泡沫塑料富集分离技术在我国湿法分析金中的应用

冶 金 分 析 第 14卷第 4期 (1994) ～ 蔼 泡沫塑料富集分离技术在我国 湿法分析金中的应用 由于区域化探重新扫描工作，对黄金分 析灵敏度要达到 O．001ggfg，低于金在地球上 O．oosgg／g的丰度值，月 前现代化的测 试手 段——中子活化法，无火焰原子吸收法，等 离子体光谱法等虽能达到 ng 级的灵敏度 要求，但多数需分离富集，排除杂质和基体 的干扰。7O 年代初泡沫 塑料 (以下简称泡 塑) 富集 分 离技 术 在 我 国应 用 ” 以来， 由于这 一新的富集技术 简便易行，成本低 廉，因而发展很快。一 ．并广泛用于金的富 集分离。经过十几年的实践与研究，目前在 我国已取得显著成果。前人虽已有总结和评 述，但本文将在总结经验与结合本人实践的 基础上进一步探索开展泡塑在我国黄金分析 上的研究与应用，以利于进一步提高我国湿 法金的分析水平。 1 泡塑法初期研究和发展过程 1．1 静态吸附法 我国采用泡塑吸附分离金 历史较 短， 1976年我国有人 “ 采用泡塑富集分离技术 测定了地质样品中的金，泡塑静态吸附富集 分离金是我国最初的使用方法。泡塑静态吸 附金，一般在 王水 浓度为 2％ ～ 1O％ 的 100ml含金样品溶液中，放人预先用盐酸处 理过的厚度为 0．Scm,重 0．6g的片状泡塑， 振荡 40min，取 出泡塑，用水冲洗，挤 压数 次，采用适当的方法进行解脱 1．1．1 吸 附介 质： 在 (2．5％ ～ 3O％) 盐 酸； (2．5％ ～ 5,0％)硝 酸 ； (2．5％ ～ 3O％) 王 水 溶 液 中， 吸 附 率 相 应 为 98_0％ ～ 95 1％ ： 97．1％ ～ 94％ ： 98 O％ ～ 94．1％，对金的吸附影响不 大，超 过上述 范 围的上限， 由于泡塑被破坏 (盐酸 中变软， 硝酸，王水 中变黑，变软)失去塑性，吸附 率下降 ，一般均用王水溶矿， 因此，一 般选用 15％ 王水为吸附介质。人们还发现 加人一定量溴水能进一步提高泡塑对金的吸 附 率， 文献 ” 在 泡 塑 中 加 人 少 许 溴 水 后，能使三价金稳定于溶液中，有利于金完 全吸附，吸附率达 98％，无溴时吸附率低于 9o％，因此，在泡塑吸附过程 中，加人少量 溴水，可以大大提高泡塑对金的吸附率。而 文献 中并未提到是否加溴水。 1．1_2 载金泡塑的处理转化： 目前，泡塑 的处理转化方法很多，但采用较多的是灰化 灼烧法 CII~l1) 也有采用硫脲热溶液 “ ，亚 硫 酸钠 “ 等解脱方 法。至 目前 为 止，泡 塑转化处理 方法研究 得很多，也基 本趋于 成熟，但是，还有待于进一步研究更为便利 的解脱方法。 1．1_3 分离富集效果：在稀 王水介 质中泡 塑吸附金，可与大量 干扰元 素如 Cr、Ag、 Sb，Pb、Pt、Fe、Hg等分离 。 静态吸附虽然具有一定的优点，但还存 在操作费力，费时等弊端，随着科学技术的 见， { l l d 一综述与评垒 } ； } 0 t 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 14卷第 4期 (1994) 冶 金 分 析 不断发展必然会引导人们去探索另一种更加 完善的吸附方式。 1．2 动态吸附法 泡塑静态吸附分离金，操作条件要求严 格，干扰 因素多，采用动态吸附法可以克服 上述缺点，且操作简便快速，选择性好，适 应范围广 。我国是在 80年代初，曾有人在 静态 吸附法的基础上，试验研究 了分离残 渣，分离 富集 连续进 行 的 泡塑 动 态 吸 附 法 ”，提高了分析速度和分离效果。 1．2．