Ensayos previos a validación de metodología Platino

INFORME PRELIMINAR

IMPLEMENTACIÓN DE UN MÉTODO PARA DETERMINAR PLATINO EN UN MINERAL POR ESPECTROFOTOMETRÍA DE ABSORCIÓN ATÓMICA -

LLAMA

PRESENTADO POR:

VERÓNICA RUIZ SOLANO Qca. INGEOMINAS GTR-CALI

INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGÍA Y MINERÍA INGEOMINAS

AGOSTO DEL 2010 CALI-VALLE

PRINCIPIOS TEÓRICOS: QUÍMICA DEL PLATINO El platino es un metal gris, lustroso, suave y maleable. No reacciona con el aire, pero se funde en una llama de oxigeno-hidrogeno. No se disuelve en un ácido solo, pero una fusión con sulfato ácido de potasio ataca el metal ligeramente. La acción del cloro en general, y el ácido nitro-hidroclorhídrico (agua regia), el solvente principal, convierte el metal en ácido hidrocloroplatinico, H2PtCl6, el cual forma muchas sales dobles, o platinicloruros. Si el cloruro platínico es suavemente calentado se reduce a cloruro platinoso, PtCl2, y cloro. Sin embargo, si el platino esta aleado con plata, este se disuelve en ácido nítrico dando como resultado una solución amarilla, lo que indica que la aleación posee un gran contenido de plata. Los oxidos pueden ser formados por ignición cuidadosa de los correspondientes hidroxidos. Estos son muy inestables, descomponiendose en el metal y oxigeno por ignición suave. Los cloruros son los compuestos mas importantes del platino. Dos acidos complejos son formados con acido clorhidrico cuando el metal es disuelto en agua regia: PtCl 4 + 2HCl H2PtCl 6 (ACIDO CLOROPLATINICO) Cristales anaranjados PtCl 2 + 2HCl H2PtCl 4 (ACIDO CLOROPLATINOSO) Solo se conoce en

solución Una solución acuosa anaranjada preparada previamente tiene un color naranja amarillento, mientras que una solución preparada después adquiere un color café oscuro, convirtiendose la preparada previamente en la más importante. ESTIMACIÓN: El platino puede estar presente bajo las siguientes condiciones: 1. Granos nativos usualmente acompañados por otros metales: iridio, paladio, rutenio, rodio, osmio y oro-plata (aleados con uno o más de los metales aleados) Minerales concentrados contienen los granos nativos como los mencionados anteriormente con la base de metales, hierro, cobre, cromo, titanio, etc. Los minerales asociados altos en gravedad específica en la gravilla, cabe esperar que aparezcan con las pepitas de platino, como cromita, magnetita, granate, zirconio, rutilo, pequeños diamantes, topacio, cuarzo, casiterita, pirita, epidota y serpentina; con oro en sienita; minerales de plomo y plata.

2. Chatarra que contiene platino, a menudo, paladio, iridio, oro, hierro y plata. 3. Pequeñas cantidades de platino en presencia de grandes cantidades de hierro, silica, carbón, magnesio: residuos de platino, contactos de platino-niquel, papel de fotografía, limaduras y recortes de joyería, residuos de joyería, dentales y asbestos. 4. Platino aleado con plata, oro, tungsteno, níquel, cobre, plomo, etc. 5. Soluciones y sales de platino . PREPARACIÓN Y METODOLOGÍA PARA LA DISOLUCIÓN DE LA MUESTRA El mejor solvente para el platino es el agua regia. El metal también reacciona por fusión con la mezcla de álcalis: hidróxido, peroxido, nitrato de sodio y potasio; También por cloratos en presencia de HCl. El platino, cuando es calentado suavemente. Aleado con otros metales, como el Plomo, Zinc, Bismuto, Antimonio, Plata, Oro, Cobre, etc. El elemento se disuelve en acido nitrico cuando esta aleado con plata. Esto prove un metodo para la determinación de oro en presencia de plata-platino aleados. Todas las sales de platino son solubles en agua. Las sales menos solubles son los cloroplatinatos de potasio, amonio, rubidio, y cesio. El calor incrementa la solubilidad mientras que el alcohol disminuye la solubilidad. En la bibliografía encontrada se proponen diferentes metodos de deteminación de platino en minerales, a continuación se muestran en que consiste: Digestión acida convencional: Convencionalmente los materiales ricos en platino se disuelven, por tratamiento en caliente con agua regia concentrada (HCl:HNO3) en una proporción de 3:1 respectivamente, la solución se evapora casi a sequedad y el residuo se disuelve con acido clorhidrico y se flitra. El residuo generalmente contiene Iridio, Rutenio, Osmio, Rodio, y Cloruro de plata, mientras que en la solución queda el platino, paladio y oro. Digestión Acida asistida con microondas: La misma muestra descrita en el procedimiento anterior con agua regia se utiliza para la digestión asistida con microondas. Para un caso en partícular se realizó un calentamiento incrementando presiones: 50, 100, 150 180 psi; en un lapso de tiempo de 5min entre cada intervalo de presión; 15 minutos para cada paso despues de alcanzar la presión y 100 % de poder del magnetrón. Se ha encontrado experimentalmente porcentajes de recuperación mayores respecto a la digestión convencional ácida. La adición de HF a la mezcla acida usada para la digestión en los metodos mencionados previamente: digestión acida convencional y asistida con microondas, podría dar como resultado una completa disolución de la muestra. Sin embargo el exceso de HF remanente en la solución requiere de la adición

