RO112195B1

RO112195B1 - Quantity dosing process of the cadmium and zinc majoe contents which are made of zinc alloys basis

Info

Publication number: RO112195B1
Application number: RO95-02228A
Authority: RO
Inventors: Rodica Debiasi
Original assignee: Inst Cercetare Si Proiectare T
Priority date: 1995-12-19
Filing date: 1995-12-19
Publication date: 1997-06-30

Abstract

Procedeul de dozare cantitativă a conținuturilor majore de cadmiu și zinc din aliaje bază zinc, conform invenției, constă din separarea cantitativă a cadmiului și zincului, prin eluție selectivă de pe o rășină schimbătoare de ioni pe care se află cadmiul și zincul, prin dezagregarea probei în soluție î: 1 de HCL la cald, până la completa dizolvare, reglarea acidității soluției cu HCL 3,5 m și reținerea Cd și Zn pe un anionit tip sare cuaternară de amoniu, forma clorură, eluarea selctivă a Zn și Cd cu soluții de HCL de diferite molarități și titrarea fiecărui metal la pH controlat cu soluție de Na2 - EDTA, în prezență de eriocrom negru T.Quantitative dosing procedure of the major cadmium and cadmium content zinc base zinc alloys according to the invention, consists of the quantitative separation of cadmium and zinc, by selective elution on a resin ion exchangers on which cadmium is present and zinc by disaggregating the sample in solution : 1 of hot HCL until complete dissolving, adjusting the acidity of the solution with HCl 3.5 m and retaining Cd and Zn on a type anion quaternary ammonium salt, chloride form, selective elution of Zn and Cd with HCl solutions of different molarites and the titration of each metal at pH controlled with Na2 - EDTA solution, in presence of black erythromycin T.

Description

Invenția se referă la un procedeu de dozare cantitativă a conținuturilor majore de cadmiu și zinc din aliaje bază zinc, care se aplică în metalurgia neferoasă în cazul aliajelor de lipit cu un conținut de Cd de 29 - 32%.The invention relates to a process for quantitative dosing of the major contents of cadmium and zinc from zinc base alloys, which is applied in non-ferrous metallurgy in the case of soldering alloys with a Cd content of 29 - 32%.

Este cunoscut un procedeu de recuperare a cromului, zincului, cadmiului și nichelului din deșeuri chimice cu conținut metalic, care constă din traterea deșeurilor cu un acid, rezultând o soluție apoasă (I) și un reziduu; extragerea selectivă a fierului (III) din soluție (I) la un pH de O -1 folosind ca mediu de extracție (I) un acid organo-fosforic; tratament de oxidare cromului (III) în soluția liberă de fier la un pH de 2 - 4, folosind un agent de oxidare cum ar fi hipocloritul de sodiu (NaClO), și o extragere selectivă a cromului (VI) format din soluție la un pH de 2,5 - 4 utilizând un mediu de extracție corespunzător (III) și îndepărtarea cadmiului co-extractat și a zincului din mediul de extracție (III) prin spălare cu un lichid de spălare cum ar fi o soluție de sulfat de sodiu cu un pH de 3 existent înaintea reextracției cromului; zincul, cadmiul și nichelul pot fi extrase împreună din soluția liberă de crom la un pH de 6 - 7 folosind un mediu corespunzător de extracție (V) și fiind separate de reextracția mediului de extracție (V) la un pH mai mic de 5 utilizând o soluție apoasă care conține aproximativ 5 mol/l NaCI, fixarea zincului și cadmiului din această soluție pe un schimbător bazic de anioni urmată de eluția zincului și a cadmiului cu aproximativ 0,02 m HCI și respectiv apă, și extragerea nichelului din soluția care a trecut nestînjenită prin schimbătorul de anioni la un pH de 6 - 7.A process for recovering chromium, zinc, cadmium and nickel from metal-containing chemical waste is known, which consists of treating the waste with an acid, resulting in an aqueous solution (I) and a residue; selective extraction of iron (III) from solution (I) at a pH of O -1 using as an extraction medium (I) an organo-phosphoric acid; oxidation treatment of chromium (III) in the free iron solution at a pH of 2 - 4, using an oxidizing agent such as sodium hypochlorite (NaClO), and selective extraction of chromium (VI) formed from the solution at a pH 2.5 - 4 using a suitable extraction medium (III) and removal of co-extracted cadmium and zinc from the extraction medium (III) by washing with a washing liquid such as a solution of sodium sulfate with a pH of 3 existing before the chromium re-extraction; zinc, cadmium and nickel can be extracted together from the free chromium solution at a pH of 6-7 using an appropriate extraction medium (V) and being separated by re-extraction of the extraction medium (V) at a pH below 5 using a aqueous solution containing about 5 mol / l NaCl, fixing zinc and cadmium in this solution to a basic anion exchanger followed by elution of zinc and cadmium with about 0.02 m HCl and water, respectively, and extracting nickel from the solution that passed unhindered by the anion exchanger at a pH of 6-7.

