,

б л о к -

схема которой

показана

на

рис .

1 6 , а .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Установка включает следующие основные узлы и блоки:

 

 

 

 

фильтрующее

у с т р о й с т в о ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

автоматическое у с т р о й с т в о ,

состоящее из

мембранного

микро­

н а с о с а ,

сосуда уровня,

т р а к т а контролируемого

р а с т в о р а ,

д о з а т о ­

р а р а с т в о р а ,

реле времени;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

автоматический радиоспектрометр

с

непрерывной

записью

с п е к ­

т р а

ЭПР

парамагнитных

ионов;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

интегрирующее устройство и вторичный регистрирующий прибор.

 

Анализируемый раствор

по т р а к т у

непрерывно

поступает

в

с и ­

стему . Реле времени с

интервалом

5-10

мин включает

д о з а т о р ,

к о т о ­

рый прокачивает раствор через ампулу, помещенную в резонатор

р а ­

диоспектрометра ЭПА-2М. После отключения

д о з а т о р а

автоматически

включается

спектрометр

и записываются спектры ЭПР иона,

з а т е м

автоматически включается прокачка, и цикл анализа

п о в т о р я е т с я .

 

Установка позволяет также определять диамагнитные ионы,

к о ­

торые переводятся в парамагнитное состояние

в о с с т а н о в и т е л е м .

В

приборе

предусматривается

специальный

тракт

р е а г е н т а .

 

 

 

 

 

Количественное определение элемента осуществляется или по

калибровочному графику

или автоматически с помощью интегрирующе­

го у с т р о й с т в а

и

вторичного

прибора,

проградуированного в

г р а м ­

мах

на

л и т р .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В

настоящее

время

с о з д а н а

аппаратура для

преобразования

и н ­

формации,

получаемой с

выхода радиоспектрометра,

в

к о д ,

п р и г о д ­

ный для

в в о д а

в

вычислительную

машину

[56,57] .

 

 

 

 

 

 

 

Для экстракционно - радиоспектроскопического определения

э л е ­

ментов

была

р а з р а б о т а н а

автоматическая

у с т а н о в к а ,

сочетающая.жид­

костную

экстракцию и анализ

э к с т р а к т а

методом

ЭПР

( с и . р и с . 1 6 , б ) .

 

Прибор включает дозаторы, шестикамерный э к с т р а к т о р непрерыв ­

ного

д е й с т в и я

или пульсационный

э к с т р а к т о р ,

радиоспектрометр

 

ЭПА-2М с (временной) автоматической записью спектров ЭПР

в н у т р и -

комплексного

соединения

в

потоке

э к с т р а к т а

( р и с .

 

17).

 

 

 

 

 

Анализируемый р а с т в о р ,

органический

растворитель

и

р а с т в о р

комплексообразователя

(дитиокарбамата,

дитиофосфата)

из

емкостей

с постоянным

давлением

через

калиброванные

трубки

поступают

в

э к с т р а к т о р

типа

смеситель - отстойник

или

в пульсационный

э к с т р а к ­

т о р .

После

извлечения

меди

и р а з д е л е н и я

фаз

э к с т р а к т

п р о к а ч и в а е т ­

с я насосом

в

интервалом

10

мин

ч е р е з U - образную

ампулу,

помещен-

45

Вторичный

прибор

I C I -

интегрирующее

ycmpoùcmêo

Ячейка

\резонатора\

Реле

бремени

Дозатор

растоора

Радиоспектра-] метр

Дозатор нонтро­ тируемого раствора

Сосуд

урооня

МенЬранный „ г ~ минронасос НМ-Щ щозатор]

^Восстанобитель]^ \шильтр\

~Растоо\

ритель

)торичньш\

прибор

^интегрирующее

устройство

Ячейка резонатора радиоспектрометра

Дозатор

знстрагента

^Экстрактор^

Смесительная номера .

-^Экстрактор}——і

Дозатор контроли­ руемого раствора

і

" ,

\CocyS

уро8ня\

ИенЬранноій микронасос hM-k

\Фильтр]

вторичный

 

прибор

 

I

^интегрирую

 

 

' щееjcïïjpoucrnSo^

 

 

ионообменная

Радиоспектро­

 

колонна

метр

 

\

 

\Дозатор\\

jjfu SOif

Дозатор комппексоо5разо6ателц\

НомплексооЪра-\ зоЬатель

Дозатор контро- \йозатор труемко растЬора\

Электро- Сосид калоридіер урооня]

Мембранный

насос

I Фильтр\

[HTSÏÏ,

Программное]

[ycmpoûcmèo (

6

Р и с Л б . Блок-схемы для определения элементов методом ЭПР:

а - определение парамагнитных ионов высокой концентрации непосредственно в исходном растворе; б - экстракционно-радиоспѳктроскопическое определение элементов; в - определение парамагнитных ионов

с предварительным концентрированием их на ионообменной колонке

Тяжелая

J

: *

Резонатор

л

А-1

 

 

 

 

 

Осциллограф

 

Самописец

 

 

 

 

Р и с . 1 7 .

