Методика определения золота в горных породах и природный водах методом полярографии с накоплением

ИЗВЕСТИЯ

ТОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА им. С. М. КИРОВА

Методика определения золота в горных породах

и природных водах методом полярографии с накоплением

Н. л. КОЛПАКОВЛ, А. Г. СТРОМБЕРГ, Н. И. БЕЛОУСОВЛ

Одной из основных задач, поставленных сегодня перед аналитика-ми, является разработка простой, быстрой и высокочувствительной методики определения нанограммовых количеств золота в различных объектах.

Целью данной работы было разработать методику определения нанограммовых количеств золота в рудах и природных водах методом пленочной полярографии с накоплением на графитовом электроде (Г1ПН).

До сих пор основным методом для определения золота в этих объектах оставался спектральный метод с предварительной сорбцией золота на каком-либо адсорбенте [1—4]. Чувствительность методик не превышала ОД мкг/л. Изучению полярографического поведения золота на графитовом электроде посвящен ряд работ ^[5—9].

Основное содержание этих работ состоит в выборе наиболее удобного фона для определения низких концентраций золота. В основном авторы предлагают азотнокислые и хлоридные фоны. Однако при поля-рографировании золота в концентрациях меньше, чем 10~7 г-ион/л, в этих растворах нам не удалось получить достаточно воспроизводимых пиков. Зубцы золота в этом случае росли не пропорционально концентрации и со временем исчезали совсем. Выяснить причину такого поведения золота в солянокислых и нитратных растворах нам не удалось.

Хорошо воспроизводимые анодные пики золота были получены на фоне бромистого калия. При этом зависимость тока пика золота от концентрации ионов в растворе линейна в широком интервале концентраций (рис. 1).

Кулонометрически было найдено, что анодный пик золота в бро-мидных растворах обусловлен ионизацией золота до одновалентного, которое при более положительных потенциалах переходит в трехвалентное. Зафиксировать анодный пик трехвалентного золота в бромидных растворах не удалось, так как он, видимо, маскируется разрядом ионов фона.

При низких концентрациях бром-иона диффузионная ветвь анодного пика золота выражена плохо (рис. 2). Это, вероятно, связано с тем, что переход одновалентного золота в трехвалентное начинается в этом случае при более отрицательных потенциалах.

Было замечено также, что при подкислении фона бромистоводо-родной кислотой анодный пик золота несколько увеличивается. В результате проведенных исследований наиболее оптимальным оказался фон 1 МКВг + 0,03 Н НВг. Электрорастворение золота на этом фоне происходит в интервале потенциалов +0,5—[-0,6 в от. к. э. Величина

Ij

У

о

4•

о'

09 И 5.7 0.6 05 ilh Oi

о

/

f S.f J4.4 Ш Ш

/

Рис. 1. Зависимо! ть тока электро-растворения золота от концентрации нонов в растворе на фоне 1 М КВг+ 0,03 II НВг. Условия опытов: т = К) мин, №'--200 ма/лши. —0,2 в.

с

Сл-0"

sjm т

Рис. 2. Анодные поляризационные кривые золота при различных концентрациях бромистого калия. Условия опытов: 1 — 0.4 М КВг, 2 — 0,6 М КВг, 3—1 М КВг, № = 200 мв!мин, т- —10 мин, Саи = 5- Ю-8 г-ион/л.

максимального анодного тока зависит от потенциала электролиза. Смещение потенциала в катодную область до —0,2 в от. к. э. сопровождается ростом тока электрорастворения. Дальнейшее увеличение катодной поляризации не влияет на характер анодных полярограмм. Определению золота на фоне 1 М КВг+ 0,03 Н НВг не мешает большинство более электроотрицательных элементов: ртуть, серебро, медь, свинец, висмут и др.

На основании проведенных исследований разработана следующая методика определения золота в рудах, минералах и природных водах. Аппаратура и методика эксперимента аналогичны описанным в ра -боте [10].

Навеску тонкоизмельченноп руды весом 1—'25 г1 обжигают в муфеле при температуре 500—600° С. При этом полностью выгорает углерод и железо переводится в нерастворимую форму. Затем пробу растворяют в царской водке и фильтруют через фильтр, промывая осадок водой. Полученный фильтрат упаривают до влажных солей. 100 мл анализируемой природной воды упаривают до влажных солей при температуре 70—80° С. Осадок, если цвет его имеет желтый или коричневый оттенок из-за наличия органических примесей, прокаливают в муфеле при температуре 500—600° С. Дальнейший анализ руды и природной воды аналогичны. К горячему осадку по каплям приливают 5—10 мл фона (1 МКВг + 0,03 ННВг)2. Раствор кипятят для лучшего растворения

1 Если анализируется порода, где золото находится в рассеянном состоянии, следует брать большую навеску (можно 25 г). При анализе минералов достаточно навески 1 л

2 Все используемые в работе реактивы очищались электрохимически.