de acido borico para neutralizarlo, si las soluciones fuesen a ser analizadas por ICP. Lo que haría que se introduciera otro paso en el analisis, incluyendo consumo de reactivo y tiempo. Por lo tanto, antes de adicionar HF, se puede investigar la posibilidad de utilizar otros metodos como la fusión alcalina. Fusión Alcalina: Aproximadamente 0.1 g de muestra pulverizada es pesada y calentada directamente en un crisol de grafito de alta pureza. Aproximadamente 0.6 g de metaborato de litio se adiciona sobre la cima de la muestra y el crisol es calentado en una mufla a 1150 ºC por 30 min. El crisol se remueve posteriormente de la mufla y se agita “arremolinando” el líquido fundido de las paredes del crisol y el boton. Una vez se enfría, el fundido se tranfiere a un vaso de precipitados que contiene 10 mL al 3% de una solucion de acido nitrico y se disuelve. La solucion resultante se cuantifica posteriormente tomando 100 mL en un balon aforado y se completa a volumen con agua desionizada. El platino detectado por este metodo puede ser considerado como el mejor valor representativo del contenido real de la muestra. Granos libres: Cuando se se desean granos libres de platino, oro y osmiridio, se recomienda el siguiente metodo: 5 o 10 gramos de mineral son tomados de una muestra pulverizada-homogenizada y se coloca en una capsula de platino grande. 25 a 50 mL de acido fluorhidrico concentrado seguido de la adicion de 5 a 10 mL de ácido sulfúrico concentrado son mezclados con el mineral en la capsula y evaporados sobre un baño maria, hasta que el SiF4 y el excesso de HF son eliminados. El material es lavado dentro de la caserola con aproximadamente 200 mL de agua caliente y digestado sobre un baño maria por 15 o 20 minutos, y es luego lavado por decantación, el liquido sobrenadante es trasbasado varias veces, a través de un filtro para retener algún material en suspensión que puede perderse en el lavado. El filtrado es cuidadosamente calcinado y el residuo es adicionado al material que no ha sido atacado. Este es tratado con agua regia y filtrado. El platino y una pequeña cantidad de iridio que se disuelve con el platino si, se encuentra aleado, se puede precipitar con cloruro de amonio. El residuo es cuidadosamente incinerado y tratado con HF y H2SO4 en una capsula de platino como la descrita anteriormente. Despues de lavar y secar los granos luminosos son pesados como osmiridio. La arena y el osmiridio pueden ser tambien fundidas con plata y borax, luego son extraídos con acido nitrico diluido, dejando granos de osmiridio libres de la arena. EQUIPOS, MATERIALES Y REACTIVOS: EQUIPOS: Espectrofotometro de absorción atómica Balanza analítica ADN +/- 0,0001 g MATERIALES: Espátula de acero Vasos de precipitados

Probeta Vidrio reloj Embudo con caña Balones aforados con tapa Plancha de calentamiento Frasco lavados Pipetas volumetricas Macropipetas con tips Papel de filtro banda azul Lampara de catodo hueco para platino REACTIVOS: Acido clorhidrico conc. g.a. Acido Nitrico conc. g.a. Agua desionizada Estandar de platino certificado PARTE EXPERIMENTAL CONDICIONES ANALITICAS

