SU743948A1

SU743948A1 - Способ селективного выделени серы из серусодержащих материалов

Info

Publication number: SU743948A1
Application number: SU782679552A
Authority: SU
Inventors: Владимир Иванович Устинов; Владимир Алексеевич Гриненко; Валерий Филиппович Суховерхов
Original assignee: Ордена Ленина Институт Геохимии И Аналитической Химии Им.В.И.Вернадского
Priority date: 1978-10-31
Filing date: 1978-10-31
Publication date: 1980-06-30

Description

1

Изобретение относитс к области неорганической и аналитической химии, а также к химии изотопов и изотопной геологии, в частности к разработке способов селективного выделени разных форм серы (самородной , сульфатной и сульфидной) из различных объектов (природных и синтетических ), и может быть использовано в количественном химическом анализе и при изучении природных вариаций пзотопных отношений серы, в практической геологии.

Выделение и определение содержани разных форм серы в одном и том же образце сопр жено с длительными и сложными процедурами.

Известен способ количественного выделени серы, основанный на принципах «мокрой химии. Дл выделени , например, сульфида серы из породы навеску обрабатывают сол ной кислотой, а выдел ющийс сероводород вытесн ют током углекислого газа.

Количество выдел ющегос сероводорода определ ют гравиметрически, иодометрически или фотометрически.

Сульфатна сера в растворимых сериокислых соединени х при обработке растворами сол ной кислоты переходит в раствор, сульфатна сера барита или целестина при этой процедуре остаетс в осадке и может быть переведена в раствор только после сплавлени выделенного остатка с содой .

Недостатком известного способа вл етс то, что в процессе анализа р д сульфидов, в том числе FeSz, MoSa, HgS, не разлагаютс сол ной кислотой, что снижает полноту выделени . Более того, известный сиособ не позвол ет выдел ть разные формы серы из одной навески, в св зи с этим процесс выделени серы многостадиен и трудоемок . При этом необходимо дл анализа серы в каждой ее форме проводить самосто тельное определение.

Наиболее близким к изобретению вл етс способ выделени различных форм серы из горных пород и руд, согласио которому дл определени элементарной серы навеску образца подвергают термической обработке прп температуре пор дка 300°С. Осажденную элементарную серу перевод т в сероводород дл последующего его аналпза . Дл оиределеии ипритной формы серы образец спекают с металлическим кальцием в атмосфере углекислого газа и иаров воды. При этом все формы серы (кроме сульфатной) иереход т в сероводород.

Дл оиределени же сульфатов навеску снова спекают с металлическим кальцием в присутствии щавелевой кислоты.

Недостатком способа вл етс трудоемкость и многостадийность выделени серы, поскольку дл селектиБното выделени серы в каждой ее форме необходимо проводить самосто тельное определение. Более того, прн необходимости определени изотопного состава серы пеобходи1ма доиолнительиа операци ио переводу получеипого сероводорода либо в SOj, либо в SFe дл масс-спектральиого пзотоппото анализа.

Целью изобретени вл етс уирощепие способа выделени различных форм серы из одной навески и сокраидение времени.

Поставленна цель достигаетс тем, что исследуемый образец дополиительпо подвергают последовательиой обработке газообразным фтором ири температуре 50-60 и 450-бОО С соответственно с последуюш .ей регистрацией образовавшпхс фторированных газообразных продуктов одиим пз пзвестных способов.

Способ осуществл ют на вакуумной установке в реакторе, выполненном из никел или из мопе.ль-металла. Отделение элементарной серы из навески осуществл ют путем возгоики ее в реакторе ири темиературе пор дка ЗООС, при этом сера осаждаетс после остывани реактора на его степках . Затем в реактор подают газообразный фтор и реактор герметизируют и нагревают до 50°С. При 3Toii темиературс окисл етс до SFg только элементарна сера, а сульфиды и сульфаты не реагируют со фтором. Таким образом, можио на нервом этаие отделить элементарную серу, отобрав из реакторов SFg. Дальнейшее фторирование ири температуре пор дка 450-500°С приводит к образованию SFg из сульфидов и SO2F2 из сульфатов. Соотиощеиие сульфидной н сульфатиой форм серы в исследуемом образце можио определить либо разделив газообразные SFg и SO2F2 путем тоикой низкотемиературиой дистилл ции, либо из масс-сиектрального или хроматографического анализа газообразных продуктов реакцни.

Новым в предлагаемом способе вл етс последовательное фторироваиие газообразным фтором в определенных услови х, что позвол ет селективио выдел ть разные формы серы: элементарную - SFe, сульфидную - SFe и сульф|атную - S02F2, причем изотоиный анализ серы ировод т масс-спектральио с исиользованием в качестве рабочих веществ SFa (по известной методике) и фтористого сульфурила ионных пиках с т/е 83 () и 85 ().

Пример. Навеску 100 мг исследуемого образца (вулканическа сера в породе) помещают в никелевом тигле в герметично .:;акрывающийс реактор из мопель-металла емкостью 100 см Реактор присоедин ют к вакуумпой устаиовке, вакуумируют до 10 мм рт. ст. и герметизируют. После

этого реактор нагревают до 300°С в течение 10 мин. Реактор соединен с дозатором фтора , а также подсоединен к стекл нной части установки, снабженной устройством дл перекачки газов и измерени их объемов . После прогрева реактор охлаждают до комнатной температуры (элементарна сера из образца возгон етс и осаждаетс иа стенках реактора), открывают и наиуекают 100 см фтора (ири давлеиии атм). Затем реактор перекрывают и нагревают до 50°С в течение 15 мин. По окопчапип процесса фторировани элементарной серы реактор охлаждают жидким

азотом, открывают и откачивают избыточное количество фтора. После этого довод т температуру реактора до комнатной и перекачивают образовавшуюс SFe в стекл нную часть установки и измер ют количество

SFo (11 мл). После этого в реактор напускают 200-300 см фтора, герметнзируют и нагревают при 500°С в течение 0,5-1,0 ч. Л1аиинул цин по удалению избытка фтора, части кислорода и иерекачке газообразных

продуктов реакции аиалогичиы вышеприведеииым . Часть газовой смеси SFe из сульфидов и SO2F2 из сульфатов аиализируют на масс-снектрометре или хроматографе (общее количество измер ют манометром-

21 мл). Масс-спектральный анализ показал отношение SFg: S02F2 1,7. Из получеииых данных рассчитывают содержание (%) элементарной сульфидной и сульфатной серы в исследуемом образце. Часть газовых проб отбирают в стекл нные амнулы

дл нроведени изотоиного анализа серы.

Таким образом, использование способа

выделени разных форм серы посредством

фторировани газообразным фтором вл етс экономически более выгодным и целесообразным по сравнению с методами «мокрой химии за счет сокращени цикла операции, упрощени экспериментальной методики, повышени экспрессности способа (в 2 раза быстрее), универсальности самого процесса выделени серы.

Способ обеспечивает полноту выделени серы из одной навески пробы, при этом сера выдел етс в форме высоколетучих соединеиий , пригодных как дл непосредственного использовани в изотопной химии и геологии, так и в количественном волюмометрическом ее определении.

Claims

Формула изобретепи

Способ селективного выделени серы из серусодержащих материалов, включающий

нагревание исследуемого образца при температуре 300°С с последующим анализом образовавщихс продуктов одним из известиых методов, отличающийс тем, что, с целью упрощени способа выделени различных форм серы из одной навески и со56

кращени времени, исследуемый образец ной обработке газообразным фтором при дополнительно подвергают последователь- 50-60 и 450-500°С соответственно.

743948