Определение золота в растворе

Необходимость получения относительно недорогих и экспрессных методов анализа золота заставила горно-рудные компании еще в 70-80-х годах XX века в период активного освоения золотосодержащих месторождений разрабатывать новые методики, отвечающие этим требованиям. Внедрение классического пробирного химического анализа золота в лабораториях было рентабельным лишь на окончательной стадии строительства фабрик и заводов по переработки руды, так как подразумевало наличие постоянного стабильного снабжения электроэнергией, осуществление бесперебойных поставок реагентов и достаточной площади помещений. Количество проб, которые необходимо было проанализировать при разведке месторождений, исчислялось десятками тысяч, и время на обработку данных и аналитические исследования затягивалось на длительное время, не позволяя оперативно акцентировать разведку на перспективных участках. Постепенно задача аналитического сопровождения работ по поиску месторождений золота вышла на первый план.
В СССР на базе освоенных месторождений, на разных территориях, в сотрудничестве с отраслевыми институтами велись работы по внедрению методик, позволяющих оперативно, и относительно недорого проводить количественное определение золота.

Реактив на золото. Грязные растворы

Данная задача осложнялась отсутствием прямых методов определения золота из раствора в связи с их низкими кларками в горных породах и отсутствием оборудования с характеристиками, позволяющими обнаруживать и регистрировать такие концентрации.
При использовании же других методов исследователи столкнулись с проблемой непредставительности навески и возможностью провести лишь полуколичественный анализ содержания золота в руде.

Решением проблемы стал путь повторения схемы классического метода пробирной плавки — концентрирования. Было разработано несколько методик, позволяющих перевести золото в раствор, не снижая при этом до критического минимума массу навески, и концентрировать золото для дальнейшего исследования, избегая трудозатрат, необходимых для пробирного анализа.
Исследовательские работы разделились на два направления, которые актуальны до сих пор и активно внедряются в лаборатории — концентрирование золота из раствора на какой-либо экстрагент и последующее измерение рентгеноспектральном (энергодисперсионном) анализаторе или атомно-абсорбционном спектрометре (воздух-пламя).
Ключевым фактором здесь являются выбор экстрагента и последующее окончательное измерение инструментальными методами. На вооружение приняты два основных инструментальных метода — рентгеноспектральный (далее РСА) и атомноабсорбционный (далее АА).

Мы рассмотрим и сравним эти два метода, для дальнейшего формирования «идеальной» лаборатории, позволяющей разумно, без дополнительных расходов, и оперативно проводить аналитические исследования для золото-добывающих компаний.
Мы расскажем вам, в каком случае следует использовать только РСА метод, а в каких АА либо применить комбинацию методов РСА+АА для «закрытия» всех видов потребности в аналитических работах.

Очистка и осаждение золота из грязного раствора

Итак: перед нами стоит задача организовать лабораторию, основной функцией которой будет анализ золота и сопутствующих элементов.

Алгоритм решения задачи должен быть следующим:

1. Определить, какие компоненты помимо золота нам необходимо проанализировать. Обычно это золото и серебро. В редких случаях поиски ведутся на несколько компонентов.
2. Проанализировать наличие инфраструктуры (транспортная доступность, наличие стабильного электро-, водоснабжения, канализации).
3. Провести оценку дальнейшей перспективы развития месторождения (возможно, это стадия разведки и дальнейшее увеличение видов аналитических работ не планируется либо существует потребность далее расширять спектр аналитических исследований в связи со строительством обогатительной фабрики).
Четко ответив для себя на вышеперечисленные вопросы, переходим к сравнению доступных аналитических методов экспресс-определения золота в полевых условиях, чтобы выбрать метод, наиболее отвечающий нашим возможностям и потребностям.

Методик разбраковки золота с окончанием АА существует несколько:

• ЭКСТРАКЦИЯ ИЗОАМИЛОВЫМ СПИРТОМ
• ЭКСТРАКЦИЯ ДИЗЕЛЬНЫМ ТОПЛИВОМ
• ЭКСТРАКЦИЯ СУЛЬФИДАМИ НЕФТИ И ДР.

