降低AgCl沉淀对铂和钯吸附的研究

韩丽娟，胡军凯，吴一微

(1.湖北师范学院 化学与环境工程学院，湖北 黄石 435002；2.大冶有色设计研究院有限公司，湖北 黄石 435005)

贵金属的应用越来越广，而我国贵金属资源比较贫乏，因而大力发展循环经济，综合利用矿产资源回收贵金属铂和钯具有重要意义。在综合回收利用过程中常需要准确测定冶炼中间物料和纯银中的铂和钯，大量的银基体通常采用AgCl沉淀来分离，该分离方法的缺陷是AgCl沉淀对铂和钯有严重的吸附，导致铂和钯的测定结果偏低。因此，研究如何降低AgCl沉淀对铂和钯吸附具有重要意义[1]。

电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)，因具有灵敏度高、分析速度快、且能多元素同时测定等特点[2]，被广泛应用于地质、冶金等行业分析检测中[3～5]。本文采用ICP-AES法测定分离银溶液中的铂和钯，详细考察了不同酸介质、酸度对铂钯谱线强度的影响、络合剂及用量、洗涤剂及浓度等因素对铂和钯回收率的影响，确定了降低AgCl沉淀对铂和钯吸附的最佳条件。

1 实验部分

1.1 仪器和设备

ICAP 6300等离子体发射光谱仪。仪器工作条件：发射功率1150W；雾化器气体流量0.26MPa；辅助气流量0.5L/min；泵速50r/min；积分时间：短波15s，长波5s；观察高度12mm.铂和钯的分析线分别为214.423, 340.458 nm.

1.2 主要试剂

稀HNO3(1∶3)；EDTA(0.01mol/L)；硫脲溶液(5%)；浓HCl；王水；纯银(99.99%)；铂标准贮备溶液：ρ(Pt)=1.0000 mg/mL ( 5% HNO3介质)；钯标准贮备溶液：ρ(Pd)= 1.0000 mg/mL ( 5% HNO3介质) 。

铂和钯混合标准溶液：分别移取25.00 mL铂、钯标准储备溶液于500 mL容量瓶中，加入25 mL HCl，用水稀释至刻度，混匀。此溶液1 mL分别含50μg Pt和50μg Pd.

铂和钯混合标准溶液：分别移取5.00 mL铂、钯标准储备溶液于500 mL容量瓶中，加入25 mL HCl，用水稀释至刻度，混匀。此溶液1 mL分别含10μg Pt和10μg Pd.

1.3 实验方法

称取0.5 g纯银于100 mL的烧杯中，加入稀硝酸(1∶3)后，于电热板上低温加热溶解，待溶解完全，取下烧杯，加入5 mL铂和钯混合标准溶液、4 mL EDTA溶液，然后加水至35 mL，盖上表面皿在电热板上低温加热5 min后，取下烧杯，在不断搅拌下加入5 mL王水，放在电热板上水浴加热1 h后，取下冷至室温，用慢速定量滤纸过滤于100 mL容量瓶中，用2%热王水溶液洗涤烧杯及沉淀各5次，回收沉淀，溶液加入10 mL HCl后用2%热王水稀释至刻度，摇匀。

将上述溶液于等离子体发射光谱仪上按仪器工作条件测定，并按标准系列绘制元素标准曲线后进行连续测定Pt、Pd的发射强度，从计算机上读出相应的被测元素浓度。

工作曲线的绘制：分别移取0 mL、5 mL、10 mL的10μg /mL的铂和钯混合标准溶液和5 mL、10 mL的50μg /mL的铂和钯混合标准溶液至100 mL容量瓶中，加入10 mL HCl后用离子水定容至刻度。铂和钯标准溶液浓度分别为0、0.5、1、2.5、5μg /mL.

按仪器工作条件对铂、钯标准溶液系列进行测定，铂和钯的质量浓度均在5.0 mg/L范围内与其发射强度值呈线性关系，线性回归方程为yPt= 104.1023x+12.2601，相关系数为0.9999；yPd=502.4011x+15.0401，相关系数为0.9998.

2 结果与讨论

2.1 测定介质及酸度的选择

按实验方法，对HCl、HNO3、H2SO4介质及酸度对铂和钯的谱线发射强度的影响。见图1.

图1 HCl、HNO3、H2SO4浓度对谱线强度的影响

结果表明：15%酸度以下的HCl、HNO3介质对测定无影响。H2SO4介质在大于5%酸度时测定略有偏低，是因为H2SO4比重大，影响仪器的提升量。因为被测溶液中含有银离子，利用过量氯离子能与银离子形成络离子特性，故本文选用10%HCl介质作为测定介质，为了使酸度的影响降低到最低，要求标准溶液和待测溶液的酸度保持一致。

2.2 沉淀剂及用量的选择

按实验方法，分别实验了HCl、HBr、KI、KSCN几种沉淀剂，由于KI、KSCN引入了K+、SCN-背景增大，不利于低含量元素分析。实验结果也证明在用HBr沉淀分离银时吸附会更大。因此，本实验采用HCl作沉淀剂。实验加入1mL、2 mL、3mL、4mL的HCl(1∶1)分离银，测定溶液中的Pt、Pd的含量。实验结果见表1.结果表明：3mL HCl(1∶1)时已经能足够沉淀银，因此，采用3mL HCl(1∶1)沉淀。

2.3 络合剂及用量的选择

按实验方法，分别加入EDTA、硫脲络合铂和钯，实验证明加入5%硫脲溶液时实验结果不稳定，所以选择EDTA络合剂。分别加入1、2、3、4、5mL的EDTA溶液。结果见表2.

表1 HCl用量对铂和钯回收率的影响

表2 EDTA用量对铂和钯回收率的影响

结果表明：加入4mL的EDTA溶液时，Pd、Pt回收率均能达到达98%以上。因此溶样时加入4mL的EDTA溶液。

2.4 洗涤剂及浓度的选择

按实验方法，分别用热水、5%、10%、15%、20%的盐酸、1%、2%、5%、7.5%、10%、15%王水作为洗涤剂。结果见表3.

表3 洗涤剂及浓度对铂和钯回收率的影响

结果表明，以2%～7.5%王水洗涤沉淀时，铂和钯回收率均能达到98%.因此，采用2%王水作为沉淀洗涤剂。

3 小结

综上所述：本文选择了3 mL HCl(1∶1)沉淀分离银、以4 mL EDTA络合铂和钯、用2%王水洗涤沉淀、在10%HCl的测定介质中，用ICP-AES测定分离银溶液中的铂和钯，其回收率均达到98%以上。

参考文献:

[1]株洲冶炼厂.有色冶金中元素的分离与测定[M].株洲:冶金工业出版社,1979.

[2]袁功启,刘 艳.火试金捕集等离子体发射光谱法测定铜铅电解阳极泥中铂和钯[J].岩矿测试,2005,(3):229～232.

[3]谭雪英.电感耦合等离子体发射光谱法同时测定碳酸盐岩石中19个元素[J].岩矿测试, 1999,18(4):275～279.

[4]刘先国,方金东.电感耦合等离子体原子发射光谱法测定硅铁中微量元素[J].岩矿测试, 2002,21(1):63～65.

[5]林学辉,刘昌岭.单道扫描电感耦合等离子体发射光谱法测定珊瑚礁中主量和微量元素[J].岩矿测试, 1999,18(4):275～279.

[6]郑国经.ICP-AES分析技术的发展及其在冶金分析中的应用[J].冶金分析,2001,21(1):36～43.