白艷紅

（內(nèi)蒙古化工職業(yè)學(xué)院，內(nèi)蒙古呼和浩特 010070）

在重有色金屬的化學(xué)分析工作中，有化學(xué)分解、分離、測定三項(xiàng)基本步驟。必須注意的是，重有色金屬化學(xué)分析中的化學(xué)分離作用能夠掌握待測微量化學(xué)組分的具體狀況，在整個重有色金屬化學(xué)分析工作中，化學(xué)分離是必不可缺的重要組成部分，涉及內(nèi)容廣泛，科學(xué)研究價值極高。

1 實(shí)現(xiàn)元素狀態(tài)的準(zhǔn)確分離

對于重有色金屬的陽離子，可以運(yùn)用足量的還原劑進(jìn)行還原，從而使陽離子轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)元素狀態(tài)。這種分離方法雖然不是最主要的重有色金屬分離技術(shù)之一，卻在特定的化學(xué)分析工作中非常普遍，效果也十分顯著。例如在測定化學(xué)元素鉛時，可以通過添加足量的鹽酸滴液，運(yùn)用鹽酸滴液極譜法。對于銅、砷等重有色金屬，可以采用還原劑鐵粉將其還原為元素狀態(tài)。對于堿金屬的硼氫化物，通常會等到錫、砷等金屬元素，在形成氫化物之后，運(yùn)用原子吸收法準(zhǔn)確測定AsH3。必須注意的是，對于硼氫化鈉來說，在其分離過程中，必須對具體應(yīng)用加以應(yīng)有的重視。調(diào)制pH為5.6的溶液，然后用硼氫化鈉可實(shí)現(xiàn)鉛元素的還原，實(shí)現(xiàn)鉛元素與鍶、鋇元素的分離以及鉛與鋅的分離。

2 重有色金屬化學(xué)成分的揮發(fā)與蒸餾

在還原錫石的過程中，應(yīng)使用足量的鋁粉一氯化銨，實(shí)現(xiàn)化學(xué)揮發(fā)，這樣能夠除掉里面所含的砷。相反的是，碘化銨與含錫試料進(jìn)行混合后再加熱處理，從而使其中所含的錫轉(zhuǎn)變?yōu)榈饣锏臓顟B(tài)，并與其他元素相分離，其中的砷等元素會在全部揮發(fā)后與錫元素保持共存。一般情況下，如果所處環(huán)境溫度是100 ℃，持續(xù)為高純錫中通入適量的氯氣，就能夠使主體金屬被揮發(fā)和清除，運(yùn)用光譜法進(jìn)行檢測可以得知化學(xué)物質(zhì)殘?jiān)猩星掖嬖?0多種化學(xué)雜質(zhì)元素。運(yùn)用碘量法能夠?qū)︺~與硫酸鉛實(shí)施沉淀并進(jìn)行準(zhǔn)確測定，銻元素和錫元素必然會給分離工作造成一定的干擾。

3 重有色金屬化學(xué)成分的沉淀分離

3.1 重有色金屬化學(xué)成分沉淀分離

在沉淀分離中，用硫酸鉛鉀復(fù)鹽來沉淀鉛元素能夠使其和礦石中所包含的其他元素相分離，卻無法使鉛元素與鋇元素、鍶元素等完全分離。因此，在沉淀處理過程，可以先對EDTA（英文名Ethylenedinitrilo，化學(xué)名稱：乙二胺四乙酸）介質(zhì)采用硫酸鉀來沉淀鋇元素，接著，通過加入適量的硫酸予以酸化處理，從而達(dá)到鉛元素的分離，避免發(fā)生混晶析出問題。其次，使用氫氧化銨能夠使鐵元素、銅元素和鋅元素被分離。如果其中包含碳酸鈉，就可以通過加入氫氧化銨來實(shí)現(xiàn)鉛元素和銅元素的沉淀分離。需要注意的是，在運(yùn)用碘量法來測定銅元素時，需要通過加入氫氧化鈉來實(shí)現(xiàn)銅元素的沉淀，然后再分離鎢元素。在pH達(dá)到5.5的溶液里，可以添加適量的氧化鋅懸浮液，這樣能夠讓其中所包含的鐵元素、鋁元素等轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的氫氧化物，完成與鈷元素、鎳元素的完全分離。需要注意的是，當(dāng)前在分離重金屬的過程中，運(yùn)用有機(jī)試劑（如丁二肟）已非常普遍和廣泛，例如運(yùn)用丁二肟來沉淀鎳元素，使其與許多化學(xué)元素相分離，而且，其他肟類的分離性質(zhì)基本都相同。在溶液的pH處于3.0～7.5的條件下，運(yùn)用適量的嗎啉-4-碳化二硫代羧酸鹽來沉淀銅元素，能夠與其他的重有色金屬實(shí)現(xiàn)完全分離。