1 布氏漏斗抽 滤吸附与 动态吸附法 的 关系：初期的试验，是在泡塑柱内让其试液 在地球重力作用下 自由通过泡塑柱，为了进 一 步加快分析速度，文献 。 利用活性炭 吸 附布氏漏斗装置富集分离金的优点，制备了 泡塑吸附柱布氏漏斗抽滤装置，使试液在负 压下以一定速度通过，金同样能定量吸附。 该法操作简单快速，选择性好，回收率高 1．2．2 试掖流速对动态吸附的影响：泡塑 动态吸附中流速对金吸附的影响很大，流速 过大，金的吸附率太低，流速过小，则不利 于实验操作。文献 。 曾对流速作了仔细研 究，结果 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明：流速为 2．5± 0．3rcd／min，金 的吸附率为 95％ 左右。 1．2_3 试液体积的影 响：含金溶 液体 积对 金的吸附有直接影响，体积过小，金吸附不 完全，体积过 大，比较 费 时．文献 对含 金溶液的体积做 了试验，一般体积在 4o～ 70ml之 间， 金 吸 附 较 完 全， 一 般 采 用 50ml。 1．2．4 富集分 离效果：泡塑动态 吸附法的 富集分离效果见表 l 。20余种共存 离子其 量在 数 mg至数 百 mg以上不影 响金 的测 定。性质与金相近的伴生元素 Ag Hg、Sb 等允许量均达 0．4rag左右，说明其分离效果 远远优于静态 吸附法 。。从而免去用 20％ 热王水洗涤除 Ag、Hg干扰的步骤。与金性 质最相近的 I1(0．05mg)的干扰 用 EDTA淋 洗也能方便地消除，可见泡塑动态分离金的 方法更具特色 表 1 共存离子对盒回收率的影响“ 共存离于 金 共存离 子 金 回收 卓 回收 率 种 类 (nag) (％) 种 类 {rrIg) (％) As 5．0 102 9 F 497 8 98．9 P 2100 102 7 vcV) 1 0 10m0 A1 1lid 998 ’州 Ⅵ ) 5．0 101．2 C 5．0 97 2 Mo(Ⅵ ) 0．5 1 9 T， 5．0 101．5 Ag 0,4 10 3 Cu2 55 0 IiD 9 0,5 1 9 N 13 4 98 3 H 0．4 101 Cd： 5 ．0 95 5 0．5 10 2 ZⅡ2 8 6 95 4 0 7 1 C 8 0 966 SlXV) 0．5 9＆2 CO抖 8 0 979 0 75 9 0 M n¨ 12 0 97 7 0 6量3 M liD．0 97 9 1] 咀01 122．3 Bi¨ 5．0 99．6 咀04．0 104I P【‘。 01 10 5 咀050‘ 99 6 RP 0 05 97 8 Sn' 0 5 991 ’ 加^金 磐 ¨ 用 0．1mal／L F．i)TA 淋洗柱 2 我国开展湿法分析金的特点 以泡塑动态吸附分离富集金与其各种 测 试方法联用，已形成一套完整湿法分析金的 方法，这是我国湿法分析金的特点。 泡塑吸附与其它测试方法联用，用于各 种物料分析的方法主要有： 2．1 泡塑吸附一容量法 金 的容 量 法 中大 部 分都 是 基于 氧 化 一 还原反应 。如：碘 量 法 。 ，氢 醌 容 量 法 亚铁容量法 。 这些方法干扰 因素 较多，而且测定灵敏度低，因此需要一个很 好的分离富集条件。而这些方法均可与泡塑 分离金联用。文献 试验 结果表明：试样 用王水溶解，经泡塑富集分离，选择性，分 离效果均好。碘量法有终点明 显，容 易掌 握，简单快速，结果稳定 准确度较高，便 于 日常大批量生产等优点 因此，碘量法得 到广泛的应用。 2．2 泡塑吸附一 比色法 用泡塑 吸附后进行 比色分析 的方法较 维普资讯 http://www.cqvip.com 冶 金 分 析 第 14卷第 4期 G994) 多，如泡塑吸附 ～硫代米蚩酮 比色法 。 