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铼的性质及分析方法综述一、 铼的基本性质表1:铼的基本性质一士处口丿元糸符号Re原子系数75相对原子质量186.2g/mol颜色金属铼具有银白色光泽,但粉状的铼呈灰色到黑色之间。熔点3180°C,在金属中仅次于钨(3308°C),属难熔金属。沸点5627°C。密度21.02g/cm3,密度特别大,仅次于铂、锇、铱(22.5g/cm3),这一特性使铼成为铂族金属以外最致密的金属,具有硬度特别大、耐磨、耐腐蚀等性能。导电性电阻率为19.5*10-2Q.mm2/m,是钨的3.84倍。机械性能铼具有很高的强度和良好的塑性,延展性好,易于机械加工,也可抽成很细的丝;铼没有脆性临界转变温度,从极高温度立即转入低温时,其固态结构不发生变化,从低温到高温都能够保持塑性,抗蠕变性能极佳;
铼具有非常高的弹性模量,仅次于铱和锇;铼可以经受冷加工,轧成薄板或拉拔成线材;不能经受热加工,因热加工时,在铼的晶界上会生成低熔点的氧化铼,因此,铼的热变形加工必须在氢气或真空环境中进行;同位素天然铼由^Re和185Re两种同位素组成,^Re为放射性同位素,在天然铼中占62.6%;i85Re为非放射性同位素,占37.2%°i87Re的半衰期为4300万a,放出的射线很弱,不能穿透皮肤,对人体没有伤害。金属稳定性在常温下,铼在空气中是稳定的,但加热至300°C时,铼开始氧化,超过600°C时,反应迅速,粉状铼在空气中易燃烧生成易挥发性的氧化物Re2O7;铼不与H、C、N作用,但在1000C条件下,铼与硫混合反应生成ReS,硫蒸气在升高的温度下与细微的铼粉作用时,则有ReS形成;铼对熔融的锡、锌、银和铜较稳定,但易为铝所侵蚀,并易溶于熔化的镍和铁里。铼与难熔金属和其他金属生成固熔物,如与铂、钼、钨、金等形成合金。在合金中,铼能使铂硬化,使铬、钨和钼软化。所属族系铼是第六周期第⑷B族兀素,其化学性质与同族的锰不同,而与毗邻兀素钨、钼、锇类似。化学活性铼的化学活性取决于聚集状态,粉末状的铼比较活泼。铼的标准电极电势在铜之后,所以铼不溶于稀盐酸和稀硫酸,但在热浓硫酸中能溶解;铼能溶于硝酸生成高铼酸,还能溶于过氧化氢溶液中生成高铼酸;铼在氢氟酸中不受腐蚀,能与氟、氯、溴作用,其反应剧烈程度和达到氧化的程度依次降低。铼也易溶于含氢氧化钠(氢氧化铵)的过氧化氢溶液中生成高铼酸盐。化合价化合价与同族兀素锰一样可以从-1到+7价,在分析化学中以+4价和+7价为最重要,铼(W)的化合物是最稳定的;铼亲氧性很强,氧化物有Re0、Re0、ReO、ReO、Re0。2 2 3 2 3 27氧化物铼能生成三种稳定的氧化物:Re2O7、ReO3和ReO?,其高价氧化物呈酸性,低价氧化物呈碱性。
Re2O7即铼酸酐,熔点297°C、沸点368°C,黄色固体,极易挥发,在220°C以上即挥发,在600°C时离解,溶于水后生成高铼酸,也能溶于乙醇、丙酮、甲醇等有机溶剂中;ReO3是带有金属光泽的红色细结晶物质,不溶于水,在400C时可发生歧化反应;ReO不溶于水和稀酸,但可溶于浓的氢卤酸、硝酸、过氧化氢、液氯和溴水中,易被氧化为高铼酸和高铼酸衍生物。2卤化物铼在400C和一定压力下,铼能与氟作用,生成ReF7,它是七卤化物种唯一稳定的物质。