СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ОСМИЯ

Изобретение относится к способам выделения осмия сорбцией и позволяет повысить сте-пень извлечения осмия за счет более высокой емкости сорбента. Осмий (VI) выделяют из кислых растворов путем сорбции на полиэтилене. Десорбцию осмия ведут смесью концен-трированных азотной и соляной кислот при повышенной температуре. 3 з.п. ф-лы, 6 табл. 1 ил.

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к анализу природных мате-риалов, и может быть использовано при очистке и выделении осмия из рудных материалов и производственных растворов сорбцией.
Целью изобретения является повышение степени извлечения за счет более высокой сорбционной емкости сорбента.
Пример 1. Объемную емкость полиэтилена по отношению к ионам осмия (VI) опре-деляли из Iн растворов H2SO4, HNO3, HCI и едкого натрия. Для этого к 20,0 мл для каждого из указанных растворов вводили по 3,0 г измельченного в виде квадратиков полиэтилена и осмата натрия, содержащего 20,0 мг осмия (VI). Полученные растворы, состоящие из твер-дых и жидких фаз, нагревали в течение 2,5 ч на кипящей водяной бане. Далее охлаждали, разделяли фазы и в растворах определяли содержание осмия (VI) фотометрически.
Результаты анализов по определению объемной емкости полиэтилена по отношению к осмию (VI) представлены в табл.1.
Как видно из табл.1, наибольшее количество осмия (VI) сорбируется на полиэтилене из Iн растворов серной и азотной кислот.
В 1 н. НСI образуются прочные плохо сорбируемые на полиэтилене хлоридные ком-плексы осмия (VI).
Определение объемной емкости полиэтилена по отношению к иону осмия (VI) в ста-тических условиях в указанных выше средах при комнатной температуре в течение 20 сут давали такие же результаты, что и при нагревании в течение 2,5 ч при температуре 90-95°С.
На чертеже представлено отделение Оs (VI) от других металлов сорбцией полиэтиле-ном при 100°С в течение 2-х ч в зависимости от кислотности среды, где кривая 1 - сорбция осмия, а кривая 2 - сорбция других металлов.
Пример 2. На чертеже представлены возможности отделения осмия (VI) от суммы не-благородных металлов Fe, Co, Ni, Al, Cr, Zn, Mn, Cu, Cd, Bi, Cu, Mo, W, V, Mg, щелочных и щелочноземельных металлов и от благородных металлов по указанной методике.
Кривая 1 (чертеж) соответствует сорбции 500 мкг осмия (VI), а кривая – 2 сорбции благородных и неблагородных металлов полиэтиленом при нагревании в течение 2 ч при 90-950С. Как видно, осмий (VI) может сорбироваться в широком интервале рН от 4 н. рас-твора H2SO4 до рН 12, в то время как неблагородные металлы при этом не сорбируются и остаются в водной фазе.
Таким образом, химическое свойство осмия (VI) к образованию кислородсодержаще-го иона, т.е. иона OSO , который способен к избирательной сорбции полиэтиленом, поз-воляет отделение этого металла от других химических элементов.
Пример 3. На основе экспериментальных данных нами разработана следующая мето-дика отделения осмия (VI) от других элементов. В колбе на 100 мл смешивают растворы нитратов и хлоридов благородных и неблагородных металлов с раствором осмата натрия с содержанием благородных металлов по 500,0 мкг (0,5 мг) и содержанием неблагородных металлов по 1,0 мг, создают кислотность однонормальной HNO3, и вводят 3,0 г измельчен-ного полиэтилена. Полученный таким образом состав нагревают в течение 2-2,5 ч на водя-ной бане при 90-950С. После охлаждения отделяют раствор фильтрованием. Для определе-ния содержания элементов в полученном фильтрате, к нему добавляют нитрат железа (III) с содержанием Fe (III) 0,3 мг-ат. Осаждают гидроксид Fe (III) действием едкого натрия при рН=9,5 и выдерживают раствор над осадком в течение 30 мин, перемешивая раствор с осадком. При этом благородные и неблагородные металлы, осаждаясь, концентрируются на гидроксиде железа (III). Осадок отделяют от раствора центрифугированием, высушива-ют его и готовят к спектральному анализу. Сухой концентрат смешивают со спектрально-чистым углем, вносят в кратет угольного электрода и подвергают спектральному анализу фотографическим методом. По интенсивности полученных спектральных линий элемен-тов находят их содержание в концентрате.
Результаты анализов по химико-спектральному определению элементов после их от-деления от осмия (VI) сорбцией полиэтиленом приведены в табл. 2 (n=5, P=0,95).
Пример 4. В анализируемый раствор объемом 25 мл, содержащий 510-3М по отноше-нию к осмию и 0,1 М по соляной кислоте вводят 0,3 г полиэтилена и нагревают на водяной бане при 1000С в течение 120 мин. Отделяют полиэтилен с сорбированным осмием от рас-твора. Десорбируют осмий царской водкой при нагревании и в полученном растворе определяют содержание осмия фотометрически с помощью циклогексилбензилдитиокар-баминататриэтиламмония (ЦГБДТК) и рассчитывают сорбционную емкость (СЕ) полиэти-лена по осмию.
Результаты анализов по определению СЕ полиэтилена по осмию приведены в табл. 3.
Сравнение полученных данных по сорбции осмия из 0,1 М раствора HCl полиэтиле-ном (СЕ=4,34 ммоль/г полиэтилена) с ранее полученными данными по сорбции осмия ПАН-МВП-волокном из 0,1 М раствора HCl (СЕ=2,2 ммоль/г волокна) показывает, что по-лиэтилен обладает более высокими сорбционными свойствами.
Из результатов анализов по определению сорбционной емкости полиэтилена по ос-мию из 1,0 М раствора HCl видно, что (СЕ=3,5 ммоль/г полиэтилена), а из растворов 1,0 н. H2SO4 и 1,0 н. HNO3
Сорбционная емкость еще больше (табл. 1). В тех же условиях, то есть из 1,0 М рас-твора HCl сорбционная емкость ПАН-МВП равна (СЕ=2,0 ммоль/г волокна).