Принципиальная схема

установки

для автоматического

к о н ­

троля

парамагнитных

металлов

экстр ѳ кционно - радиосп ѳ ктроскопи -

 

 

 

 

 

 

ческим

методом:

 

 

 

 

I -

сосуды исходных

р а с т в о р о в ; 2

-

дозатор постоянного

д а в л е ­

н и я ;

3 -

градуировочные капилляры;

4 -

э к с т р а к т о р ;

5 -

н а с о с ;

б - радиоспектрометр ЭПА-2М;

7 -

емкость э к с т р а к т а ;

8 -

турби -

нв-мешална;

9 -

жалюзи; 10

-

отверстие

для перелива

легкой

ф а ­

 

 

 

з ы ;

I I

- отверстие

для протока

тяжелой фазы

 

 

ную

в

р е з о н а т о р радиоспектрометра .

 

После отключения

н а с о с а

а в т о ­

матически включается спектрометр и записывается спектр ЭПР д и т и о ­

карбамата

меди.

 

 

 

 

 

 

 

При

соотношении

потока р а с т в о р а и

органического

р а с т в о р и т е ­

л я I : ( 0 , 7 - 1 , 0 ) достигнуто максимальное

извлечение

меди в

э к с т р а к ­

торе (~99%), что вполне достаточно для автоматического

о п р е д е л е ­

ния меди

с

учетом требований производства

( т а б л . 2 0 ) .

 

 

 

Ввод

в резонатор радиоспектрометра

внешнего

стандартного

эталона

и

одновременная автоматическая

запись позволяют

о т к а з а ­

т ь с я от

использования стандартных растворов (для калибровки

и н ­

тенсивности с п е к т р а

ЭПР), что значительно

упрощает р а б о т у на

у с ­

т а н о в к е

и

расширяет

возможности применения

метода .

 

 

 

47

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т

а б л и ц а

20

 

 

 

 

Показатели

извлечения

меди

в

экстракторе

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

непрерывного

действия

 

 

 

 

 

 

 

Расход

р е а ­

Концентрация меди в

э к с т р а к т о р е ,

Извлечение

м е ­

г е н т о в ,

 

 

мкг/мл

 

(интервал

опробования

 

ди в

э к с т р а к т ,

с м 3 / м и н

 

 

10-15

мин)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

%

 

 

37

мкг/мл

к о н ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

центрирован ­

 

 

38;

36;

35;

36;

36;

38;

39;

 

99,7

 

 

ной

меди;

6 , 6 -

 

 

 

 

 

с с і 4 .

 

 

 

 

 

39;

38;

37;

37;

37

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5,1

 

CuS04;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3,0 д и т и о к а р -

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

бамата

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

45

мкг/мл

к о н ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

центрированной

 

 

48;

45;

46;

48;

50;

50;

49;

 

9 9 , 1

 

 

меди;

 

 

 

 

 

 

 

 

2,0 С С І 4 ;

 

 

 

48;

45;

44;

44;

43

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2,0 C u / 0 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

48

мкг/мл

к о н ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

центрированной

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

меди;

 

 

 

 

 

46;

44;

36;

33;

32;

32;

33;

 

99,6

 

 

3,0 С С І 4 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

32;

32

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 ,0

 

CuS04;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,0

дитиокарбагіа-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для определения

диамагнитных

элементов

предусматривается

операция замещения металла из комплекса с дитиокарбаматом в

о р ­

ганической

фазе ионом металла, дающим спектр ЭПР (контакт с

р а ­

створом

медного

к у п о р о с а ) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Схема определения парамагнитных ионов с предварительным

концентрированием

их

на

ионообменной

колонке

показана

на

р и с .

1 6 , в .

Программный

блок

з а д а е т

временный

режим

коммутации

и

п е р е ­

мещения

р а с т в о р о в ,

горячего в о з д у х а ,

a

также

последовательность

этих

операций

и

периодичность

а н а л и з а .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определенный

объем

анализируемого

р а с т в о р а

пропускается ч е ­

р е з

ионоооменную

колонку,

на

которой

сорбируются

парамагнитные

ионы. Затем через колонку в течение

нескольких минут

пропускает ­

ся

горячий

в о з д у х ; продолжительность

сушки

смолы

регулируется

программным устройством . После завершения сушки смолы автомати ­ чески включается радиоспектрометр ЭПА-2М и записывается спектр ЭПР.

48

Смотрите также файлы