Elemento Pt Longitud de onda (nm) 265.9 Ancho de la rendija (nm) 0.5 Corriente de la lampara (mA) 14 Llama Aire-Acetileno Modo de medida BGC-D2 Altura del quemador (mm) 7 Angulo del quemador (deg) 0 Flujo del gas combustible (L/min) 1.8

TRATAMIENTO DE LA MUESTRA: De acuerdo a los metodos presentados en el marco teórico se eligió el metodo convencional con agua regia para realizar el ataque de la muestra: Se pesó 5.0000 g de muestra pulverizada y homogenizada, en un beaker de 100 mL. Se adicionó 20 mL de agua regia y se llevo a sequedad. Evitando el chisporroteo de la muestra. Se adicionó de nuevo 10 mL de agua regia y se dejo calentar por aproximadamente 30 min. Se filtró la solución en un papel de filtro banda azul (retencion de finos cristales) y se aforo con HCl 2M. La muestra se realizó por duplicado y en el análisis de realizó un blanco de reactivos. Ver anexo. Registro de analisis de Platino por absorción atómica.

Observación: El cookbook del equipo A.A. 660 Shimadzu, hace referencia a una posible perdida de sensibilidad por la coexistencia de otros metales preciosos en solución, esta se reduce realizando una adición de 0.1 0.2 % de cloruro de Lantano. PREPARACIÓN DE LA CURVA DE CALIBRACIÓN ENSAYO 1. La curva de calibración se preparó a partir de un estandar de platino de 1000 ppm que contiene platino en la forma: H2PtCl6 en HCl 2M, ampolleta marca MERCK. Se prepararon 100 mL de soluciones estandares para la curva de calibración con concentraciones de platino de 20, 40, 60, 80, y 100 ppm a partir de la solución de 1000 ppm y se aforaron con HCl 2M. Se prepararon esta concentraciones debido a que en ensayos previos se realizó una curva de 0 a 10 ppm siendo estas señales no detectadas en el equipo. Posteriormente se realizaron analisis con curvas de 0 a 10 ppm pero en intervalos de 2 ppm.Finalmente se realizaron analisis para verificar señal de absorbancia. Inicialmente se adicionó 10 mL de KCl al 10% a cada estándar de acuerdo con la bibliografía la cual menciona que una posible interferencia de ionización en la llama la cual puede ser eliminada mediante el uso del KCl. Se preparó una solución de chequeo de 50 ppm por duplicado. (Este es el centroide de la curva) ESTAS MUESTRAS SE CUANTIFICARON EN EL LABORATORIO DEL INGEOMINAS-CALI. ENSAYO 2. Las muestras mencionadas en el ensayo 1. fueron analizadas en el laboratorio de Industriales en la Universidad del Valle. ENSAYO 3. Se prepararon las soluciones estandares de nuevo partiendo de un estandar de 1000 ppm que se encontraba en frasco ambar. (Wako) Las concentraciones de los estandares de este ensayo son iguales a las concentraciones de los estandares del ensayo 1. PERO NO SE REALIZÓ ADICIÓN DE KCl. Se preparó igualmente una solución de chequeo de 50 ppm.

ENSAYO 4. Se prepararon las soluciones estandares de nuevo partiendo del estandar de 1000 ppm utilizado en el ensayo 1. Las concentraciones de los estandares de este ensayo son iguales a las concentraciones de los estandares del ensayo 1. PERO NO SE REALIZÓ ADICIÓN DE KCl. Se preparó igualmente una solución de chequeo de 50 ppm. RESULTADOS: PRELIMINARES CURVA DE CALIBRACIÓN DE 0, 5, 10 ppm DE PLATINO:

Concentración Pt Absorbancia 0.000 - 0.000 5.000 - 0.000 10.00 - 0.000

Blanco 0.0028 CURVA DE CALIBRACIÓN DE 0, 2.0, 4.0, 6.0, 8.0, 10.0 ppm DE PLATINO:

Concentración Pt Absorbancia 0.000 - 0.002 2.000 0.003 4.000 0.002 6.000 0.004 8.000 0.003 10.00 0.002

CURVA DE CALIBRACIÓN DE 10, 20, 30, 40, 50, 60 ppm DE PLATINO.