Все эти методики были разработаны для избирательного экстрагирования золота. На стадии их внедрения в рутинный анализ выявились существенные недостатки, сопряженные с трудностями и дополнительными затратами, которые не позволяли реализовать основную функцию этих методик — экспрессность, простоту в использовании и достоверность.
В связи с этими трудностями работа над поисками универсального метода экстракции не прекращалась и привела к созданию методики экстракции золота на твердый экстрагент (ТВЭКС) — трибутилфосфат.
Все вышеперечисленные методики имеют ряд специфических особенностей (технологических, экономических), которые следует учитывать при внедрении в лабораториях.

Рассмотрим критерии, которые влияют на выбор того или иного метода разбраковки проб по содержанию золота
.
Экономические:
1) стоимость блока пробоподготовки;
2) стоимость средств измерения (прибора, анализатора);

3) стоимость расходных материалов для средства измерений (эксплуатационные затраты на прибор);
4) стоимость расходных материалов для химического анализа (себестоимость анализа).
Технологические:
1) спектр определяемых задач;
2) чувствительность метода (нижний предел обнаружения);
3) правильность метода (селективность определения золота);
4) длительность анализа (время на определения золота и других элементов (экспрессность);
5) простота применения.
Организационные:
1)требованияк квалификации персонала;
2) требования к помещению.

Рассмотрим вышеперечисленные составляющие (для удобства сравнения данные приведены в табл. 1-4).

Таким образом, по результатам сопоставления двух способов определения золота в горных породах и рудах мы можем сделать вывод о преимуществах рентгено-спектрального анализа как более дешевого, простого и экспрессного метода .

Методика экстракции на ТВЭКС с дальнейшим измерением методом РСА является безусловным лидером в решении задачи аналитического сопровождения на начальных этапах разведки. Далее, после разведки месторождений, в стадии их отработки, метод атомной абсорбции становится незаменим для контроля содержаний золота в технологических растворах, а основной функцией РСА остается оперативное количественное определение состава промышленных и технологических продуктов (концентратов, шламов и т.п.), включая сплав Доре.

На окончательном этапе формирования лаборатории, следует внедрять метод пробирной плавки, пока являющийся лидером и занимающий первое место на аналитическом «Олимпе» для решения задач определения золота в концентратах и лигатурных сплавах.

Искренне благодарим за участие в обсуждении статьи и помощь в работе наших коллег — сотрудников НИТУ «МИСиС» Ю.Ю. Фищенко и А.Р. Макавецкаса.
Отдельное спасибо А.Е. Черновой за поддержку и понимание.

Е.М. Корниенко — Главный аналитик ООО «Промэкспорт»
Г.А. Жохов — Технический директор ООО «Промэкспорт»
А.Р. Назыров — Генеральный директор ООО «Промэкспорт»
С.Е. Смильгин — Исполнительный директор ООО «Промэкспорт»

Источник: www.expert-oil.com

Избирательное экстракционно-спектрофотометрическое определение золота (III) непосредственно в органической фазе

Избирательное экстракционно-спектрофотометрическое определение золота (III) непосредственно в органической фазе // Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. Турабджанов С.М. [и др.]. 2019. № 8 (62). URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/7648 (дата обращения: 05.07.2023).

Прочитать статью:

АННОТАЦИЯ

В результате исследования разработан новый высокоизбирательный, ускоренный и простой метод определения золота непосредственно в органической фазе. Разработанный метод проверен на анализе производственных растворов, концентратов и пород без отделения сопутствующих элементов. Метод отличается простотой выполнения, высокой избирательностью и экспрессностью.

Разработанный метод экстракционно-спектрофотометрического определения золота рекомендуется для анализа производственных растворов, сточных вод гидрометаллургических производств, концентратов, руд, пород и других сложных по химическому составу материалов без отделения сопутствующих элементов непосредственно в органической фазе.

ABSTRACT

As a result of research it is developed new high selective, the accelerated and simple method of definition of gold it is direct in an organic phase. The developed method is checked up on the analysis of industrial solutions, concentrates and breeds without branch of accompanying elements. The method differs simplicity of performance, sharp selectivity and the express.

The developed method extraction-spectrophotometric gold definitions is recommended for the analysis of industrial solutions, sewage of hydrometallurgical manufactures, concentrates, ores, breeds and other difficult materials on a chemical compound without branch of accompanying elements directly in an organic phase.

Ключевые слова: золото, экстракционно-спектрофотометрическое определение, диметилформамид (ДМФА), инертные органические растворители.

Keywords: Gold, extraction-spectrophotometric definition, dimethylformamide, inert organic solvents.

