降低AgCl沉淀對鉑和鈀吸附的研究

韓麗娟，胡軍凱，吳一微

(1.湖北師范學院 化學與環境工程學院，湖北 黃石 435002；2.大冶有色設計研究院有限公司，湖北 黃石 435005)

貴金屬的應用越來越廣，而我國貴金屬資源比較貧乏，因而大力發展循環經濟，綜合利用礦產資源回收貴金屬鉑和鈀具有重要意義。在綜合回收利用過程中常需要準確測定冶煉中間物料和純銀中的鉑和鈀，大量的銀基體通常采用AgCl沉淀來分離，該分離方法的缺陷是AgCl沉淀對鉑和鈀有嚴重的吸附，導致鉑和鈀的測定結果偏低。因此，研究如何降低AgCl沉淀對鉑和鈀吸附具有重要意義[1]。

電感耦合等離子體發射光譜法(ICP-AES)，因具有靈敏度高、分析速度快、且能多元素同時測定等特點[2]，被廣泛應用于地質、冶金等行業分析檢測中[3～5]。本文采用ICP-AES法測定分離銀溶液中的鉑和鈀，詳細考察了不同酸介質、酸度對鉑鈀譜線強度的影響、絡合劑及用量、洗滌劑及濃度等因素對鉑和鈀回收率的影響，確定了降低AgCl沉淀對鉑和鈀吸附的最佳條件。

1 實驗部分

1.1 儀器和設備

ICAP 6300等離子體發射光譜儀。儀器工作條件：發射功率1150W；霧化器氣體流量0.26MPa；輔助氣流量0.5L/min；泵速50r/min；積分時間：短波15s，長波5s；觀察高度12mm.鉑和鈀的分析線分別為214.423, 340.458 nm.

1.2 主要試劑

稀HNO3(1∶3)；EDTA(0.01mol/L)；硫脲溶液(5%)；濃HCl；王水；純銀(99.99%)；鉑標準貯備溶液：ρ(Pt)=1.0000 mg/mL ( 5% HNO3介質)；鈀標準貯備溶液：ρ(Pd)= 1.0000 mg/mL ( 5% HNO3介質) 。

鉑和鈀混合標準溶液：分別移取25.00 mL鉑、鈀標準儲備溶液于500 mL容量瓶中，加入25 mL HCl，用水稀釋至刻度，混勻。此溶液1 mL分別含50μg Pt和50μg Pd.

鉑和鈀混合標準溶液：分別移取5.00 mL鉑、鈀標準儲備溶液于500 mL容量瓶中，加入25 mL HCl，用水稀釋至刻度，混勻。此溶液1 mL分別含10μg Pt和10μg Pd.

1.3 實驗方法

稱取0.5 g純銀于100 mL的燒杯中，加入稀硝酸(1∶3)后，于電熱板上低溫加熱溶解，待溶解完全，取下燒杯，加入5 mL鉑和鈀混合標準溶液、4 mL EDTA溶液，然后加水至35 mL，蓋上表面皿在電熱板上低溫加熱5 min后，取下燒杯，在不斷攪拌下加入5 mL王水，放在電熱板上水浴加熱1 h后，取下冷至室溫，用慢速定量濾紙過濾于100 mL容量瓶中，用2%熱王水溶液洗滌燒杯及沉淀各5次，回收沉淀，溶液加入10 mL HCl后用2%熱王水稀釋至刻度，搖勻。

將上述溶液于等離子體發射光譜儀上按儀器工作條件測定，并按標準系列繪制元素標準曲線后進行連續測定Pt、Pd的發射強度，從計算機上讀出相應的被測元素濃度。

工作曲線的繪制：分別移取0 mL、5 mL、10 mL的10μg /mL的鉑和鈀混合標準溶液和5 mL、10 mL的50μg /mL的鉑和鈀混合標準溶液至100 mL容量瓶中，加入10 mL HCl后用離子水定容至刻度。鉑和鈀標準溶液濃度分別為0、0.5、1、2.5、5μg /mL.