Problema tehnică pe care o rezolvă invenția constă în eluarea selectivă cu acizi de diferite concentrații datorită afinității diferite a ionilor metalici existenți în soluție.The technical problem that the invention solves consists in the selective elution with acids of different concentrations due to the different affinity of the metal ions existing in the solution.

Procedeul, conform invenției, constă în separarea cantitativă în dozarea cadmiului și zincului și anume prin reținerea ionilor în ordinea descrescătoare a afinității lor față de rășină și eluarea lor de pe rășină în ordinea crescătoare a afinității lor, respectiv în soluția care conține ioni de Cd²⁺ și Zn²⁺, vor fi reținuți întâi ionii de Cd²⁺ și apoi ionii de Zn²⁺, iar la eluarea cu acizi de concentrații diferite se vor elua întâi ionii de Zn²⁺ și apoi ionii de Cd²⁺, concentrația acidului clorhidric folosit la eluarea Zn²⁺fiind de cel puțin 10 ori mai mare decât a celui folosit la eluția Cd²⁺.The process according to the invention consists in the quantitative separation in the dosage of cadmium and zinc, namely by retaining ions in decreasing order of their affinity to the resin and eluting them from the resin in increasing order of their affinity, respectively in the solution containing Cd ² ions. ⁺ and Zn ²⁺ , first the Cd ²⁺ ions and then the Zn ²⁺ ions will be retained, and when eluting with acids of different concentrations the first Zn ²⁺ ions will be eluted and then the Cd ²⁺ ions, the acid concentration hydrochloric acid used in Zn ²⁺ elution being at least 10 times higher than that used in Cd ²⁺ elution.

Invenția prezintă următoarele avantaje:The invention has the following advantages:

- asigură o separare cantitativă a cadmiului și zincului;- ensures quantitative separation of cadmium and zinc;

- asigură o precizie ridicată;- ensures high accuracy;

- asigură o mare siguranță în lucru;- ensures high safety at work;

- este un procedeu economic.- is an economic process.

Se prezintă, în continuare, invenția în legătură cu figura, care reprezintă o coloană cu rășină schimbătoare de ioni.The invention is shown below with reference to the figure, which represents an ion exchange resin column.

Procedeul, conform invenției, constă din aducerea probei în soluție prin tratare cu soluție de acid clorhidric de concentrație aproximativ 1:1 la cald, pe azbest sau la foc mic, până la completa dizolvare, având loc dezagregarea probei, după care are loc reglarea acidității soluției cu HCI 3,5 m. Se trece apoi soluția obținută prin coloana de rășină schimbătoare de ioni care reține metalele amintite cu excepția eventualului cupru prezent, fixarea ionilor de Cd și Zn făcându-se prin adăugare de Hcl 3,5 m înaintea trecerii prin coloană. Se eluează apoi Zn cu soluție de 0,05 m de HCI, se păstrează paharul pentru determinarea Zn-ului și se trece la eluarea Cd-ului cu soluție 0,005 m de HCI, după care se reglează aciditatea și se titrează fiecare metal prin metoda complexonometrică, la pH controlat în prezența de eriocrom negru T, titrarea soluției care conține Cd făcându-se la pH = 10, cu soluție de Na₂ - etilendiaminatetraacetat disodic (EDTA). Cadmiul interferă în titrarea Zn-ului cu Na₂-EDTA, interferența sa fiind îndepărtată prin fixarea acestuia pe rășina schimbătoare de ioni, elThe process according to the invention consists in bringing the sample into solution by treatment with approximately 1: 1 hydrochloric acid solution in hot, asbestos or small fire, until complete dissolution, taking place the sample disaggregation, after which the acidity adjustment takes place. of the solution with 3.5 m HCl. The solution obtained through the ion exchange resin column which retains the mentioned metals is then passed, except for the possible copper present, fixing the Cd and Zn ions by adding 3.5 m Hcl before passing through column. Then Zn is eluted with 0.05 m HCl solution, the beaker for Zn determination is kept and Cd elution with 0.005 m HCI solution is eluted, after which the acidity is adjusted and each metal is titrated by the complexonometric method. , at pH controlled in the presence of black eriochrome T, titrating the solution containing Cd to pH = 10, with solution of disodium Na ₂ - ethylenediaminetetraacetate (EDTA). Cadmium interferes in the titration of Zn with Na ₂ -EDTA, its interference being removed by its attachment to the ion exchange resin, he