Пример 5. В кольбы на 100 мл вводят 25 мл раствора 1,0 М по NaCl, содержащий 510-2М (5 ммоль) осмия, и вводят в анализируемый раствор 0,3 г полиэтилена, и анализируе-мые смеси выдерживают в контакте в течение 15 сут, временами перемешивают их на ме-ханическом смесителе. Концентрат, состоящий из полиэтилена и сорбированного осмия, отделяют от растовра фильтрованием. В аликвотных частях фильтаров содержание осмия определяют фотометрически тиомочевинным методом и рассчитывают сорбционную ем-кость полиэтилена по осмию из 1,0 М раствора NaCl. Результаты анализов приведены в табл. 4.
Пример 6. Исследование зависимости процента извлечения осмия при его десорбции из состава ПАН-МВП от концентрации соляной кислоты показало, что 80-90% осмия де-сорбируется концентрированной соляной кислотой. Как видно, полного извлечения осмия не достигается. Изучение десорбции осмия из состава полиэтилена раствором «царской водки» является почти полным (98-99%) по результатам анализов, приведенных в табл. 5.
Следует отметить, что с полиэтиленом после десорбирования осмия можно провести повторную сорбцию осмия в тех условиях, где протекает этот процесс, т.е. из раствора 4 н. по H2SO4 и HNO3 и растворов рН 1,0-13,0. Из волокон ПАН-МВП осмий десорбируют концентрированной HCl.
Технико-экономическая эффективность способа заключается в том, что сорбционная емкость полиэтилена по осмию (VI) в 1,5-2,0 раза выше, что позволяет повысить степень извлечения осмия при тех же затратах.

Симанова С.А. и др. о Комплексообразовании осмия при сорбции МСПВС волокном. Журнал прикладной химии, 1984, №11, с.2469.
Журнал прикладной химии, 1984, №11, с.2464-2469.