在120°C时铼与氟直接作用生成ReF,ReF66易水解生成二氧化铼、高铼酸和氢氟酸;ReCl是黄色褐色固体,熔点260C、沸点330C,在空气中发烟,在水中水解。5铼的卤化物和卤氧化物均易水解。硫化物铼的稳定硫化物有Re2S7和ReS2两种:ReS是黑褐色物质,不溶于水,能与硝酸作用生成高铼酸及二氧化硫,难溶于碱金属硫化物溶液中,在空气中燃烧,产生白烟(ReO);ReS是黑色固体,在空气中是稳定的,在300C以上空气中氧化成ReO。盐类大部分的咼铼酸盐都易溶于水,钾、铷、铯及铊的咼铼酸盐溶解度较小。资源情况铼属稀散兀素,在地壳中的含量为1x10-7%,铼多伴生于钼、铜、锌、铅等矿物中,主要分布在辉钼矿中有时也痕量分布在某些铜矿物中,很难单独利用。现今发现的含铼矿物主要有辉钼矿和铜铼硫化矿CuReS)两种独立的铼矿物,在自然界中极少有铼矿物,主4要原因是铼高度分散。目前具有经济价值的提铼的原料主要为辉钼矿和硫化铜矿,在这些矿中,铼以二硫化铼或七硫化铼的形式存在。一般辉钼精矿中铼的含量在0.001%-0.031%之间,但从斑岩铜矿选出的钼精矿含铼可达0.16%。生产铼的主要原料是钼和铜精矿冶炼过程的副产品,铼不能从矿石中直接提取,一般是从辉钼矿或硫化铜矿焙烧的烟尘中先经浸出,再用离子交换法或溶剂萃取法
提取。从某些铜矿、铂族矿、铌矿甚至闪锌矿的冶炼烟尘和渣中以及处理低品位钼矿的废液时都可以回收铼。世界探明的铼储量为7300〜103001,铼储量最丰富的国家有智利、美国、加拿大、俄罗斯和秘鲁,已探明的储量有99%的铼与辉钼矿或硫化铜矿物共生,所以说世界的铼主要储藏于盛产铜和钼的国家。目前我国铼的保有储量为2371,铼矿有11处,分布于9个省,国内的铼几乎全部伴生于钼矿床中,集中分布在陕西金堆城钼矿、黑龙江多宝山铜钼矿等矿床中。铼的提取冶金过程主要包括含铼原料制取、铼钼分离、铼中间化合物制取、粗铼粉制取和铼的精炼致密化等步骤,铼的提取冶金原则流程图如图1。Y.用-KlithJtL:|Hitl1申中* 甲屐耳亍土鼻1 1冶炼制备1°工-讐:TH图1:铼提取冶金的流程致密铼制取工业上生产铼锭或铼条的方法有高温烧结法和熔炼法两种。
高温烧结法又称粉末冶金法。先将铼粉在6MPa压力下制成坯条,坯条在真空或氨气中于1200°C下烧结,再将预烧条在垂熔炉中于2700—2850°C下进行高温烧结,最后得到理论密度超过90%的铼条。熔炼法该法以烧结条作原料,用电弧熔炼、电子束熔炼和区域熔炼法对粗铼进行提纯精制。电子束熔炼采用水冷铜增塌,真空度106Pa,所得铼锭为柱状结晶体,纯度99.99%;区域熔炼也采用电子束加热,以铼条作阳极,电子枪作阴极进行悬浮区域熔炼,产品为光谱纯度的铼单晶。铼原料分散,未来任务要扩大铼原料来源,提高铼在钼、铜等冶炼过程中的回收率,发展和完善闪速焙烧炉和循环流态化焙烧方法,同时开发更有效的铼原料中提取铼的新工艺,特别是溶剂萃取和离子交换法。铼是一个非常稀少而且分散的兀素,在地壳中的含量仅有10-7%。主要存在于辉钼矿中。可由冶炼辉钼矿的烟道尘中获得的ReO。然后加入KC1,再用氢还原而制得。提取铼时先提取纯的铼化合物,然后用氢还原法或水溶液电解法制得铼粉,再用粉末冶金方法加工成材。用途由于价格昂贵,直到1950年才由实验室珍品变为重要的新兴金属材料。铼广泛用于现代工业各部门,主要用作石油工业和汽车工业催化剂,石油重整催化剂,电子工业和航天工业用铼合金等。