Существующие фотометрические и экстрак­ционно-фотометрические методы определения золота (III) с применением органических красителей [1,2,3,4] малоизбирательны, так как комплексообразование золота (III) с органическими реагентами происходит в водной фазе, в которой сопутствующие ионы также образуют комплексные соединения и мешают определению золота.

В последнее время для повышения селективности методов определения элементов применяют новый приём – экстракция бесцветных комплексов элементов инертными органическими растворителями, с последующим добавлением к экстракту органических красителей и комплексообразовании их непосредственно в органической фазе [5,6].

В настоящей работе обсуждается новый селективный, простой метод, основанный на экстракции хлоридного комплекса золота (III) инертными органическими растворителями и определение его непосредственно в органической фазе.

Экспериментальная часть. Исходный раствор золота (III) готовили из соли хлорида золота (III) марки «хч». Титр раствора устанавливали потенциометрически с помощью бихромата калия [7]. Спектры хлоридного комплекса золота снимали на спектрофотометре СФ-26. Оптические плотности комплексов измеряли также на спектрофотометре СФ-26.

Опыты показали, что золото (III) из сильнокислых растворов в присутствии хлорид-ионов и диметиформамида (ДМФА) хорошо экстрагируется хлороформом (бензолом). В отсутствии ДМФА золото (III) не экстрагируется. Исследование экстракции золота (III) хлороформом в зависимости от концентрации водород-ионов, хлорид-ионов и ДМФА показало, что оптимальными условиями экстракции золота (III) являются: 0,5 – 6,0 г-ион/л по водород-ионов, 0,06 – 2,5 г-ион/л по хлорид-ионов; 13 – 26 % (по объёму) по ДМФА и встряхивая фаз 5 – 10 секунд.

При равных объёмах водной и органической фаз извлечение золота (III) при однократной экстракции составляет 99,9 % и не изменяется до соотношения объёмов фаз 20:1.

В указанных оптимальных условиях определён состав экстрагирующегося хлоридного комплекса золота (III) методом сдвига равновесия [8]. Для этого изучена зависимость экстракции золота (III) от концентрации: 1) водород-ионов (0,03-0,96 г-ион/л) при постоянной концентрации ДМФА (20%) хлорид-ионов (1,0 г-ион/л) и ионной силе ( ), создаваемой добавлением необходимого количества раствора NaCl; 2) хлорид-ионов (0,01 — 0,34 г-ион/л), при постоянных концентрациях водород-ионов (1,0 г-ион/л), ДМФА (20%) и ионной силе ( ); 3) ДМФА (от 5,0 – 1,3% (по объёму)), при постоянной концентрации водород-ионов (1,0 г-ион/л) хлорид-ионов (1,0 г-ион/л) и ионной силе ( ).

Концентрацию золота в экстракте определяли спектрофотометрическим методом. Полученные данные приведены в таблицах 1 – 3 и на рисунках 1 – 3 показывает, что в билогорифмических координатах , , (где Д – коэффициент распределения, С – равновесная концентрация, моль) наблюдается прямолинейная зависимость с тангенсами угла наклона прямых, равными 1,4,3.

Таблица 1.

Определение числа Н + -ионов, участвующих при экстракции золота хлороформом.
Апр=0,57; САu=0,91∙10 -5 М

Сн + , моль

А

Д

ℓɡД

-ℓɡCн+

Рисунок 1 Определение молярных соотношений Au: Н + -ионов методом сдвига равновесия при экстракции хлороформом, V0=10 мл ℓ =1см

Таблица 2.

Определение числа хлорид-ионов, участвующих при экстракции золота хлороформом. Апр=0,57; САu=0,91∙10 -5 М

CCl — , моль

A

Д

ℓɡД

-ℓɡСCl-

Рисунок 2. Определение молярных соотношений Au: Cl — методом сдвига равновесия при экстракции хлороформом, V0=10 мл ℓ =1см

Таблица 3.

Определение числа молекул ДМФА, участвующих при экстракции золота хлороформом. Апр=0,57; САu=0,91∙10 -5 М.

CДМФА — , моль

A

Д

ℓɡД

-ℓɡCДМФА

Рисунок 3. Определение молярных соотношений Au:ДМФА методом сдвига равновесия при экстракции хлороформом

Следовательно, золото (III) извлекается хлороформом в виде НАuCl4; сольватное число НАuCl4 в экстракте равно 2.