3.2 重有色金屬化學(xué)成分共沉淀分離

在重有色金屬化學(xué)成分共沉淀分離處理中，如果存在EDTA（英文全稱：Ethylenedinitrilo，化學(xué)名：乙二胺四乙酸），就要以鈹鹽為主要載體，通過添加適量的氫氧化銨實(shí)現(xiàn)錫元素的共沉淀，可以使其和鎢元素、銅元素相分離。在添加了氯化銨的水溶液中，以重金屬鐵為載體發(fā)揮共沉淀作用能夠?qū)崿F(xiàn)銅元素、鋅元素和鎘元素的相分離。不可忽視的是，pH環(huán)境具有多樣化特征，在不同的pH溶液中，能夠運(yùn)用氫氧化鐵實(shí)現(xiàn)銀元素、錫元素的共沉淀。如果pH在7.9～9.5，氫氧化鐵溶液會吸附重金屬中少量的鈷元素。如果硝酸鉀和高氯酸鈉并存于堿性溶液里，氫氧化鋯能夠?qū)崿F(xiàn)與微量的鈷元素共沉淀，同時，這種沉淀時常會復(fù)溶于經(jīng)過酸化處理的氫氧化銨中，實(shí)現(xiàn)載體元素與鋯元素的相分離。此外，氫氧化鎳能夠?qū)︿X金屬中所含的銅元素和鋅元素進(jìn)行共存。

3.3 實(shí)現(xiàn)化學(xué)重金屬元素的均勻性沉淀分離

在重有色金屬的沉淀分離中，均勻性沉淀分離也較為常見。在酸溶液和堿溶液中，硫代甲酰胺和硫代乙酰胺能通過發(fā)揮水解作用來不斷析出其中的硫化氫，同時，可以實(shí)現(xiàn)部分金屬離子的均勻性沉淀。其次，在鹽酸等介質(zhì)中，硫代乙酰胺能夠?qū)﹀a元素進(jìn)行非常均勻的沉淀。另外，以鉬元素為主要載體，也能夠?qū)崿F(xiàn)鎳基的均勻性沉淀，元素分離效果非常良好。

4 重有色金屬的萃取分離

4.1 重有色金屬的萃取分離

在重有色金屬化學(xué)分析的化學(xué)處理工作中，萃取處理技術(shù)頗為常用。從基本定義來看，萃取是指運(yùn)用各種物質(zhì)在選定溶劑中溶解度的不同，以分離混合物的方法，例如在含有硝酸鈾酰的水溶液中加入乙醚，硝酸鈾酰就從水中轉(zhuǎn)入乙醚中而雜質(zhì)被留在水中?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)研究表明，在重有色金屬多種元素并存的狀態(tài)下，DAM與高分子胺所發(fā)揮的分離作用非常有效。結(jié)合配位基來看，萃取分離能夠全面做好重有色金屬化學(xué)元素有效分離的連續(xù)性工作，對鎘元素、鋅元素等進(jìn)行準(zhǔn)確檢測。試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：運(yùn)用重量為1g的DAM氯仿溶液，能夠?qū)崿F(xiàn)150mg鈷元素的一次性萃取，其萃取率高達(dá)99.5%，而且，其中的鎳元素也不會受損失[1]。以此為基礎(chǔ)，可對鎳中所含的微量鈷元素含量予以準(zhǔn)確測定，在對于反萃取的處理工作中，將這些微量鈷元素作為高含量鈷元素所對應(yīng)的絡(luò)合滴定。其次，在重有色金屬化學(xué)分析的化學(xué)處理工作中，高分子胺的分離效果和使用價值極高。如果選用的萃取劑是N-235，在鎳元素中運(yùn)用萃取得到鋅元素以后，可以繼續(xù)通過添加高氯酸來測定鎳電解液中所含的鋅元素?？v觀無機(jī)配位劑，不難看出錫元素所對應(yīng)的碘絡(luò)合物在使用苯完成萃取之后，加入適量的氫氧化鈉反萃取錫元素，最終能夠?qū)崿F(xiàn)和其余元素的分離。

4.2 重有色金屬的交換萃取分離

在重有色金屬的交換萃取實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)工作人員通常是將分離與光度法充分結(jié)合使用，從而有效完善萃取方法，提高萃取效果，簡化實(shí)驗(yàn)流程，這種萃取方法還具備一大優(yōu)勢——能夠在大量不同金屬元素中準(zhǔn)確測定少部分微量元素。一般情況下，運(yùn)用無色無味的銅試劑鉛能夠全面萃取銅元素。這種方法在鈷元素和鎳元素的分離實(shí)驗(yàn)中得以成功應(yīng)用，效果極為良好，在后續(xù)實(shí)驗(yàn)工作中的應(yīng)用也非常廣泛且普遍。如果運(yùn)用氯仿溶液作減色法來測定汞元素含量，就需要在原溶液中加入適量的2-羥基-4-對甲氧基苯酮，這樣能夠加強(qiáng)試劑對于所處環(huán)境中的光的敏感度，并提升穩(wěn)定性[2]。