1、 铼主要用作石油工业的催化剂,2、 铼具有很高的电子发射性能,广泛应用于无线电、电视和真空技术中。3、 铼具有很高熔点,是一种主要的高温仪表材料。4、 铼和铼的合金还可作电子管元件和超高温加热器以蒸发金属。5、 钨铼热电偶在3100C也不软化,钨或钼合金中加25%的铼可增加延展性能,铼在火箭、导弹上用作高温涂层用,宇宙飞船用的仪器和高温部件如热屏蔽、电弧放电、电接触器等都需要铼。6、金属铼及其合金可制自来水笔尖和高温热电偶;在醇类脱氢、合成氨等化工中作催化剂;含铼的合金可耐高温;由于铼的存在分散,价格昂贵,实际应用尚待开发。还用来制造电灯丝、人造卫星和火箭的外壳、原子反应堆的防护板等。二、 铼的试样分解方法表2:铼的试样分解方法比较序号铼试样分解方法方法原理特点1烧结法氧化烧结法(也叫半碱熔法),能将铼氧化至七价呈可溶性高铼酸盐。氧化镁烧结法是将试样放于盛有氧化镁的瓷坩埚里,充分搅匀,表面盖一层氧化镁,置于马弗炉中,从低温逐渐升温至600C并保持2h,冷却取出。如果米用氧化镁一氧化锌烧结法,烧结的效果和回收率会更好。二次烧结,回收率更咼,可达到95%以上。氧化镁烧结法特别适合于铼含量比较高的辉钼矿等矿石中铼的测定。样品分解比较完全,利用热水即可较完全提取,试液含盐量较少,空白低,样品取样量可以比较大(0.5〜2.0g),常用的焙烧熔剂主要有CaO、MgO,实际分析中为了能够将铼全部氧化至七价呈可溶性高铼酸盐,经常在焙烧熔剂中加人KMnO、NaNO、Ca(NO)等一些氧化性的试剂。试4 3 32验结果表明CaO及其组合的熔剂相对于MgO及其组合熔剂空白较高,添加氧化剂作用不很明显,故可选择MgO直接作为焙烧熔剂。样品用MgO烧结经热水浸取后,溶液为碱性,pH210。沉淀过滤后,大量的Cu、Mo、W、Nb、V、Ca、Mg、Al、Zn、Fe、Mn及Ag、Co、Bi、Ni、Cr、Sn、Te等元素以沉淀或络合的形式不进入溶液或极少量进入溶液而与Re分离。2熔融法碱熔法是利用样品与强氧化性碱如过氧化钠等混匀,高温熔碱熔法最大的优点是适用各种类型的样品,分解样品的能力极强,一些
融后样品中铼转化为水溶性盐的原理,达到分解样品的目的。如用碱性熔剂Na202、NaOH或NaOH-NaNO3熔融,Re均被氧化至7价生成可溶性高铼酸盐。其它方法无法溶解的样品用此法一般都可以溶解。但是,此方法的取样量有限,一般小于5g。另外,过氧化钠等不易提纯,造成高空白。大量熔剂的加入加大了可溶性固体总量,不易于精密仪器如ICP-MS等的测定。3酸溶法酸溶法是利用铼在强酸以及强氧化剂的作用下生成水或酸溶物,而使样品分解。常见的酸溶法为四酸溶法(HC1-HNO-HF-HClO)。一般而言,由于酸浸取不能完全分解样品,3 4回收率低。但是,若先采用硝酸一高氯酸一氢氟酸溶解,再用王水复溶,可以大大提咼回收率。Re几乎不溶于HC1和HF,加热时才与HSO起微弱作用。米用高沸点酸如2 4HS0或HC10溶解样品,在蒸发至溶液冒烟时会致使Re挥发,另外在热2 4 4HC1或HBr溶液中也会导致Re的严重挥发。Re易被HNO消解,氧化生成易溶性的高铼酸盐。用单一酸溶样不能完全分解试样,回收率较低,采用硝酸+高氯酸+氢氟酸能大大提高溶样效果,但需控制温度防止冒烟时铼损失,在酸性溶液中加入等物质量的碱金属盐,在硫酸等存在下可防止铼的损失。