按儀器工作條件對鉑、鈀標準溶液系列進行測定，鉑和鈀的質量濃度均在5.0 mg/L范圍內與其發射強度值呈線性關系，線性回歸方程為yPt= 104.1023x+12.2601，相關系數為0.9999；yPd=502.4011x+15.0401，相關系數為0.9998.

2 結果與討論

2.1 測定介質及酸度的選擇

按實驗方法，對HCl、HNO3、H2SO4介質及酸度對鉑和鈀的譜線發射強度的影響。見圖1.

圖1 HCl、HNO3、H2SO4濃度對譜線強度的影響

結果表明：15%酸度以下的HCl、HNO3介質對測定無影響。H2SO4介質在大于5%酸度時測定略有偏低，是因為H2SO4比重大，影響儀器的提升量。因為被測溶液中含有銀離子，利用過量氯離子能與銀離子形成絡離子特性，故本文選用10%HCl介質作為測定介質，為了使酸度的影響降低到最低，要求標準溶液和待測溶液的酸度保持一致。

2.2 沉淀劑及用量的選擇

按實驗方法，分別實驗了HCl、HBr、KI、KSCN幾種沉淀劑，由于KI、KSCN引入了K+、SCN-背景增大，不利于低含量元素分析。實驗結果也證明在用HBr沉淀分離銀時吸附會更大。因此，本實驗采用HCl作沉淀劑。實驗加入1mL、2 mL、3mL、4mL的HCl(1∶1)分離銀，測定溶液中的Pt、Pd的含量。實驗結果見表1.結果表明：3mL HCl(1∶1)時已經能足夠沉淀銀，因此，采用3mL HCl(1∶1)沉淀。

2.3 絡合劑及用量的選擇

按實驗方法，分別加入EDTA、硫脲絡合鉑和鈀，實驗證明加入5%硫脲溶液時實驗結果不穩定，所以選擇EDTA絡合劑。分別加入1、2、3、4、5mL的EDTA溶液。結果見表2.

表1 HCl用量對鉑和鈀回收率的影響

表2 EDTA用量對鉑和鈀回收率的影響

結果表明：加入4mL的EDTA溶液時，Pd、Pt回收率均能達到達98%以上。因此溶樣時加入4mL的EDTA溶液。

2.4 洗滌劑及濃度的選擇

按實驗方法，分別用熱水、5%、10%、15%、20%的鹽酸、1%、2%、5%、7.5%、10%、15%王水作為洗滌劑。結果見表3.

表3 洗滌劑及濃度對鉑和鈀回收率的影響

結果表明，以2%～7.5%王水洗滌沉淀時，鉑和鈀回收率均能達到98%.因此，采用2%王水作為沉淀洗滌劑。

3 小結

綜上所述：本文選擇了3 mL HCl(1∶1)沉淀分離銀、以4 mL EDTA絡合鉑和鈀、用2%王水洗滌沉淀、在10%HCl的測定介質中，用ICP-AES測定分離銀溶液中的鉑和鈀，其回收率均達到98%以上。

參考文獻:

[1]株洲冶煉廠.有色冶金中元素的分離與測定[M].株洲:冶金工業出版社,1979.

[2]袁功啟,劉 艷.火試金捕集等離子體發射光譜法測定銅鉛電解陽極泥中鉑和鈀[J].巖礦測試,2005,(3):229～232.

[3]譚雪英.電感耦合等離子體發射光譜法同時測定碳酸鹽巖石中19個元素[J].巖礦測試, 1999,18(4):275～279.

[4]劉先國,方金東.電感耦合等離子體原子發射光譜法測定硅鐵中微量元素[J].巖礦測試, 2002,21(1):63～65.

[5]林學輝,劉昌嶺.單道掃描電感耦合等離子體發射光譜法測定珊瑚礁中主量和微量元素[J].巖礦測試, 1999,18(4):275～279.

[6]鄭國經.ICP-AES分析技術的發展及其在冶金分析中的應用[J].冶金分析,2001,21(1):36～43.