9 3;-,к;и 3720 129

Ход анализа

золота, продувают азотом и полярографируют. Электролиз золота ведут при потенциале —0,2 в в течение 3—10 мин.

Описанную выше методику определения золота очень удобно сочетать с разработанной нами ранее экстракционно-полярографической методикой определения серебра и ртути [10].

При экстракции серебра и ртути раствором дитизона полностью экстрагируется и золото. Как было выяснено [10], при реэкстракции ртути и серебра золото практически не реэкстрагируется и остается в органической фазе. Органическую фазу разлагают при температуре 200— 250° С, добавляют 5—10 мл фона и полярографируют при описанных выше условиях. В табл. 1 и 2 приведены результаты анализа некоторых

'Г а б л и ц п 1

Результаты определения золота методом ППН в некоторых природных водах

Условия опытов: время электролиза 1—20мин.. скорость изменения потенциала !ООч-сОО мв/мин. Чувствительность прибора 1  10~10—П  №~9 а/мм

Соленой состан пробы Сухой остаток Минерализация Найдено золота Относительная ошибка ППН

химико-спектр., ППН

мг л СЛ л мкг л мкг л С>0

рюо^С^ЗО.!

Са4(№4оМё2о НСО^ГЛ^О^ МаеоСазоМ^ю БО^з С1 НС О 25 (N3 + 3095

с^бо^_

(N а+К) 95

_с:1(1>

(Ыа + КЬз БО^ С1}5 НСО14 Са12^а+К)7&М£1з

С128 ПСОгэ

(Ыа+К)92 ' 56

Са40М£2о (№+К)4

0,8

К8

183,а

2,4

0,700

0,002

2,0

0,5

0,6

60,0

100

20

2,4

0,2

80

0,1 0,1 2,3 0,1

0,2

46

0,009

0,00,':

2,7

0,003

0,008

0,007

0,010

Г)3

Таблица 2

Результаты определения золота методом ППН в рудах

Условия опытов: навеска 1-—25 г, время электролиза !—10 мин., чувствительность прибора 1 • 1-0 10—10"9 а/мм, XV = 100—500 мв/мин.

14.1 18,7

16.5 17,3 12,0

15.2 8,7

10.6

Тип исследуемой руды Найдено Относит, ош нбка ППН

химико-спектр. ППН

%Л0" ?оЛ0° %

Свинцовый глет 2,6 3,0 11.1

Цинковая обманка 0,15 0,28 12,0

Пиритово-кварцевая 7,8 8,0 7,5

Зола растений 12,0 12,0 8,0

в рудах составляет 10"7—10~8%, в водах 0,01—0,002 мкг/л. Относительная ошибка определения не превышает 20%. Полученные нами результаты анализа удовлетворительно согласуются с данными химико-спектрального метода по методике авторов [1].

Выводы

Разработана методика определения золота в горных породах и природных водах методом ППН. Чувствительность методики составляет 0,01—0,002 мкг/л (10~7—10~8%). По разработанной методике можно одновременно анализировать ртуть, серебро и золото.

Л И Т Е Р А Т У Р А

1. Н. И. Бродская, И. П. Вы чужан и на, А. Д. Миллер. Ж. прикл. химии, 40, 4, 1967.

2. А. Д. Миллер, А. П. К а р а в а й к о в а. ВИТР, серия «Обмен опытом», 41, я., 1961.

3. И. Ю. Соколов, М. М. К о п ы л о в а, Э. И. Г а л и ц и н а, Т. С. Корчагина. В сб.: «Новые методы анализа химического состава подземных вод», М., 1967.

4.Х. А р х и п о в а, П. А. П р и х о д ь к о. У.^бек. геологич. журнал, АН СССР 4 1965.

Ve.'i acobs. Analyt. Chem., 35, 13, 1963.

6. Takayashi Vashimori, Masao Arakawa, Tsudio Takeuchi. Talanta, 12, 2, 1965.

7. M. Tanaka. Japan. Analyst, 12, 897, 1963.

8. I. Е.Наггаг, F. B.Stephens. I. Elect. Chem., 3, 112, 1962.

9. В. Б. Б e л я в с к а я . Пленочная вольтамперометрия металлов. Диссертация, Донецк, 1967.

10. М. А. Колпаков а, А. А. К а п л и н, А. Г. С т р о м б е р г, ЖАХ, 23, № 5, стр. 065, 1968.