另外,酸溶法引入的Cl-和no3-影响萃取比色法的结果,可通过硫磷酸冒烟消除影响,但冒烟时1可不冋,对铼的测定有一定影响,时间过长有可能造成Re的挥发损失。4微波消解法微波加热和高压消解罐技术结合而成的增压微波消解法,即在密闭的容器中通过微波加热使样品在较咼的压力和温度下进行消解。这一方法兼具微波加热和高压消解罐技术两者具有加热快、消解能力强、消耗试剂少、空白值低、可避免挥发损失和试样的沾污等优点;但取样量也不能太大(0.1〜0.2g),操作相对麻烦。
的优点。微波技术作为一项新兴的分析应用技术,在样品预处理中由增压微波熔样到常压聚集微波熔样,其实用性大大增强,且操作简便快速,可应用于样品消解、萃取、合成等方面。5玻璃封管法近来发展起来的高压酸分解以及cariustube(又叫玻璃封管法)能使样品完全分解。cariustube在溶样时保持封闭,在装样、取样时保持低温,能够很好地防止铼的丢失。方法采用酸溶,本底低、重复性好,一次性使用的cariustube也不会引起交叉污染。溶样时cariustube内部产生高压,高温高压就能完全溶解样品。所以高压酸分解和cariustube分解法特别适合于铼含量远低于ng的精确测定。由于高压酸分解和cariustube分解法需要采用高压设备以及冷冻装置,操作不安全,费用高,所以目前难以用于常规分析。目前,常用的铼试样分解方法是氧化镁半熔法。三、 铼的分离、富集方法表3:铼的分离、富集方法比较序号分离、富集方法原理特点1蒸馏分离法利用氧化铼Re2O7(或HReO)的易挥发性,在200〜220°C之间滴加盐酸或氢溴酸于高沸点酸如高氯酸中或滴加硝酸于硫酸中可以将铼蒸馏出来,用饱和碳酸钠为吸收用此法要结合萃取法分离铼,可连接中子活化法(NAA)测定,适合铁矿及钢中铼的测
液,一些离子也会随铼一并进入蒸馏液,蒸馏时以水蒸气、二氧化碳或空气为载气。定。2共沉淀分离法铼最初的分离就是米用沉淀法进行分离的,能与铼共沉淀的沉淀剂有:1) 以砷(III)为聚集剂,通入硫化氢可使微量铼与之共沉淀,生成棕褐色的ReS;2 72) 在pH4〜6的乙酸盐溶液中,ReO-与铊(I)生成高铼酸亚铊沉淀;43) 在5mol/L盐酸或6mol/L氢氧化钠溶液中可用氯化四苯砷(TPAC)定量沉淀ReO-;44) 在酸性、中心或碱性溶液中微量铼与高氯酸四苯砷(TPAP)生成沉淀。如今,新型凝结剂的出现,及其操作的简便性,又引起人们的重视。Petrov等研究了用VA.212阳离子高分子电解质凝结剂,在硝酸盐离子存在下,从稀的铼水溶液中回收Re(W)。方法简单而有一定的使用价值。3纸色层法以异丙醇-浓硝酸-水(7+2+2)的混合溶液为展开剂,使铼与钨、钼分离,Rf值分别为0.90、0.33和0,此法可分离10〜100倍钨及钼存在下的lug铼。方法简单而有一定的使用价值。4氧化还原法Kozhevnikov等研究用氧化还原法从蒸气混合物中回收铼和锇。氧化还原法包括3步:第一步,冷却热的含有铼和锇易挥发物的蒸气混合物;第二步,将此蒸气通过碳富集层,将铼和锇的高价氧化物在250〜550°C(挥发)还原为非挥发性化合物,并且同时收集混合物;方法仍在研究中。