Следовательно, при экстракции золота (III) хлороформом гидратируется 4 молекулы воды. Учитывая это, механизм экстракции золота (III) можно представить уравнением: AuCl4 – (в) + Н(Н2О)4 + + 2 ДМФА(в) [H(H2O)4 (ДМФА)2] + [AuCl4] — (0).

Таким образом установлено, что хлоридный комплекс золота (III) в присутствии ДМФА экстрагируется хлороформом по гидратно-сольватному механизму [10].

Хлоридный комплекс золота (III) в экстракте подчиняется закону Бера в широком интервале концентраций 10 – 1000 мкг золота в 10 мл экстракта. Воспроизводимость определений находится в пределах 2 – 5 %.

Изучена устойчивость экстракта хлоридного комплекса золота (III) в экстракте по времени. Найдено, что хлороформный экстракт золота (III) устойчив более 3 суток. Максимум светопоглощения хлоридного комплекса золота (III) находится при 315 нм. Молярный коэффициент погащения комплекса при этом составляет 6,58∙10 3 . Построены три градуированных графика в интервалах 10 – 100, 100 – 500, 500 – 1000 мкг золота. Оптическую плотность комплексов измеряли в кюветах 20, 10, 5 мм.

Методика определения золота в чистых растворах. В мерные цилиндры ёмкостью 25 мл с притёртой пробкой вносят анализируемый раствор, содержащий 10 – 1000 мкг золота (III), разбавляют до 7 мл дистиллированной водой, приливают 1 мл HCl (d = 1,19), 2 мл ДМФА, 10 мл хлороформа и встряхивают 5 – 10 сек. Затем смесь переливают в делительную воронку, экстракт фильтруют в кювету через фильтровальную бумагу и измеряют оптическую плотность при 315 нм относительно холостого опыта.

В промышленных образцах и минеральном сырье золото встречается в смесях со многими элементами. Для выявления возможности определения золота из сложных по химическому составу образцов было изучено влияние посторонних ионов.

Методика определения золота в присутствии посторонних ионов такая же, что и при определении его в чистых растворах с той лишь разницей, что в чистый раствор золота предварительно добавляли определённые количества посторонних ионов или соединений и в отдельных случаях, по необходимости, добавляли маскирующие агенты и однократно промывая экстракта промывочным раствором, содержащих из 1 м HCl и 20% ДМФА. В условиях экстракции золота (III) частично экстрагируются ионы таллия (III) и сурьмы (V), однако небольшие количества эти ионы не мешают определению золота. Мешающие влияния таллия (III) и сурьмы в больших кратных количествах устраняют добавлением в экстракционную смесь тионалида и винной кислоты соответственно. Результаты определения золота (III) в присутствии посторонних ионов, где ошибка определений не превышает 2 – 5 % приведены в табл. 4.

Таблица 4.

Определение золота (III) в присутствии потусторонних ионов (взято 100 мкг золота)

М

М/Au

Источник: 7universum.com

Способ определения золота в электролитах золочения и технологических растворах

(5 С 01 И 31/16 ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕН ОМИТЕТ СССР ИЙ И ОТНРЫТ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВТОРСН СВИДЕТЕЛЬСТВУ Бюл. Мф 22унович, Ю.И О,Н.

Барер(71) Днепропетровский орддового Красного Знамени хтехнологический институтжинского(54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗОЛОТАВ ЭЛЕКТРОЛИТАХ ЗОЛОЧЕНИЯ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РАСТВОРАХ, включающий обработку анализируемого растворапероксидом водорода, смесью солянойи азотной кислот и последующую количественную регистрацию одним изизвестных методов, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью повышения чувствительности и точностиопределения, в анализируемый раствор после обработки вводят уксусную кислоту, сульфанол, спиртовый раствор смеси индикаторов метилового красного и метиленового голубого, а количественную регисрацию осуществляют путем титрования раствором 8-меркаптохинолина.55 Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам определения золота в электролитах золочения, растворах ювелирного производства.Известен способ определения золота, включающий экстракцию комплекса золота с метиловым фиолетовым и последующее спектрофотометрирование комплекса Я .Однако прямое определение золота из цианистых растворов невозможно, требуется предварительное полное разрушение комплексных цианидов с последующей экстракцией. Кроме того, селективность известного способа невысока: определению мешают сурьма (Ч), таллий (111), ртуть (11), железо ( П 1), олово (1 Ч) и др.

