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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 01.11.2024

Просмотров: 33

Скачиваний: 0

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

н о с ть определения европия в водной среде равна I

г / л , точность

определения 3

отп.%.

 

 

 

 

Т

а

б л

и ц а I I

Определение

редкоземельных элементов методом

ЭПР в

растворе

и после предварительного концентрирования их на

смоле КУ-2

Взято

Коли­

ч е с т ­

элемента,

во о п ­

м г / л

р е д е ­

 

лений

6000

5

0,3

6

10000

' 7

20000

5

7

6

Найдено элемента,

м г / л

Ошибка, O T H . / 2

Европий

 

5820

3,0

0,268

10,7

Гадолиний

 

9420

5,80

19490

2,55

6,5

7,14

 

 

Гадолиний.

Определение гадолиния

методом

ЭПР осуществляет ­

с я

непосредственно

 

в р а с т в о р е ,

т а к ка к валентность

гадолиния(Ш),

при

которой

он обладает

неспаренным

электроном,

я в л я е т с я

самой

устойчивой .

Стандартный

р а с т в о р

 

гадолиния

(Ш) готовили

р а с т в о р е ­

нием

металлического

гадолиния

в

 

разбавленной

азотной

 

кислоте

( 1 : 1 ) ,

з а т е м

приготавливали калибровочные

растворы

и

 

записыва ­

ли

спектр

ЭПР гадолиния

(Ш) йа радиоспектрометре

РЭ-ІЗОІ

с п о ­

следующим

замером

интенсивности .

На р и с . 9,6

показана

 

з а в и с и ­

мость

изменения

интенсивности

спектра

ЭПР гадолиния

(Ш) от

его

концентрации

в р а с т в о р е .

И з - з а

значительной

ширины

с п е к т р а ЭПР

ч у в с т в и т е л ь н о с т ь

определения

гадолиния

с о с т а в л я е т

4

г / л ,

т о ч ­

ность

определения

3,8 отп.%.

Изучалось

влияние

меди

(П) на о п ­

ределение

гадолиния

(Ш), та к как медь

(П) я в л я е т с я

наиболее в е ­

роятной

парамагнитной примесью

редкоземельного

сырья.

 

Установ ­

л е н о ,

что наличие меди (П) н а определение

последнего

не

в л и я е т ,

т . е .

линии

с п е к т р а

 

находятся

в

различном

магнитном

поле: о

=

1,99,

 

A EGd

=100

э ;

^ = 2 , 1 8 7 ,

лЕСи

=150

г с .

 

 

 

 

 

 

 

 

Наличие

в р а с т в о р е

анионов

 

S

 

приводит

к

уменьшению

интенсивности спектра ЭПР. Метод

определения

гадолиния

был

п р о ­

в е р е н

на редкоземельных

антимонитах и окиси гадолиния .

 

Р а з л о ж е ­

ние

пробы

производилось

по методике

[35 3

, результаты

 

о п р е д е ­

ления

приведены

в

т а б л . I I .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Возможно раздельное

определение

европия

и гадолиния .

Вна ­

чале

о п р е д е л я е т с я

в р а с т в о р е

количество гадолиния

(Ш) и

затем

30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


после

восстановления - европия

(П) . По р а з н о с т и

суммарной

и н т е н ­

сивности спектров гадолиния и европия (П) и интенсивности

г а д о ­

линия

(Ш) о п р е д е л я е т с я

количество

европия .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С целью повышения

чувствительности

разработан

метод

о п р е ­

деления

гадолиния

(Ш) и

европия

(П)

после

 

предварительногоих

концентрирования

на

н о с и т е л е . Носителем

служила

ионообменная

смола

КУ-2

СГ7Д .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

После

сорбции

гадолиния

и европия

на

 

смоле

последнюю

з а г р у ­

жали

в ампулу,

которую

 

помещали

в

р е з о н а т о р

радиоспектрометра,,

з а т е м

записывали

спектр

ЭПР с

последующим

 

замером

его

и н т е н с и в ­

ности

и

построением

калибровочной

кривой ( с м . р и с . 9 , в , г ) . Метод к о ­

личественного

определения

гадолиния

опробован

на рудном

концен ­

т р а т е

-

биотитовых

р о г о в и к а х ,

а

европия

- в его хлористоводород ­

ных р а с т в о р а х .

Чувствительность

метода

дл я гадолиния

с о с т а в л я ­

ет

5

м г / л , для

европия

- 0 , 1

м г / л .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Учитывая,

что разделение

РЗЭ осуществляется

в

основном с

использованием

ионообменных

процессов,

методом ЭПР можно

а в т о ­

матически контролировать процессы насыщения и десорбции

п а р а ­

магнитных элементов

непосредственно

на

смоле

бе з

разрушения е е .