RO 112195 Bl neeluându-se cu eluantul pentru Zn (HCL □,O5m). Staniul nu interferă în determinare, iar Cu, Fe, Pb se eluează înaintea Zn-ului (cu soluție de HCI 3,5 m). Eventualul Fe neeluat cu HCI 3,5 m la pH-ul de titrare al Zn-ului precipită și poate fi îndepărtat din soluție prin filtrare.RO 112195 Bl not eluting with the eluent for Zn (HCL □, O5m). Tin does not interfere in the determination, and Cu, Fe, Pb are eluted before Zn (with 3.5 m HCl solution). Any undissolved Fe with 3.5 m HCl at the titration pH of Zn precipitates and can be removed from the solution by filtration.

Reactivii sunt: acid clorhohric d = 1,19, acid clorhidric soluție 3,5 m răcit, diluat la cotă și omogenizat, acid clorhohric soluție 1 m răcit, diluat la cotă și omogenizat, acid clorhihric soluție O,OO5 m răcit, diluat la cotă și omogenizat, acid clorhohric 0,005 m pipetat cu 5 ml soluție HCI 1 m, diluat la cotă și omogenizat precum și etilendiaminatetraacetat disodic (EDTA) soluție 0,05 m prin dizolvarea a 18,6125 g EDTA în aproximativ 500 ml apă prin ușoară încălzire, se trece la balon cotat se răcește, se diluează la cotă și se omogenizează, eriocron negru T : 1 g indicator se amestecă și se omogenizează cu 100 g NaCI.The reagents are: hydrochloric acid d = 1.19, hydrochloric acid solution 3.5 m cooled, diluted to quota and homogenized, hydrochloric acid solution 1 m cooled, diluted to standard and homogenized, hydrochloric acid solution O, OO5 m cooled, diluted to quota and homogenized, hydrochloric acid 0.005 m pipetted with 5 ml 1 m HCl solution, diluted to quota and homogenized as well as disodium ethylenediaminetetraacetate (EDTA) 0.05 m solution by dissolving 18.6125 g EDTA in about 500 ml water under gentle heating , pass to the graduated flask, cool, dilute to the level and mix, black eriochron T: 1 g indicator is mixed and homogenized with 100 g NaCl.

Soluția de EDTA se standardizează prin cântărirea cu precizie de + 0,0002 g, 0,07-0,08 g Cd de puritate 99,99% și 0,17-0,18 g Zn de puritate 99,99% în pahar Berzelius de 100-150 ml, se umectează cu 20 ml apă și se adaugă 10 ml HCI d = 1,19, se menține la cald, pe azbest, până la completa dizolvare, se spală sticla de ceas și pereții paharului cu apă, se răcește, se adaugă 25 ml HCI 3,5 m.The EDTA solution is standardized by weighing with accuracy of + 0.0002 g, 0.07-0.08 g Cd of 99.99% purity and 0.17-0.18 g Zn of 99.99% purity in Berzelius beaker 100-150 ml, wet with 20 ml of water and add 10 ml of HCl d = 1.19, keep warm, on asbestos, until completely dissolved, wash the watch glass and the walls of the glass with water, cool , 25 ml of 3.5 m HCl is added.

în lipsa Cd-ului se poate detrmina numai titrul în Zn din care se deduce factorul soluției și apoi cu acesta se calculează titrul în Cd, știind că la un mililitru soluție EDTA corespund 0,003269 g Zn și respectiv 0,00562 g Cd.in the absence of Cd, only the title in Zn can be determined from which the solution factor is deduced and then with it the title in Cd is calculated, knowing that at one milliliter EDTA solution 0.003269 g Zn and 0.00562 g Cd correspond respectively.