第二步,将这个收集的混合物转为水溶液,并且进一步分离溶液,得到产品,此法适合于从氧化物混合物MoS2类型的矿物中回收铼和锇。5离子交换法离子交换法是利用离子交换树脂与溶液中离子发生离子交换反应而使离子分离的方法。铼在水溶液中,主要以ReO-形态存在,因此吸附铼都是用阴离子交换树脂。4利用高铼酸根与树脂柱上的阴离子发生离子交换反应在树脂上形成离子缔合物,使ReO-有选择地被吸附在树脂柱上,然后用更强的离子交换剂取代ReO-与树脂缔4 4合,或者用试剂破坏离子缔合物,使ReO-脱离树脂,将铼洗脱下来,称为交换型4树脂分离。阴离子交换树脂及其他树脂分离富集铼的情况参见岩石矿物分析第四版第三分册 。P560-561离子交换法分离铼工艺简单、高效、快速、不危害人体及污染环境,但限制其发展主要在于缺乏选择性好、吸附容量高、生产成本低的离子交换树脂。有必要在树脂筛选和工乙研究两方面做进一步探索。6活性炭吸附活性炭吸附铼属于物理吸附,常温下(25°C),活性炭在pH8.2〜9.0时,对铼、钼的吸附率分别为E(Re):96.1%〜93%,E(Mo):0.7〜0.001%,能成功分离铼和钼。活性炭对铼的吸附受温度和溶液pH影响大,要求严格控制试验条件。7泡沫塑料吸附法早在1970年,Bowen首次以泡沫塑料从盐酸中萃取铼。许多研究表明泡塑是吸附的理想介质。Caletka等在含KF的HF介质中,实现了泡塑对铼的吸附,此法还可以使钼、钨分离。吸附铼的泡塑用1mol/L的硝酸淋洗,回收率可以达到98%〜99%。可以预料,随着泡塑性能的改进,体系介质条件的优化,泡塑对铼的吸附将会更加成功。简单易实现,将是低含量铼的重要富集方法。8萃取分离法萃取法是将与水不混溶的有机试剂与试样的水溶液一起充分振荡,使某些组分进萃取法相对来说价格便宜、工艺条件成熟,
入有机相,而另一些组分留在水溶液中,从而达到互相分离的目的。在各种分离富集铼的方法中,萃取法占有重要的地位,文献报道的也较多。现在研究最多的是用酮类、醇类、磷类和胺类从酸性低钼溶液中提取铼。常用萃取溶剂的使用条件参见岩石矿物分析第四版第二分册卩562-563已广泛应用;但其所使用的萃取剂易燃、易挥发、有毒、反萃取困难。在以后的研究中应从两个方面改进:一是选择毒性小、萃取性能优良的萃取剂;二是提高废液的回收利用率,减少对环境污染。9液膜分离法液膜,顾名思义是由液体组成的膜,组成液膜的主要溶液称为膜溶剂,其中还包含有表面活性剂和其它添加剂。李玉萍等提出用TBP(磷酸三丁酯)、异戌醇为流动载体的液膜体系提取辉钼矿、铜钼矿和有色金属烟尘等中的铼,效果很好oL113B为表面活性剂、液体石蜡为膜增强剂、磺化煤油为膜的溶剂和硝酸铵水溶液为内相试剂的液膜体系,外相料液的酸度为2mol/L硫酸。实验表明,高铼酸根的提取率在99.4%。此法用于富集测定钼精矿、复杂(多金属)矿石和合金中的微量铼,结果令人满意。液膜分离是一种简单、快速、选择性强的高新分离技术,正处于开发研究阶段。10火试金法火试金法是一种比较经典的方法,该法可以分解样品并冋时富集待测兀素,是分析铼等贵金属普遍适用的方法。将样品与某些熔剂如过氧化钠■硼砂等共熔,铼富集在镍扣中而与样品基体分离。此法最大的优点在于富集效率高、结果准确可靠。用硫-镍试金法分解样品,经两次碲沉淀后用ICP—MS测定铼,回收率达97%。Sun等用此方法结合ICP—MS技术测定了铼元素。熔剂镍空白高是此法的主要缺点,另外,此方法对操作技巧要求较咼。如何进一步降低空白,掌握火试金条件将成为今后的研究重点。目前在在铼试样的分离富集中常用的是溶剂萃取法和离子交换法。
