鹽析萃取在貴金屬分析中的研究和運(yùn)用

【摘 要】鹽析萃取為貴金屬萃取的主要方法。本文分析了鹽析萃取貴金屬的原理，在此基礎(chǔ)上，指出了鹽析萃取在貴金屬分析中的應(yīng)用方法及影響因素。從實驗的角度，對硫酸銨-溴化鉀-乙醇體系萃取分離金的方法進(jìn)行了闡述，并對其萃取效果進(jìn)行了觀察，證實了鹽析萃取在貴金屬分析中的運(yùn)用價值。

【關(guān)鍵詞】鹽析萃??；貴金屬；硫酸銨-溴化鉀-乙醇體系

萃取為化學(xué)分離方法的一種。傳統(tǒng)的貴金屬萃取方法，通常以“與水不相容”作為標(biāo)準(zhǔn)，選擇萃取溶劑。采用該方法萃取，效率低、分配系數(shù)小、萃取時間長、效果差。鹽析萃取為新型貴金屬萃取方式的一種，與傳統(tǒng)方法相比，操作更加簡單，值得給予進(jìn)一步的研究，以使鹽析萃取貴金屬方法的應(yīng)用范圍得到拓展。

一、鹽析萃取貴金屬的原理

酸性水溶液中，貴金屬通常呈絡(luò)陰離子的形式。將鹽析萃取的萃取劑加入至酸性水溶液中，萃取劑與酸性水溶液可隨之產(chǎn)生反應(yīng)，形成聚合物或締合物[1]。繼續(xù)加入無機(jī)鹽，部分大分子的疏水性可顯著提高。如萃取劑與無機(jī)鹽的量能夠達(dá)到一定指標(biāo)，分離則可實現(xiàn)。目前，Na2以及CO3等，為貴金屬萃取所應(yīng)用的主要無機(jī)鹽類型。上述無機(jī)鹽與萃取劑融合后，溶液的PH值將有所改變，使得碳酸鹽逐漸沉淀，萃取效果一般較差。將（NH2）2 SO4代替Na2以及CO3作為貴金屬萃取所應(yīng)用的無機(jī)鹽，能夠有效解決上述問題[2]。

二、鹽析萃取在貴金屬分析中的應(yīng)用方法及影響因素

（一）鹽析萃取方法

超臨界萃取，為鹽析萃取貴金屬的主要方法，具有萃取效率高、操作簡單的優(yōu)勢。超臨界萃取要求首先將金屬離子轉(zhuǎn)換為金屬絡(luò)合物。以此為基礎(chǔ)，將其分離。目前，薄層色譜及紅外等技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)，并被應(yīng)用到了鹽析萃取過程中，取得了良好的效果[3]。

（二）鹽析萃取效果的影響因素

1.鹽析萃取劑的類型

鹽析劑屬于鹽析萃取貴金屬的過程中需應(yīng)用的主要物質(zhì)，鹽析劑的種類以及使用量等，均為影響萃取效果的主要因素。Na2CO3、NaCl以及（NH2）2 SO4等，為萃取過程中常用的鹽析劑。幾者相比，Na2CO3具有分相能力強(qiáng)的優(yōu)勢，但如采用該鹽析劑萃取，容易產(chǎn)生碳酸鹽沉淀，萃取效果差。（NH2）2 SO4具有溶解度大的優(yōu)勢，但分相能力較差。有關(guān)人員可視需求選擇鹽析劑。無論采用何種鹽析劑萃取，分相的效果均與鹽析劑的使用量正相關(guān)。后者的使用量越大，前者的效果越好。因此，在無其他限制條件的情況下，可適當(dāng)增加（NH2）2 SO4的使用量，以使之分相效果差的缺陷得到彌補(bǔ)，提高該鹽析劑的應(yīng)用水平。

2.溶液的酸度

除鹽析劑的類型外，溶液的酸度同樣會對鹽析萃取貴金屬的效果造成影響。以分相的過程為例，該過程需將溶液與鹽融合，使兩者反應(yīng)，進(jìn)而將貴金屬分離。在溶液量不變的情況下，溶液的酸度越高，需加入的鹽越多。當(dāng)SO2-4酸度過大，轉(zhuǎn)化為HSO4時，分相的難度會進(jìn)一步加大。實踐研究發(fā)現(xiàn)，將溶液的PH值控制在2--6之間較為適宜。

3.絡(luò)合劑的類型

貴金屬萃取過程中，萃取所針對的物質(zhì)，主要為貴金屬絡(luò)合物。為提高萃取效率及質(zhì)量，合理選擇絡(luò)合劑較為關(guān)鍵。Au（Ⅲ）、Cl-以及I-等，均為有利于絡(luò)陰離子形成的主要物質(zhì)。如采用Au（Ⅲ）作為絡(luò)合劑，必須將Br-及I-與之聯(lián)合應(yīng)用，才可保證萃取的過程能夠有效完成。以乙醇-鹽-水-5-Br-PADAP體系為例，當(dāng)溶液的酸度為4.6時，僅小部分貴金屬離子能夠被萃取，其余Rh（Ⅲ）等，萃取率較高?？梢姡煌慕j(luò)合劑適用于不同離子的萃取。如絡(luò)合劑選擇錯誤，很容易對萃取的效率及效果造成影響。