Для устранения нх мешающего влияния золото сначала выделяют солянокислым гидроксиламином, что усложняет анализ и ведет к понижению точности определенияеНаиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ определения золота в промышленных растворах гальванических ванн золоечения, включающий обработку анализируемого раствора пероксидом водорода, смесью соляной и азотной кислот и последующую количест» венную регистрацию фотометрическимметодом 2Однако чувствительность данного способа невысока (4 мг/л). Кроме того, известный способ характеризуется недостаточно высокой точностью (6-87).Цель изобретения — повышение чувствительности и точности определения.Поставленная цель достигается тем, что .согласно способу определения золота в электролитах золочения и технологических растворах, включающему обработку анализируемого раствора пероксидом водорода, смесью соляной и азотноК кислот и последующую количественную регистрацию одним из известных способов в анализируемый раствор после обработки вводят уксусную кислоту, сульфанол, спиртовый раствор смеси индикаторов метилового красного и метиленового голубого, а коли 5 10 15 20 25 30 35 ЛО чественную регистрацию осуществляют путем тирования раствором 8-меркаптохинолина.Золото (111) в уксуснокислых средах образует с 8-меркаптохинолином (тиоксином) растворимые комплексы, которые со временем изменяют окраску, а затем переходят в более стабильное состояние.Для стабилизации растворимых комплексов золота в уксусной кислоте л используют анионное поверхностно-активное вещество — сульфанол.

При добавлении сульфанола растворимые комплексы устойчивы в течение нескольких суток.Другие поверхностно-активные вещества (например, синтанол, ста- рокс и др.) не стабилизируют комплексы золота.Индикатор метиловый красный является редоксиндикатором, восстановленная форма которого имеет красную окраску (Е = 0,80 В). С 8-меркаптохинолином эта форма не реагирует, т,е. остается цвет ярко окрашенной восстановленной формы, таким образом, последняя играет роль красителя.Окислительно-восстановительный индикатор метиленовый голубой взаимодействует с органическим реактивом 8-меркаптохинолином.,Окисленная форма индикатора имеет голубой цвет, а восстановленная — бесцветна, т.е, происходит переход окраски при взаимодействии индикатора с реактивом иэ голубой в бесцветную, Если использовать один метиленовый голубой, то диапазон измерения коэффициента пропускания окрашенного раствора находится в очень узком пределе, что затрудняет определение золота.

В случае использования смеси индикаторов процесс проходит тот же — избыток титранта (8-меркаптохинолина) восстанавливает метиленовый голубой, при этом фиолетовое окрашивание смеси индикаторовпереходит в ярко красное (цвет метилового красного) .Применение такого индикатора позволяет использовать для количественной регистрации метода фотоэлектрического титрования.П р и м е р ы. К 5 мл анализируемого раствора золочения,приЗаказ 3965/47 Тираж 897 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 бавляют 10 мл концентрированнойсерной кислоты, выпаривают до появления дыма Н БО, прибавляют покаплям 307-ную перекись водорода.Восстановленное металлическое золото промывают и фильтруют, переводят его в АпС 1 путем растворенияв смеси соляной и азотной кислот.К раствору АиСТ, добавляют 40 мл0,1 М СНСООН, 0,5 мл 5 Х-ного суль-.фанола, 0,15 смешанного индикатора(0,125 г метилового красного и0,083 г метиленового голубого в100 мл этанола). Стакан с окрашенным в сиренево-фиолетовый цвет раст 161870 4вором ставят в кюветный блок фотометрического титратора. В оптическом канале устанавливают четвертый светофильтр (610+10 нм) и5 оттитровывают 1 10 М раствором8-меркаптохинолина. Чувствительность определениязолота 0,2 мг/л, относительная 16 ошибка определения 0,53.Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить точностьн чувствительность определения золота в электролитах золочения и 15 технологических растворах.

Заявка

ДНЕПРОПЕТРОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ХИМИКО ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМ. Ф. Э. ДЗЕРЖИНСКОГО

СУПРУНОВИЧ ВИКТОРИЯ ИВАНОВНА, ШЕВЧЕНКО ЮЛИЯ ИВАНОВНА, БОГДАНОВ ВЛАДИМИР АЛЕКСАНДРОВИЧ, БАРЕР ОЛЬГА НИКОЛАЕВНА, КОВАЛЕВСКАЯ АЛЕВТИНА НИКОЛАЕВНА

Источник: patents.su