四、 铼的测定方法表5:铼的测定方法比较序号测定方法原理特点1光度法光度分析法是目前广泛应用的分析铼的主要方法。分为功能团显色光度法,碱性染料法、催化动力学法、荧光法、流动注射光度法和差示光度法。功能团显色光度法作为铼的显色试剂主要为两类化合物,一类是含硫试剂,以硫氰酸盐,硫脲及其衍生物最为重要,如二硫酚、对甲苯硫酚、8-羟基喹啉、N,N.二乙基.N.苯甲酰硫脲等。测定的依据是加SnCl2于含Re(W)及硫氰酸盐的盐酸介质中生成有色化合物而被醇、醚萃取。改进的硫氰酸盐法是加入另一配体以提高显色反应的灵敏度,用抗坏血酸作还原剂,加入罗丹明B和硫氰酸盐,用3-甲基-1-丁醇萃取可测1〜13.63mg/L的铼试样。另一类是含有肟基的有机试剂,如a—二咲喃乙二肟,苯并氧肟酸,a-苯偶酰二肟,水扬醛肟酸,4.甲基镍肟,a.吡啶二肟,丁二肟等肟类试剂,在SnC12的酸性介质中与Re(W)生成有色络合物被丙酮或乙酸异戊酯萃取光度测定并用于烟道灰分析,铼含量在0.2〜2.8ug/mL范围内服从比尔定律。碱性染料光度法分光光度法具有仪器简单,灵敏度高,选择性好等优点,但显色剂的选择性和灵敏度是关键,还可能有其他干扰存在。
利用高铼酸根与碱性染料阳离子形成离子缔合物,萃取比色,常用的有罗丹明类、结晶紫、孔雀绿、亮绿、品红、尼尔蓝、亚甲基蓝等染料。近年来的研究趋势有利用表面活性剂,不必萃取水相直接比色,使操作程序简化,避免有毒的有机溶齐U,反应的灵敏度大大提高,用ReO-、结晶紫-吐温20多元配合物水相直接光度法,4方法的表观摩尔吸光系数&=1.89X105L・mol・cm-i.Re含量在0.05〜lug/ml615呈线性关系,有酒石酸存在时,大量的W和Mo不干扰,用于辉钼矿中Re的测定结果满意。3•催化动力学光度法在HSO介质中,以a-糠偶酸二肟为试剂,痕量Re在有诱导剂HNO存在下,催化硫2 4 3酸羟胺氧化二苯胺的反应,建立起催化动力学双波长测定痕量Re的高灵敏显色反应的新方法检出限为5.6ng/g,e=4.5X107L•mol-1•cm-1用于辉钼矿和矿石中铼的测定。Ba-zhkov以DMDTO为试剂,催化动力学分光光度法测定了铜.钼精矿废渣、废液中铼的含量,大量Se存在不干扰测定。4.荧光光度法利用瑞利散射光这一荧光分析中的干扰因素而建立起的分析法,即在HC1介质中,ReO-被SnCl还原后与a-咲喃甲酸二肟生成的紫红色络合物有增强瑞利散射光的性4 2质,光强度增加与铼含量成正比,铼浓度为0.02〜0.06ug/ml范围内服从比尔
定律。一些光度法测定铼的灵敏度比较参见岩石矿物分析第四版第三分册P 。564-5652电感耦合等离子体原子发射光谱法ICP—AES灵敏度咼、精密度好、校准曲线线性范围宽、测定速度快、可多兀素冋时测定,已被广泛应用于不冋领域各种类型样品的分析。ICP-AES测定铼主要在于谱线的选择。仪器默认选择Re197.312nm、Re204.908nm、Re221.426nm、Re227.525nm等分析谱线,通过图谱分析,Re197.321nm谱线并未受到明显干扰;Re204.908nm谱线的信背比弱,不能满足分析要求;Re221.426nm谱线的信号峰受Mo221.427nm轻微干扰;Re227.525nm谱线的右背景受W227.550nm强烈干扰。因此一般选择Re197.321nm为最佳分析谱线.