1、真空蒸餾預富集電感耦合等離子體發射光譜法測定鉑         11-04-22 11:48:00     編輯：studa20                作者：朱茜 鄧飛躍 彭穗 楊春玉 丘克強【摘要】  建立了真空蒸餾預富集電感耦合等離子體發射光譜法測定鉛試樣中微量鉑的方法。在真空條件下，利用Pb和Pt在較高溫

2、度下蒸汽壓的差別進行分離，富集后的鉑溶解制成溶液后進行電感耦合等離子體發射光譜檢測，實現了真空密閉回收鉛。針對試樣的特點，對真空蒸餾方法理論上的可行性進行研究。結果表明：在蒸餾溫度為1250 K，真空度為30 Pa，蒸餾時間為3 h條件下，鉑的富集分離效果最好，可富集至99.01%以上。線性范圍為0.02320 mg/L，檢出限（3）為0.0069 mg/L，對樣品測定的相對標準偏差為1.7%（n=6）。用本方法對樣品中加入的鉑標準溶液進行了測定，回收率為99.8%103.0%。本方法簡便快速、無污染，已應用于廢電路板貴金屬冶余物料中鉑的測定。 【關鍵詞】  真空蒸餾預富集； 電感耦

3、合等離子體發射光譜； 鉑； 鉛Abstract  A method was established for the determination of platinum in lead samples by ICPAES after separated and enriched by vacuum distillation. Under the condition of vacuum, platinum and lead can be separated at high temperature because of their different vapor pressures. Th

4、e enriched platinum was determined by ICPOES after dissovled, and also lead was recovered in vacuum. Theoretical feasibility of the vacuum distillation method and the influence factors such as temperature, time and pressure have been studied. The results indicated that content of platinum in residue

5、 is higher than 99.01% under the conditions of temperature of 1250 K, pressure of 30 Pa and time of 3 h. The detection limit (3) was 0.0069 mg/L with relative standard deviations of 1.7%. A wide linear range of 0.02320 mg/L and the recovery of 99.8%103.0% were obtained.Keywords  Vacuum distilla

6、tion separation and enrichment; Inductive coupled plasma atomic emission spectrometry; Platinum; Lead1  引  言    鉑具有獨特的物理性能及化學性質，廣泛應用于現代科技及生產的各個領域。鉑在地殼中的含量甚微，二次資源中的鉑含量遠比自然界巖石礦物中鉑的含量高，具有很高的回收利用價值1,2。在二次資源中鉑族金屬回收研究工作中，需要測定提取鉑后剩余物中鉑的含量。電感耦合等離子體發射光譜法（ICPES）由于具有檢出限低、精密度好、干擾水平低、線性范

7、圍寬等優點,已成為元素分析中的常用方法 3，樣品涉及環境、化工、材料、生物、礦產等廣泛領域。由于本實驗的樣品中主體是鉛，而鉑含量極低，需要通過有效的富集分離手段，純化富集待測物和除去基體干擾才可直接測定樣品中鉑的含量。真空蒸餾法是在真空條件下，利用不同金屬在同一溫度下蒸汽壓的差別對其進行分離，是一種簡單高效、低能耗、清潔地分離富集貴金屬的方法1。本實驗利用Pb和Pt在同一溫度下蒸汽壓的較大差別進行真空分離，并系統研究了蒸餾溫度、蒸餾時間和真空度對分離富集效果的影響，建立了ICPES測定鉛試樣中微量鉑的方法。2  實驗部分2.1  儀器與試劑   

8、; 實驗所用蒸餾裝置如圖1所示。主要設備包括自制真空電阻爐、真空泵、麥式真空表和TCW32B型智能化數顯溫控儀。 電感耦合等離子體發射光譜儀（美國Perkin Elmer公司），工作條件：功率為1300 W，霧化氣流量0.80 L/min，輔助氣流量0.20 L/min，Pt檢測波長265.945 nm。    本實驗的PbPt合金選用分析純的金屬Pb和純度為99.95%金屬Pt配制。    1.0 g/L鉑標準貯備液：稱取光譜純金屬鉑0.1000 g，溶于王水中，加入0.2 g NaCl，于水浴上蒸干； 加3 mL HCl

9、，反復蒸干兩次；加入10 mL HCl和20 mL水，溶解后定容至100 mL。使用前逐級稀釋成5 mg/L的標準工作溶液。實驗用的各種試劑均為優級純或分析純，實驗用水為二次蒸餾水。2.2  實驗方法Pt合金 將10 g配制好的PbPt合金置于耐高溫材料制成的坩堝中，放入真空蒸餾爐，抽真空，升至適當溫度恒溫一段時間，降溫，收集冷凝器上的冷凝鉛及坩鍋中的蒸余物，稱重并按以下公式計算Pb脫除率（b）及蒸余物中Pt含量(CPt)。RPb（）=×（m2m1）10（）t（）=×10（m2m1）（）式中， m1為蒸餾前冷凝器的質量（g）； m2為蒸餾后冷凝器的質量（

10、g）； w1為樣品中Pb的質量分數； w2為樣品中Pt的質量分數。稱取10 g樣品于耐高溫材料制成的坩堝中，在最佳實驗條件下進行真空蒸餾，降溫冷卻后將坩堝取出。直接向石英坩堝中加35 mL王水，在電熱板上加熱至坩堝中的金屬小顆粒溶解，然后將溶液轉移到50 mL燒杯中，在電熱板上蒸發至小體積；以蒸餾水定容到25mL，用ICPES測定Pt的含量，并計算回收率。 3  結果與討論3.1  真空蒸餾預富集原理    真空蒸餾分離PbPt試樣是在真空條件下，利用Pb與Pt在相同溫度下蒸汽壓的差別進行分離。純物質的蒸汽壓與溫度的關系可由式（）表示

11、：lgP=ATlgT+CT+D(3)式中： 為純物質的飽和蒸汽壓， A， B， C和D為蒸發常數。    從相關手冊1查得Pb與Pt的蒸汽壓參數，代入上式，分別得到Pb與Pt的蒸汽壓(毫米汞柱)計算公式，然后根據這些公式，將蒸汽壓單位轉換為Pa，分別繪制Pb和Pt的lgT曲線, 如圖2所示。由圖2可見，隨著溫度升高，Pb和Pt蒸汽壓都增大；在相同溫度下，Pb的飽和蒸汽壓遠高于Pt的飽和蒸汽壓。在11001250 K之間，    Pb/P*Pt約為1013，Pb比Pt更易蒸出。因此，在真空條件下，控制適當溫度，Pb和Pt分離是可能的，P

12、b優先蒸發成氣相，Pt殘留在蒸余物中，達到分離提純的目的。3.2  蒸餾溫度對分離效果的影響    控制真空度為30 Pa，將所配制的含10% Pt的PbPt合金，分別于1100, 1150, 1200和1250 K恒溫蒸餾3 h，考察蒸餾溫度對Pb脫除率及蒸余物中Pt含量的影響。    由圖3可知，在11001150 K范圍內，隨溫度升高，Pb脫除率明顯增大；當溫度高于1150 K后，Pb脫除率提高趨勢變緩；蒸余物中Pt含量隨溫度升高而增大。綜合考慮，為了得到較純的金屬Pt，蒸發溫度選取1250 K較為合適。此時，Pb脫除率為99.9%，直接回收并得到純金屬Pb；同時，Pt含量也由原料中的10%富集至99.2%，分離提純Pb及富集Pt的效果顯著。3.3  蒸餾時間對分離效果的影響3.4  真空度對分離效果的影響    在1250 K時，Pb的臨界壓