Определение

благородных, металлов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Методом ЭПР можно

 

определять

с е р е б р о ,

палладий,

платину

после перевода их в парамагнитное состояние -

серебро

(П) ,

п а л ­

ладий

(Ш) и

платину

(Ш), а

также

при помощи

диэтилдитиокарбама -

т а

меди,

используя

обменную

реакцию

между

 

диэтиддитиокарбама -

том

меди

в

органическом

р а с т в о р и т е л е

и

раствором

нитрата

с е р е б ­

р а

хлористого

палладия

 

[ 36-40 Д .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Серебро . Дитиокарбаматы двухвалентного серебра, получают в

жидкой фазе

( б е н з о л е ,

хлороформе)

взаимодействием

дитиокарбама -

т а

одновалентного

с е р е б р а

и

катиона

с е р е б р а

с

соответствующими

растворами

тетраалкилтиурамдисульфида

С39Д .

 

 

 

 

 

 

 

 

Методика

определения

концентрации

серебра

в р а с т в о р е

с

помощью

ЭПР заключается

в

экстракции

дитиокарбамата- с е р е б р а о р ­

ганическим

неполярным

р а с т в о р и т е л е м ,

окислении

его

тиурамдисуль-

фидом в

двухвалентное

с о с т о я н и е , установлении

интенсивности р е ­

зонансных линий и

сравнении

их с

 

калибровочным

графиком

С8 ] .

 

 

Для

окисления

с е р е б р а

( I )

в

 

серебро

(П) т р е б у е т с я избыток

тетраэтилтиурамдисульфида

по отношению

к

диэтилтитиокарбамату

с е р е б р а

( I )

в 350-400 р а з .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

К титрованному р а с т в о р у азотнокислого

с е р е б р а

наливают

20

мл дистиллированной

воды,

нейтрализуют

 

50^-ным

раствором

31


а ц е т а т а

натрия по универсальной индикаторной бумаге

до pH 4,5 ,

прибавляют 10 мл ацетатного буферного р а с т в о р а ТрН 4 ) ,

затем

I . мл І ^ - н о г о р а с т в о р а диэтилдитиокарбамата натрия

и 5 мл хлоро­

форма;

экстрагируют

в течение 2 мин тремя порциями

 

по

5 ил

СНСІд. После разделения фаз экстракты переносят в

мерную к о л б о ч ­

ку емкостью 25 мл и добавляют 10^-ный хлороформный

раствор тиу -

рамдисульфида. Растворы приобретают голубую о к р а с к у .

 

 

Чувствительность определения 2 мкг серебра в 0,25 мл о р г а ­

нического э к с т р а к т а .

Калибровочный график

показан

на рис . I I .

Определение серебра

проверено н а четырех

контрольных

образцах

( т а б л . 12)..

 

 

 

 

 

 

 

іг

гч

36

 

 

 

 

 

 

 

. Нонцентрация

сереЬра, мнг/нл

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б

л и

ц а

12

 

 

Результаты

определения

серебра

(П)

 

 

 

Обра­ Взято

Найдено

с е р е б р а

 

 

 

 

Ошибка,

з е ц

с е р е б ­

методом ЭПР,

5x-t

 

 

отн.%

 

р а ,

мкг/мл'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мкг/мл

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

6

6 , 1

 

0,17

0,275

 

4,5

2

9

8,2

 

0,53

0,657

 

3,0

3

15

15,3

 

0,64

0,793

 

5,2

4

30

30,6

 

1,53

1,900

 

6,2

 

Наличие

в р а с т в о р е

различных

 

катионов

не оказывает

влияния

на определение с ер е б р а ,

так как они являются диамагнитными

с о е ­

динениями или образуют

соединения,

спектры

которых

(например,

дитиокарбамат меди) отчетливо отличаются от

спектра

д и т и о к а р б а -

мата

с е р е б р а

(рис . 12) .

 

 

 

 

 

 

 

32

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Р и с . 1 2 .

Изменение спектре ЭПР днтиокарбаматов мѳди и серебра

 

 

 

при различном

их

соотношении

 

 

Палладий (Ш). В ряде

работ

[27,4і]

рассмотрены

методы

с и н т е з а б и с - д и т и о -

<L -

дикетоновых комплексов палладия

(Ш) и

его

исследования

с

помощью

ЭПР.