催化 比色法 ，结晶紫 比色法 。 ，还有很 多文献 一 等均用泡塑 富集分 离金。文 献 利用金 一硫代米蚩酮体系测金，干扰 因素较多，但经泡塑富集分离后，确定了测 定的最佳条件，成功地拟定了泡塑富集分离 一 分光光度法测定矿石 中痕量金 的分析方 法 该法的灵敏度为 0、01g／t，方法 的稳定性 与重现性均较好 2．3 泡塑吸附一光谱法 河南地矿局 实验室 17025实验室iso17025实验室认可实验室检查项目微生物实验室标识重点实验室计划 在这方面做了很多工 作，并取得了一定的成绩。文献 指 出： 用泡塑富集金，将其灰化得到的残渣与内含 0．0075％ 铂缓冲剂 一碳粉混合 ，进行光谱测 定，金的检 出限为 2rig．当金吉量为 1．3ng／g 和 27．2ng／g时，相对标 准偏差 为 25．4％ 和 24、2％。文献 采用泡塑吸附，应用光谱 法 测定化探样品中超痕量金，提高了方法的灵 敏度，10g称样可测定 0．3ng／g的金。 2．4 泡塑吸附一原子吸收法 由于原子吸收法具有较高的灵敏度，选择 性 ，目前已被广泛用于生产中 )，经泡塑 分离富集后，使原子吸收法测金的适用性更 强，化探样品中的金采用泡塑吸附，l％ 硫 脲解脱，直接用原子吸收测定，其检出限为 2．5 泡塑吸附一极谱法 由于极谱法具有方法简单快速，灵敏度 高，使用仪器 比较简单，价格便宜等优点， 因此，近几年发展很快。文献 采用泡塑 吸附 一示波极谱法测金，取样 10～ 2Og，可 测定岩石矿物中 0 l～ Ⅱ g／t的金。 由于泡塑对水的湿润性和渗透性强，化 学稳定法好，表面积大等独特的物理特性． 因而泡塑对金具有较强的吸附能力。在实际 应用中，便于与其它方法联用，也可用于复 杂物质中金的测定。适合于我国多种类型金 矿及多种含金工艺品分析。 预期这种分离富 集技术在我国湿法分析金中将很有广阔的应 用前景 3 如何进一步提高泡塑湿法金的 分析水平 随着泡塑吸附金技术 的应用与研究的深 人，暴露出该法许多缺点，如动态法中需控 制一定的流速 ，泡塑不能再生“ ．泡塑不 能直接在矿浆溶液中吸附 。 等，这些不足 妨碍了泡塑在实际生产中的广泛应用，为了 能更进一步认识泡塑吸附分析法和发挥其方 法的特长，对泡塑吸附法中所存在的不足及 其吸附机理予以探讨是必要的，以期使泡塑 吸附法更加完善并走向成熟 3．1 泡塑吸附机理的初步探讨 目前，有关泡塑机 理 的报道较多 但众说纷纭，这方面尚处于研究阶段，本文 仅就作者本人所做的一些工作进行探讨如 下： 3．1、l 泡塑的前处理：泡塑具 有线性 网状 结构，开 孔率在 95％ 以 上，孔 隙相 互联 通。它是由二并氰酸酯与二元醇缩聚而成聚 氨类树酯，这种聚酯再和甲苯 一2，4一二异 氰酸酯作用，制得聚氨基甲酸树脂 在泡塑 的制备过程中，加入少量水于二元醇中，在 聚合时少量二异氰酸苯酸苯酯与水作用，生 成二元胺和二氧化碳 当产品聚合固化时，二氧化碳形成的小 气泡留在高分子聚合体中，即成海绵状的泡 塑 。 用水或稀酸处理 泡塑， 它上面的胺基 (一NH，)等官能团被活化，增 加有效 吸附 点，提高泡塑的吸附能力，并使 吸附率较为 稳定。 一 NH2+ O=一NH；OH — N +HC!=～Nta；o — NH；OH nuCh-=一NH3AuC14+OH — NH；a一+AuCI；=一NH AuC1 +C1一 因此，泡塑吸附金之前需用水和稀酸处 理 括化它上面的胺基(一N )等官能 团。 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 l4卷第 4期 (1994) 冶 金 分 析 据此特点本文作者曾对泡塑做了四种不 同的前处理试验。