Concentración Pt Absorbancia 10.00 0.012 20.00 0.017 30.00 0.024 40.00 0.030 50.00 0.036 60.00 0.045

CURVA DE CALIBRACIÓN DE 20, 40, 60, 80, 100 ppm DE PLATINO.

Concentración Pt Absorbancia 20.00 0.024 40.00 0.034 60.00 0.046 80.00 0.060

100.00 0.072 Las soluciones estandar de chequeo de 50 ppm detectaron 0.038 y 0.037 unidades de absrobancia lo que equivale respectivamente a 44.87 y 44.08 ppm de platino. ENSAYO 1. RESULTADOS CURVA DE CALIBRACIÓN DE 20, 40, 60, 80, 100 ppm DE PLATINO.


100.00 0.133 Se determinó concentración de la solución de chequeo y la muestra M 1777 concentrado de mesa geminis y cola de procedimiento interno para determinacion de oro por leachwell que lleva su mismo codigo.

Cod Muestra Concentración de Pt (g/T)

M 1777 Conc (1) 167.3 M 1777 Conc (2) 430

M 1777 Cola L.W. (1) 520 M 1777 Cola L.W. (2) 440

Blanco de rtivos N.D. ENSAYO 2. Equipo utilizado: Perkin Elmer En este analisis se llevó una lampara de Pt suministrada por la profesora Gloria Lasso, con el fin de realizar comparativos de las energias de las lamparas. Lampara Varian: Se le aplicó una corriente de 25 mA. El estandar de 100 ppm detecto una señal de absorbancia de 0.058 ppm.

Con la lampara del INGEOMINAS se realizó curva de calibración de platino con las siguientes concentraciones:


100.00 0.222


M 1777 Conc (1) 37.2 M 1777 Conc (2) 60.5

M 1777 Cola L.W. (1) 55.8 M 1777 Cola L.W. (2) 60.5

Blanco de rtivos N.D. Energia de la lampara: 57 ENSAYO 3.


100.00 0.247 Muestras cuantificadas:


M 1777 Conc (1) 37.62 M 1777 Conc (2) 77.85

M 1777 Cola L.W. (1) 74.19 M 1777 Cola L.W. (2) 83.14

Blanco de rtivos N.D. ENSAYO 4.


100.00 0.258

Muestras cuantificadas:


M 1777 Conc (1) 50.80 M 1777 Conc (2) 85.35

M 1777 Cola L.W. (1) 84.93 M 1777 Cola L.W. (2) 97.39

Blanco de rtivos N.D. CALCULOS Concentración de platino en muestra ppm = Concentración en ppm *Vtotal (mL) Peso de la muestra (g)

COMPARATIVO DE RESULTADOS EN MUESTRAS REALES

Cod Muestra Concentración

de Pt (g/T) Concentración

de Pt (g/T) Concentración

de Pt (g/T) Concentración de

Pt (g/T) M 1777 Conc (1) 167,3 37,2 37,62 50,8 M 1777 Conc (2) 430 60,5 77,85 85,35

M 1777 Cola L.W. (1) 520 55,8 74,19 84,93

M 1777 Cola L.W. (2) 440 60,5 83,14 97,39 Blanco de reactivos N.D. N.D. N.D. N.D.

Comparativo Curvas de Calibración

y = 0,0011x + 0,0216

R2 = 0,9994

y = 0,0022x + 0,0046

R2 = 0,9872

y = 0,0025x - 0,0001

R2 = 0,9997

y = 0,0026x - 0,0044

R2 = 0,9995

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0 20 40 60 80 100 120

CONCENTRACIÓN DE PLATINO EN ppm

SE

ÑA

L D

E A

BS

SO

RB

AN

CIA

EN

un

idad

es d

e ab

sorb

anci

a

curva 1 curva 2 curva 3 curva 4Lineal (curva 2) Lineal (curva 3) Lineal (curva 4)

ENSAYOS A REALIZAR: SE VISITARÁ LA COMPAÑÍA PMGroup PARA REALIZAR COMPARACIÓN INTERLABORATORIO DE LOS ESTANDARES Y MUESTRAS REALIZADOS.

Ensayos previos a validación de metodología Platino

Documents

Transcript of Ensayos previos a validación de metodología Platino