4.萃取溫度

鹽析萃取貴金屬的過程中，萃取溫度是影響萃取效果的主要指標(biāo)。通常情況下，貴金屬的萃取對溫度的要求不嚴(yán)格，常溫萃取即可。但部分絡(luò)合反應(yīng)具有一定的特殊性，必須適當(dāng)將萃取溫度調(diào)高，才可使反應(yīng)在短時間內(nèi)完成。以貴金屬金的萃取為例，TritonX-100-辛醇體系，為金萃取的主要鹽析體系。常溫萃取，時間較長。將溫度增加至34℃后，可于10min后分相，萃取效率能夠有效提升，萃取率同樣可顯著提高。萃取的加溫方式包括微波與水浴兩種。采用微波加溫6min后，在TritonX-100-辛醇體系下萃取金，萃取率可達(dá)97%。貴金屬銠，采用60℃水浴的方式加溫2min，萃取率同樣能夠達(dá)到97%。與之對比，常溫下萃取劑，萃取率僅為12.4%?？梢?，針對部分金屬，應(yīng)通過加溫的方式縮短萃取時間，提高萃取率。

三、鹽析萃取在貴金屬分析中運(yùn)用方法及效果

以硫酸銨-溴化鉀-乙醇體系萃取分離金的過程為例，對鹽析萃取在貴金屬分析中運(yùn)用方法進(jìn)行了闡述，并對其萃取效果進(jìn)行了觀察：

（一）儀器與試劑

（1）儀器：分光儀、分光光度計、酸度計。（2）濃度為0.01g/L的金標(biāo)準(zhǔn)溶液、分析純無水乙醇、分析純溴化銨及硫酸銨。

（二）萃取方法

（1）準(zhǔn)備金屬離子試劑及無水乙醇，將兩者融合，調(diào)節(jié)溶液的酸度。（2）采用水稀釋，待溶液量達(dá)到10ml時停止。（3）將（NH4）2SO4加入溶液中，0.5min后，觀察分相情況。（4）分相后，將乙醇移除，測量金屬離子的量。（5）計算貴金屬金的萃取率。

（三）分離方法

1.二元混合體系分離方法

（1） 在考慮Au（Ⅲ）萃取率的基礎(chǔ)上，合成二元體系。（2）對比Au（Ⅲ）、Cr（Ⅲ）、Mn（Ⅲ）及Al（Ⅲ）等的分離效果。

2.多元混合體系分離方法

（1） 取Au（Ⅲ）、Cr（Ⅲ）Mn（Ⅲ）及Al（Ⅲ）等分別100μg，加入溶液溶。（2）觀察Au（Ⅲ）的萃取率。

（四）萃取結(jié)果及分析

通過對萃取效果的觀察發(fā)現(xiàn)，取50μg的Au（Ⅲ）萃取貴金屬金，萃取率可達(dá)99.8%，表明，硫酸銨-溴化鉀-乙醇體系可使Au（Ⅲ）得到就很好的分離，將該體系應(yīng)用到貴金屬金的萃取過程中，效果較好。

（五）討論

通過對硫酸銨-溴化鉀-乙醇體系萃取分離金實驗的觀察發(fā)現(xiàn)，硫酸銨的使用量、溶液的酸度及KBr與KCl屬于影響Au（Ⅲ）的主要因素。當(dāng)硫酸銨的使用量為23μg時，Au（Ⅲ）為90.3%。適當(dāng)增加硫酸銨的使用量，使溶液的濃度得以提升，Au（Ⅲ）的萃取率可達(dá)到100%。當(dāng)各離子的使用量均為50μg時，PH=1時，Au（Ⅲ）的萃取率為59%。隨著PH值的增加，Au（Ⅲ）的萃取率隨之提升。表明，溶液的酸度是影響鹽析萃取貴金屬萃取率的主要因素。通過對KBr與KCl對Au（Ⅲ）萃取率的影響的觀察發(fā)現(xiàn)，當(dāng)KBr濃度為0.01/ml，KCl溶液為0.01g/ml時，兩者的萃取率分別為44%及25.6%。當(dāng)KBr濃度為0.03/ml時，萃取率達(dá)到最高，為100%。當(dāng)KCl濃度為0.04/ml時，萃取率達(dá)到最高，為82.5%。可見，采用KBr在硫酸銨-溴化鉀-乙醇體系下萃取金，萃取率更高。表明，鹽析劑的類型對貴金屬萃取率的影響較大。

四、結(jié)論

鹽析萃取貴金屬的過程中，應(yīng)根據(jù)萃取的目的，合理選擇鹽析劑及絡(luò)合劑。同時，將溶液的酸度控制在一定標(biāo)準(zhǔn)下，以使萃取率得以提升。另外，考慮到萃取溫度對萃取率的影響，可根據(jù)萃取金屬種類的不同，采用水浴或微波的方法，使萃取溫度得以提升，提高萃取率。

作者簡介：楊通通（1996-），男，甘肅通渭，地址：遼寧省錦州市科技路19號渤海大學(xué).單位：渤海大學(xué).職務(wù)：學(xué)生，學(xué)歷：本科。

參考文獻(xiàn)：

[1]袁萬里，靳超，馬天明.金屬載體催化轉(zhuǎn)化器貴金屬含量檢測中的被測溶液溫度對吸光度影響的分析與研究[J].摩托車技術(shù)，2017，（04）：57-61.

[2]陳雯，趙文虎，金婭秋.原子吸收光譜法測定貴金屬合金中的鉻[J].貴金屬，2016，37（02）：65-69.

[3]段江山.對比分析微波密閉消解法與傳統(tǒng)分解法在貴金屬處理中的應(yīng)用[J].硅谷，2014，7（16）：70+63.endprint