结果发现：将泡塑 先用去 离子水煮沸 10mm 之后，再用 l0％ 盐酸煮 沸 10min，再用去离子水冲洗至中性后再投 入使用，这样不仅减少了泡塑的空白值，使 金的吸附率增大，而且，也使动态法中的流 速大大加快，提高了分析速度。 3．1．2 关于三次泡塑吸 附：泡塑 对 】a 的吸附具有均相特性 ，这与其它离子交 换树脂的接触离子交换现象完全一致，这点 也证明了泡塑具有弱碱性离子交换树脂的组 分、结构和功能．由此本文作者为了提高分 离富集速度，采用不控速泡 塑动态吸 附法， 结果发现：将料液上柱一次，流 出液再 上 柱，反复三次，结果与文献 u 所报道 的控 速 (2．5ml／min)动态泡塑吸附法所得结果一 致，回收率均为 95％ 左右。这样不仅大大 加快了分析速度，而且也省去了控速给实验 带来的诸多不便。 3．1．3 泡 塑的再 生性：泡 塑遇强 氧化 剂， 其官能团 (一N )逐渐被氧化，泡塑由白或 微黄色变成褐色，对 金的吸附率有所 下降。 但此时泡塑的线性网状结构仍然存在，因此 用完一次的泡塑若用稀酸和水处理，它上面 的 (一~,va9还可以活化，增加有效吸附点， 提高了泡塑的吸附能力，并使吸附率较为稳 定。以此可得以泡塑的再生，有美这方面的 机理还有待于进一步探讨。根据这一点我们 为了改变 目前泡塑动态吸附法中普遍存在的- 每次都要更换泡塑柱的弊端，对泡塑柱的寿 命作 了详细研究；泡塑柱在一天 中连续使 用，不需更换，金回收率不变，并用于实际 样 品中金的测定，结果满意。 3．1．4 泡塑的耐洗性：为了改善 干扰离 子 的影 响，我们采 用 40％ 盐 酸洗 涤 干扰离 子，最后又用大量水将泡塑洗至中性 ，而这 样对分析结果没有影响。文献 指 出：含 有 一Nit，等活性基 团的弱碱性离子 交换树 脂工作的 pH范围为 0～ 9~,uCl；络离子稳 定性高、稳定常数 lgB为 26(4u 因此载金 泡塑的耐酸，耐水洗性是理所 当然的了。 3．2 分析应用 3_2．1 不 同种类 的泡 塑对 微 金 分 析 的影 响： 目前，我国还役有一种专门用于微金分 析的泡塑，多数都是根据各 自的条件采用不 同的泡塑，而不同厂家在合成工艺及结构上 的差异 (如聚合度，比表面积等)会造成其 分离富集效果上的较大的不 同。文献 “ 采 用三种不同产地的泡塑吸附金，以 2‰硫脲 解脱，金 的回收率 为 80％ ～ 95％，其 中以 上海泡塑最优 但是，至今仍没有一种为适 应金分析而专门生产的泡塑。因此，对国产 各种泡塑及其不同型号泡塑做吸附 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 试验 十分必要，同时，根据金分析特点，研制一 种专门用于微金分析的泡塑，是 目前迫切需 要 的。 3．2．2 矿浆浓度 的 影 响： 文献 对矿浆 浓度做了试验：矿浆浓度太大，使金的回收 率下降，其 原因是 矿渣引起泡塑通 道 的堵 塞，溶液的粘度较大，影响金络离子向泡塑 微孔的扩散。 目前，均采用固体物质沉降完 全后，再抽取上部溶液进行吸附，这样 比较 费时，因此如何使泡塑在矿浆溶液中吸附金 而回收率也能达到所需要求，这样方能保证 痕量金分析结果的可靠性，这方面还有待于 进一步研究。 3．2．3 研制新型泡沫塑料和研究多种洗脱 转化方法：目前分析金时，一般泡塑均在清 液中进行吸附并且每次用完均弃去。这样既 浪费，手续很烦琐，若能研制一种既可以直 接在矿浆中吸附，又具有水久性的泡塑，这 样既便于分离，又便于洗脱，而且有利于大 批量生产。此外，目前虽有硫脲，亚硫酸钠 等洗脱方法，但均不理想。文献 “ 比较了 灰化法与亚硫 酸钠解脱金的回收率。