4.3 重有色金屬的協(xié)同萃取以及共萃取

在重有色金屬的化學(xué)分析工作中，通常是以鈷鎳為協(xié)同萃取對象，舉例而言，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，如果選用的萃取劑是TTA，與此同時，所選用的協(xié)同萃取劑是胺類，就能夠?qū)︹捲睾玩囋貙?shí)施萃取分離。不可忽視的是，因?yàn)樵谳腿?shí)驗(yàn)中，普遍存在常量組分現(xiàn)象，所以微量組分所對應(yīng)的萃取結(jié)果就很有可能出現(xiàn)增大或者減小。萃取實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：重有色金屬的協(xié)同萃取與共萃取相比之下，不是最常用的重有色金屬分離技術(shù)方法。

5 重有色金屬的離子交換與色層分離

在重有色金屬的分離工作中，離子交換方法、流程以及最終的效果非常重要。在實(shí)驗(yàn)工作中，鹽酸的鋅溶液通常是經(jīng)過陰離子完成交換，而在發(fā)生交換作用之后，會吸附所有的鋅元素，使其與其他的鈷元素、鎳元素等相分離。同時，鹽酸中的鋅、鎘溶液在也會在產(chǎn)生離子交換作用后，使其中所含的鋅元素與鎘元素被吸附，鈷元素、鎳元素等會被分離。其次，對于混合了鹽酸與其他有機(jī)溶劑的流動相，加入樹脂后，能使鎘元素和其他元素相分離。另外，元素分離后，其色層也會分離，不同元素的色層不同[3]。

6 重有色金屬的浮選分離

在重有色金屬化學(xué)分析中的浮選分離主要是指充分發(fā)揮氣泡的作用來實(shí)現(xiàn)微量組分分離目標(biāo)的一種處理技術(shù)。其次，在運(yùn)用膠體的吸附浮選法時，對于鋅元素的吸附工作，可以用氧化鐵完成，從而實(shí)現(xiàn)鉛元素與鎘元素的相分離。與此同時，發(fā)揮石蠟混合液與氧化鐵膠體的共沉淀作用，能夠在高純度的鋅中分離出錫元素。此外，在重有色金屬化學(xué)分析中的分離技術(shù)方法應(yīng)用中，應(yīng)注意把握六項(xiàng)基本要點(diǎn)：

1）充分發(fā)揮化學(xué)元素狀態(tài)分離在個別的化學(xué)分析工作中的顯著優(yōu)勢，例如發(fā)揮AsH3測定的優(yōu)勢。

2）充分發(fā)揮蒸餾分子與揮發(fā)在主體金屬元素分離中的去除中作用，正確操作實(shí)驗(yàn)流程，最終的去除效果非常明顯。

3）在使用沉淀分離的過程中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況與需求選用正確的方式，當(dāng)前沉淀分離主要分為基礎(chǔ)性沉淀分離、共沉淀分離和均勻性沉淀分離等三種方式，這三種沉淀方法的適用對象不盡相同，因而，要嚴(yán)格依據(jù)實(shí)際情況選取最佳沉淀方式。

4）萃取分離方法主要包括基礎(chǔ)性萃取分離、交換型萃取分離以及協(xié)同萃取和共萃取。需要注意的是，相比而言，協(xié)同與共萃取不是最普遍應(yīng)用的分離方法，大多只能滿足特殊情況下的化學(xué)元素分離需求。

5）重有色金屬化學(xué)分析中的離子交換和色層分離均具備良好的吸附作用，因此，在實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)注重發(fā)揮這種作用。

6）因?yàn)楦∵x分離操作是通過發(fā)揮氣泡的作用來實(shí)現(xiàn)微量組分的有效分離，所以在具體應(yīng)用中，應(yīng)注意這種方法屬于輔助分離，要發(fā)揮其輔助性作用[4]。

7 結(jié)束語

在重有色金屬化學(xué)分析的化學(xué)分離實(shí)驗(yàn)過程中，應(yīng)注意實(shí)現(xiàn)元素狀態(tài)的分離，充分發(fā)揮蒸餾分子與揮發(fā)在主體金屬元素分離中的去除作用，正確操作實(shí)驗(yàn)流程，根據(jù)實(shí)際情況與需求選用基礎(chǔ)性沉淀分離、共沉淀分離和均勻性沉淀分離等三種不同沉淀方式。在應(yīng)用萃取分離方法的過程中，應(yīng)正確使用基礎(chǔ)性萃取分離、交換型萃取分離以及協(xié)同萃取和共萃取。在離子交換和色層分離中，應(yīng)發(fā)揮良好的吸附作用。此外，在實(shí)施浮選分離時，應(yīng)發(fā)揮其輔助性作用。