注:不同型号的仪器,其谱线情况不一样。电感耦合等离子体原子发射光谱法测定准确度和灵敏度高,线性宽,分析速度快,可冋时测定多种兀素,但测定精度和分析速度还不及电感耦合等离子体质谱法。3极谱法极谱法是一种灵敏度较高的分析法,通常是把电极反应和化学反应结合起来,使电解电流大为增加,以提高分析灵敏度的一种测试方法。如在刚玉坩埚中采用Na202-Ca0混合熔剂,在700°C马弗炉中熔融15min,然后用水提取,过滤后加入HSO中和,利用高铼酸根对碲酸还原可产生催化极谱波,在HSO-NaSO-Te底液2 4 2 4 2 4中用JP—2D型示波极谱仪测定辉钼矿中痕量铼。该熔样方法可将辉钼矿和其它难熔矿完全分解,得到的试液采用沉淀和CaS0与CaC0共沉淀消除干扰元素。在优化4 3的测试条件下测定,能够测定矿石中0.00005〜0.01%的铼,测定结果的准确催化极谱法测定铼,相对来说分析精度较低,全流程空白较高。
度和精密度均满足了要求。4中子活化分析中子活化分析(NAA)是用反应堆、加速器或冋位素中子源产生的中子作为轰击粒子的活化分析方法,可用来定性和定量确定物质元素的成分,它具有很高的灵敏度和准确性,元素周期表中大多数元素的分析灵敏度可达10-6〜10-13g/g,因此在环境、生物、地学、材料、考古、法学等微量元素分析中得到广泛应用。中子活化分析(NAA)用于铼的分析具有高灵敏、高选择性和准确性的特点,但是中子源为反应堆、放射核素或加速器,所以仪器设备昂贵。中子活化法在Re-Os法年龄的测定中得到成功的应用,用放射化学分离中子活化分析陨星样品中铼等。将同位素稀释法的准确性与中子活化法的高灵敏性相结合,建立起一种新的痕量铼的测试方法,该法测定硫化矿床中两组不冋矿区纳克级铼,检出限为0.004ng,测定结果的相对标准偏差RSD小于5%中子活化法测定铼须对样品进彳丁预富集与放化分离,克服测定中存在的背景干扰和谱线干扰。该法灵敏度和准确度都较高、精密度好、污染小,适合用于地质样品中超痕量铼的测定;但此分析方法的中子源通常为反应堆、放射核素或加速器,所使用的仪器设备昂贵,并且核辐射对人体有害,难以普及应用,常被用作仲裁分析方法。5X荧光光谱法原子序数〉6的兀素均可实现X射线荧光分析(XRF),而且不受试样形式的限制,与元素的化学状态无关,可实现无损分析,且有咼的灵敏度,精密度和准确度。利用同步辐射X射线近边吸收光谱测定二元金属重整催化剂中的铼和铂的化学形态。采用XRF二元比例法测定合金中铼和钨,依据二元素谱线强度的比与元素浓度比的对数关系而建立起来的定量分析法。该法的优点是无论吸收增强效应如何严重,铼和钨的标准曲线始终保持理想的线性关系。此外,无论样品的表面状态,辐射适用性广、仪器昂贵、准确度较差。XRF法还需要配置固体校准标样,W、Mo和Re之间存在基体影响。
面积、位置、样品的制备状况与物理形态如何的不一致,都能起到良好的补偿,此法与化学法相比具有快速、准确、制样简单、操作方便的特点•适于钨铼合金的快速分析。6电化学分析方法铼的电化学分析是米用高铼酸盐功能的硝酸盐选择电极法测20000倍量钼中的微量铼;电镀电解质中铼的离子计测定;伏安法测Re.Mo和Re.W合金中铼;铼的控制电位库仑法,由还原Re(W)至只。消耗的电量计算Re量;导数极谱法测定矿石中微量铼,其波峰高与铼浓度在0.01〜0.8g和0.5〜6ttg/10ml范围内呈线性关系,检出限为0.001ttg/ml。