结果见 表 2。在不同酸度下，用泡塑吸附金，采用 灰化解脱 回收率均 在 90‰ 以上，如采用亚 硫酸钠解脱，回收率仅 7O％ ～ ∞％说明泡 维普资讯 http://www.cqvip.com 冶 金 分 析 第 1d卷第 4期 (1994) 表 2 灰化法与亚硫酸钠解脱金比较表 “” 王水％ 5 f 10 I 15{20 l 25 30 40 亚硫酸钠解脱 5 5 l 7 5 1 8．5 1 9 5 l 10．5 9 &5 灰化懈脱 ．11．0 llI-2 I_l123__ l1 8 Il 0 (0却嘻Au肛 MmK，直接读数为 1ZS) 塑吸附金是完全的，回收率偏低的原因是由 于亚硫酸钠解脱不完全所致。因此目前大部 分仍采用灼烧，灰化方式转化，这不仅使金 有损失且时间长，易污染空气，若能进一步 研究出有效的洗脱剂及便利的洗脱方式，不仅 有利于分析操作，也有利于对吸附本质的认识。 4 参考文献 1 薛 l光 ． 叠 的分析化学，北京：宇航 出版杜，1990：．174 2 罗穗秉等 ． 分扼化学，1980，8(I)：72 3 熊昭者 ． 理化检验，1983,18(日：15 4 王长发 分析化学，1~4,12(4)：288 5 熊昭春 ． 岩石矿物厦测试，1985A(3)：278 6 戴明德等 ． 冶金分析，l啦 6(1)：43 7 谢继德等 理化检验 (化)，1983．19(4】：34 8 钟百最 ． 朝南 冶金， 1983~5)：50 9 王长发 ． 冶金分析，1984,4(2)：10 l0 孙永基 ． 湖北冶金地质， 1982，2 1I 李绍聪等 四川地质实驻室．1％5，I：22 l2 严德忠 ． 四川地质实验室，1983，I：22 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Gl~aa zho~ J，Ren Yj11g (C~aangohun Institute of Appued Chemistry．Acadcn~ Sinica，Claan~htm 1~o22) A hd A c~sc'nptlon of the e黼IclIing丑c 唧 t in the 叩 cation of a凼。fpt 一sq~matloa methyl、b3r璐面电 poIyLmiba foam to amay gold in Olina is made in this paper,s~aile a further~search on this method and i乜 pplication in the go ld assay ale explo~ 1．the characteristic of this method combined th 0 means to deteamine go ld in gold一~armg materials b w a嘟 yis also fb皿 IdaⅫ ger~oas Po啪 foam,Separation—pm-．oncentration ，Gold (上 接 45页 ) 6 结论 该仪器分析速度快，精度高，适用范 围 广，可测量固态 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 中 0％ ～ 100％碳和硫 METALYT CSIO00RF结构 紧凑，操作 简便，维护维修方便。性能价格比最优，比 同类型仪器的价格低 30％ 左右。 综 E所述我们认为 MFrAI．YT CS1000RF 是一种快速，准确，稳定，可靠且价格合理 的很有实用价值的碳硫 自动分析仪。 (收稿 日期：l哪 一叮一16) 维普资讯 http://www.cqvip.com