Apa distilată folosită la prepararea reactivilor, cât și reactivii trebuie să fie lipsiți de ioni de calciu deoarece aceștia se titrează la pH = 10 cu EDTA.Distilled water used in the preparation of reagents and reagents should be free of calcium ions as they are titrated at pH = 10 with EDTA.

Rășina schimbătoare de ioni - anionit Dovex 1 x 4 tip alchil sare cuaternară de amoniu, forma clorură, cu diametrul particulelor de rășină de 100 - 200 mesh se pregătește astfel: se ia o cantitate suficientă de rășină pentru a umple coloana și se lasă cu apă distilată 24 h, se decantează și se adaugă apoi 200 - 250 ml HCI 3,5 m, se agită și se lasă 10 min pentru depunerea rășinii: se îndepărtează faza lichidă și se repetă această operație de 3 - 4 ori.Ion exchanger resin - Dovex 1 x 4 alkyl ammonium salt quaternary salt, chloride form, with resin particles diameter of 100 - 200 mesh is prepared as follows: take a sufficient amount of resin to fill the column and leave with water distillate 24 h, decant and then add 200 - 250 ml 3.5 m HCl, shake and leave for 10 min to deposit the resin: remove the liquid phase and repeat this operation 3 - 4 times.

Coloana schimbătoare de ioni se constituie prin adăugarea, la partea inferioară a coloanei, a unui strat de vată de sticlă cu înălțimea de 10 - 15 mm, se adaugă rășina schimbătoare de ioni până se obține un pat de rășină cu înălțimea de 140 - 160 mm; se pune deasupra un alt strat de vată de sticlă, iar rășina se activează trecând prin coloană 50 ml HCI 3,5 m; trebuie avut în vedere că în permanență, deasupra rășinii, trebuie menținut un strat de lichid cu înălțimea de 10-20 mm.The ion exchange column is constituted by adding, at the bottom of the column, a layer of glass wool with the height of 10 - 15 mm, adding the ion exchange resin until a resin bed with the height of 140 - 160 mm is obtained. ; put on another layer of glass wool and the resin is activated by passing through 50 ml of 3.5 m HCl; it should be kept in mind that permanently, above the resin, a layer of liquid with a height of 10-20 mm must be maintained.

Exemplul 1. Se cântăresc 0,25 g probă în pahar Berzelius de 100 -150 ml. Se adaugă 10 - 20 ml apă și 10 ml HCI d = 1,19. Se menține la cald pe azbest, până la completa dizolvare. Se răcește, se spală pereții paharului și sticla de ceas cu apă. Se adaugă 25 ml HCI 3,5 m și se trec prin coloană cu viteza de 5 ml/min, colectând eluatul în pahar Berzelius de 250 ml. în paharul inițial se adaugă în porțiuni de 10 - 15 ml încă 50 ml HCI pentru fixarea ionilor de Cd și Zn când are loc și îndepărtarea Cu, Pb, Fe prezente și se trec prin coloană. Când deasupra rășinii rămân 10 - 15 ml soluție se schimbă paharul de 250 ml cu alt pahar Berzelius de 600 ml. Se eluează Zn cu 400 - 450 ml HCI 0,05 m, efectuând eluarea până se colectează 400 ml eluat. Se păstrează paharul pentru determinarea Zn-ului. Pentru determinarea Zn-ului se adaugă hârtie de turnesol în paharul de 600 ml care conține eluatul de Zn și se reglează aciditatea cu soluție de amoniac d = 0,91 până la virajul hârtiei indicatoare. Se spală pereții paharului și se încălzește la 60 - 80°C. Se adaugă 40 ml soluție tampon, indicator și se titrează cu EDTA 0,05 m până la virajul indicatorului. în paralel cu proba se efectuează o probă martor de reactivi trecuți prin toate fazele analizei pentru a detecta evenRO 112195 Bl tualele urme de Ca prezente care s-ar titra o dată cu Zn. Volumul EDTA la titrarea probei martor se scade din volumul de EDTA folosit la titrarea Znului. Determinarea se efectează pe proba dublă, iar rezultatul este media aritmetică a celor două determinări între care nu trebuie să existe diferențe mai mari de +0,4% Zn.Example 1. Weigh 0.25 g of the sample into a 100-150 ml Berzelius beaker. Add 10-20 ml water and 10 ml HCl d = 1.19. Keep warm on asbestos until completely dissolved. Cool, wash the glass walls and watch glass with water. Add 25 ml of 3.5 m HCl and pass through the column at a rate of 5 ml / min, collecting the eluate in the 250 ml Berzelius beaker. In the initial beaker add in 50 to 15 ml portions an additional 50 ml of HCl for fixing the Cd and Zn ions when Cu, Pb, Fe are present and the column is removed. When 10-15 ml of solution remain above the resin, replace the 250 ml beaker with another 600 ml Berzelius beaker. Zn was eluted with 400 - 450 ml of 0.05 m HCl, eluting until 400 ml of eluate was collected. Keep the glass to determine the Zn. To determine the Zn, add sunflower paper to the 600 ml beaker containing the Zn eluate and adjust the acidity with ammonia solution d = 0.91 until the turn of the indicator paper. Wash the walls of the beaker and warm to 60 - 80 ° C. Add 40 ml buffer solution, indicator and titrate with 0.05 m EDTA until the indicator turns. In parallel with the sample, a control sample of reagents passed through all the phases of the analysis is performed to detect even RO 112195 the present Ca traces present which would be titrated with Zn. The volume of EDTA at the titration of the control sample is subtracted from the volume of EDTA used for the titration of Zn. The determination is made on the double sample, and the result is the arithmetic mean of the two determinations, between which there must be no differences greater than + 0,4% Zn.