 

 

 

 

Б и с - д и т и о -

öl

-дикетоновые

комплексы

трехвалентного п а л л а ­

дия

- ?d

 

(ДТК)

-

получены

в

р е з у л ь т а т е взаимодействия

продук ­

т а

реакции

между

бензоином

и

пятисернистым

фосфором с

ионами

палладия

и

последующего

окисления комплекса-р-фѳнилендиамином

и пиридином:

 

 

 

 

 

 

 

 

Спектр Р d

(ДТК) при 290° К состоит из

интенсивной

линии

от четного изотопа палладия ( а Н=6,7

± 0 , 5

э ,

д.=2,02І8

в ' д и -

метилформамидно-толуольном

р а с т в о р е ;

Д Н = І 0 , 8 -

0,5 э ,

g.=

 

2,0212 в диметилеульфоксиде

и л Н = 6 , 5

± 0 , 5 ' а „

g=2,02I2

в

пири ­

дине ), .

 

 

 

 

 

 

 

 

В зависимости от температуры наблюдается изменение ширины

линии, котора я

я в л я е т с я наименьшей при 340 - 350 °

К."

 

 

 

Используя экстракционно-радиоспектрометрический метод

и в

к а ч е с т в е комплексообразователей б и с - д и т и о - -

дикетоновые

к и ­

слоты, можно количественно

определить

палладий.

 

 

 

33


П л а т т а

 

(Ш). Спектры ЭПР PI (ДТК) при 290°

К состоят

из

широкой линии

 

от четного изотопа платины (

дН=60,9

± 0 , 5

э ,

§.=2,0384 в

 

диметилформамидно-толуольном

р а с т в о р е ;

дН=

 

95,5 ± 0 , 5

э ,

 

з = 2 , 0 4 6 2 в диметилсульфоксиде

и

дН=75,8

+0,5 э ,

д = 2 , 0 4 3 0

в

пиридине) без разрешенной СТС от нечетного

и з о т о ­

па Pt І 9 5 ( 3 3 , 7

$ 0 с 3 = 1 / 2 .

 

 

 

 

 

Комплекс

 

палладия

 

 

 

; > < ;

 

и

аналогичного

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

HsCS

 

 

 

 

 

 

 

N?6 h5

 

 

 

 

соединения платины в 50%-ном хлороформо-форманидном

растворе

позволяет

получить

комплекс

платины

с интенсивным

резонансом

с £ = 2,042 ± 0,001

и

АН =

82

±

7

г с .

 

 

 

 

 

 

 

 

Разработаны

оригинальные

методы

контроля

содержания

п л а ­

тины

в растворах

аффинажного п р о и з в о д с т в а .

 

 

 

 

 

 

 

Чувствительность метода 20 мкг/мл для платины, 4 мкг/мл

для палладия . Определению платины

и

палладия

нѳ мешает

наличие

никеля,

железа,

к о б а л ь т а ,

цинка,

а

определению

палладия

- при*-

с у т с т в и е

платины

( І У ) . При анализе

платины палладий

п р е д в а р и т е ­

льно

отделяют

диметилглиоксимом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рутений

(Ш). Данные

о

спектре

ЭПР рутения

(Ш) в

растворах

приведены

в

работе

[42] .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Исследуемые

хлориды

рутения

получались

путем

в о с с т а н о в л е ­

ния цинковой пылью или металлическим оловом коричневого

с о л я н о ­

кислого

р а с т в о р а

хлорида

рутения

(ІУ)

N03 Ru П £ 6

 

 

при

pH

1-2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При

комнатной

температуре в

жидких

солянокислых

растворах

хлоридов

 

рутения

(Ш) спектр

ЭПР представляет

собой

симметрич­

ную

линию

с

 

д=2,038

± 0 , 0 0 2

и

дН=55 ±3

э . Спектр ЭПР

наблюда­

е т с я только

на

частотах

300

мгц.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Осмий

(Ш). На ч а с т о т е

300

мгц в

переохлажденных

растворах

tfa^ösClg

 

 

наблюдается

у з к а я

асимметричная

линия

ЭПР осмия (Ш)

с д = І , 8

± 0 , 1

и

 

дН=25

±5

э .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Иридий

( І У ) .

При температуре

20°К и длине

волны

1,2

см

были

исследованы

 

 

 

 

 

 

 

 

лфтіалш(щ)грг,Рісе£];Иаг[Эъ,РЬ'Сее]-ЕНгО;

Шг[Ог,РЬВъв]-ВН20;

 

 

 

Кг[Эг,

 

РЬВгЕ].

 

 

Эти комплексные

соли

были

разбавлены платиной

при соотношении

Ог

:~Pt

=1:200,

и

спектры

ЭПР имели

сложную

характеристику

с

СТС [ог

С£е]г~и[ОъВгв]г~

Сведений об исследовании иридия (ГУ) при более высокой

темпера ­

туре

в л и т е р а т у р е

н е т .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

34