仍处研究阶段,未广泛应用。7等离子体质谱法等离子体质谱法(ICP-MS)在铼的分析应用十分广泛,海水中痕量铼的在线预浓集ICP-MS测定铼;海底磷灰岩样品中铼含量的分析;岩石和油样品中铼含量的测定;电感耦合等离子体质谱法和同位素经ICP-MS分别测定185Re和187Re,i870s和1880s,精密度分别为1%和0.34%;ICP-MS在辉钼矿测年中的应用,以及钼精矿、铜精矿及地质材料中铼的测定;用电感耦合等离子体质谱分析Os-Re固溶掺料,用锇发生器蒸馏使试样引入ICP-MS体系,把粉末试样与研磨的Re-Os掺料混合,在NiS基质中使制样时锇的损失减至最小,给出锇同位素分析最佳条件,包括Ar气流速,射频功率和冷冻与冷冻试样反应等,分析时加热可得到高的计数率,用数据简化法获得准确的和精密的锇和铼同位素比。开发一种电感耦合等离子体.质谱法增ICP—MS综合了等离子体极高的离子化能力和质谱的高分辨、高灵敏度的优点,检出限低至0.001〜0.1ng/mL,为痕量铼的测定提供了可能。目前,已经有了氧化镁烧结与ICP—MS结合的成功例子,另外也有封闭酸溶与ICP—MS结合的范例,检出限都达到了0.02ng/mL。但是,此法的应用尚在初级阶段,只有找到更好的样品前处理方法,ICP—MS才能发挥更大作用。
加了方法的灵敏度,可测定pg级铼,用该法测定4种不冋量陨石,精密度一1%(对于3ng铼),并用于催化剂中铼和铂的测定。8色谱法近年来高效液相色谱法(HPLC)已广泛应用于分离和测定各种金属离子与有机试剂的络合体系中,如用高效液相色谱法鉴定铼的磷配位联吡啶络合物,而用Tiron作为络合剂,用反相离子对色谱法,在紫外光区的254nm同时测定钼和铼,结果表明,在进样量为20ug,钼浓度为10.0—80ug/mL,Re浓度在20—80ug/mL呈线性;CV=1.34%(7,=15);流动相流速为1.5ml/min,钼和铼的保留时间分别为:10.86和8.00min,以峰高对金属离子浓度做工作曲线,结果满意。此外离子对色谱、金属的反相薄层色谱用于铼有机化合物的分离分析都展示了很好的应有前景。仍处研究阶段,未广泛应用。9负离子热表面电离质谱法(NTIMS)负离子热表面电离质谱法是近年发展的质谱技术。与ICP—MS不同,该法是通过质谱对待测兀素的负离子进行测试的。由于兀素形成负离子所需的能量较形成正离子的能量低很多,所以离子化率高,检出限比ICP—MS更低。Creser用NTIMS法分析了Re—0s体系,它们的离子产率分别为:2%〜6%(0s),>20%(Re),检出限达pg/mL。由于该法分析Re—Os没有同量异位干扰,不需要分离Os和Re,简化了整个分析流程。仍处研究阶段,未广泛应用。目前在铼试样的分析方法中,常用的是光度法、极谱法、ICP-AES法和ICP-MS法。五、应用生产铼的主要原料是钼和铜精矿冶炼过程的副产品,铼不能从矿石中直接提取,一般是从钼精矿或铜精矿焙烧的烟尘中先经酸浸出,再用离子交换法或溶剂萃取法提取。针对钼精矿或铜精矿酸浸渣或液中铼的测定,结果我司仪器设备能力,一般可按如下方法进行:固体样品中铼的测定:前处理:1)氧化镁半熔法:用氧化镁半熔样品,水提取、过滤,滤液浓缩后酸化,定容。
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