Exemplul 2. După eluarea și determinarea Zn-ului, când rămân 10 15 ml soluție, se schimbă paharul care conține eluatul de Zn cu alt pahar de 600 ml și se trec prin rășină 400 - 450 ml HCI 0,005m. Când deasupra rășinii rămân 10 - 15 ml se trec prin coloană 50 ml apă care se colectează în același pahar care conține eluatul de cadmiu. Pentru determinarea Cd-ului în paharul de 600 ml care conține eluatul se adaugă hârtie de turnesol și se reglează aciditatea adăugând amoniac d = 0,91 până la virajul indicatorului - trebuie să se evite excesul, existând pericolul precipitării cadmiului, caz în care se adaugă HCI 1m până la dizolvarea precipitatului. Se spală pereții paharului cu apă și se menține la cald până ce soluția are temperatura de 60 - 80°C, se adaugă 40 ml soluție tampon, indicator și se titrează cu EDTA 0,05 m până la virajul indicatorului.Example 2. After elution and determination of Zn, when 10 15 ml solution remain, change the beaker containing the Zn eluate with another 600 ml beaker and pass through the resin 400 - 450 ml HCl 0.005m. When above 10 - 15 ml of resin remain, 50 ml of water is passed through the column which is collected in the same beaker containing cadmium eluate. To determine the Cd in the 600 ml beaker containing the eluate add sunflower paper and adjust the acidity by adding ammonia d = 0.91 until the turn of the indicator - the excess must be avoided, there is the danger of precipitation of cadmium, in which case it is added HCl 1m until the precipitate dissolves. Wash the walls of the glass with water and keep warm until the solution has a temperature of 60 - 80 ° C, add 40 ml of buffer, indicator and titrate with 0.05 m EDTA until the turn of the indicator.

în paralel cu proba, se efectuează o probă martor de reactivi trecuți prin toate fazele analizei pentru a detecta eventualele urme de Ca prezente care sar titra o dată cu Cd. Volumul de EDTA la titrarea probei martor se scade din volumul de EDTA folosit la titrarea Cdului. Determinarea se efectuează pe proba dublă, iar rezultatul este media aritmetică a celor două determinări între care nu trebuie să existe diferențe mai mari de + 0,25 % Cd.In parallel with the sample, a control sample of reagents passed through all the phases of the analysis is carried out to detect the possible traces of Ca present that will be titrated with Cd. The volume of EDTA at the titration of the control sample is subtracted from the volume of EDTA used for the titration of the CD. The determination is made on the double sample, and the result is the arithmetic mean of the two determinations between which there must be no differences greater than + 0,25% Cd.

RevendicareClaim

Claims

Process for quantitative dosing of major cadmium and zinc contents from zinc base alloys, characterized in that it performs the quantitative separation of cadmium and zinc by selective elution from an ion exchange resin on which cadmium and zinc are present, by disaggregating the sample in solution 1 : 1 hot HCl until complete dissolution, acidity adjustment of the solution with 3.5 m HCl and Cd and Zn retention on an anionite type quaternary ammonium salt, chloride form, selective elution of Zn and Cd with HCI solutions different molarities and titration of each metal to pH controlled with Na ₂ -EDTA solution, in the presence of black eriochrome T.