有色金属二次资源载体催化剂的分解

催化剂广泛应用于石油化工的各种精炼以及汽车、矿山机械等的废气净化方面。应用的有色金属有铂、钯、钌、铑、铱等。根据应用领域的不同可以制成各种各样的催化剂。纯铂族金属制成的催化网是一种合金，如硝酸工业用铂-钯-铑催化网。载体催化剂在载体上吸附有色金属，其中有色金属含量一般为万分之几到千分之几，载体有Al2O3、SiO2、ZrO2等。若催化剂试样的类型和有色金属的含量可知，在对催化剂试样进行溶解时，应针对不同载体采用不同的溶解方法。载体催化剂的分解较简单，采用酸溶法或碱熔法均可分解完全。

①灰化分解法　

灰化分解法适用于分解含有机物的试样，测定有机物中的无机元素。此法主要有定温灰化法、氧瓶燃烧法、燃烧法及低温灰化法等几种。

a.定温灰化法　

将试样置于蒸发皿中或坩埚内，在空气中一定温度范围（500～550℃）内加热分解、灰化，所得残渣用适当溶剂溶解后进行测定。此法常用于测定有机物和生物试样中的多种金属元素，如锑、铬、铁、钠、锶、锌等。

b.氧瓶燃烧法　

在充满氧气的密闭瓶内引燃有机物，瓶内用适当的吸收剂吸收其燃烧产物，然后用适当的方法测定。此法广泛用于测定有机物中的卤素、硫、磷、硼等元素。

c.燃烧法　

在氧气流存在下，试样在燃烧管中燃烧，用Na2SO3和Na2CO3的混合溶液作吸收液吸收燃烧产物，然后用适当的方法测定。此法主要用于测定有机物中的卤素和硫等元素。

d.低温灰化法　

在低温灰化装置（<100℃）中借助高频激发的氧气将有机试样氧化分解。此法可以测定有机物中的多种无机元素，如银、砷、镉、钴、铬、铜、铁、汞、碘、锰、钠、镍、铅及铂等。

②酸分解法　

酸分解法是一种理想的分解方法，可以使有色金属在溶样时与载体分开，并使测定简单化，适用于分解有机物试样，可测定有机物中的金属、硫、卤素等元素。此法常用硫酸、硝酸或混合酸分解试样，在凯氏烧瓶中加热，试样中的有机物即被氧化成CO2和H2O，金属元素则转变为硫酸盐或硝酸盐，非金属元素则转变为相应的阴离子。下面简要介绍几种混合溶剂。

a.浓硫酸和浓硝酸的混合酸　

利用这种混合酸在凯氏烧瓶中分解有机试样，可以测定试样中的金、铋、钴、铜、锑等金属元素。

b.硝酸和高氯酸的混合酸　

将67%HNO3和76%HClO4以1∶1的比例混合，和试样一起在催化剂存在下，在凯氏烧瓶中由室温慢慢加热将试样分解。可以测定砷、磷、硫及除汞外的其他金属元素。

c.浓硫酸和过氧化氢　

在试样中先加浓硫酸，然后加适量的30%过氧化氢，从而使试样分解。可以测定有机物中的银、金、砷、铋、汞、锑、锗等元素。

d.浓硫酸和重铬酸钾　

利用这种混合溶剂在凯氏烧瓶中将有机试样分解，可以测定试样中的卤素。

e.发烟硝酸和硝酸银　

试样中加入发烟硝酸与硝酸银，在闭管中加热（250～300℃）5～6h，使试样分解，可以测定试样中的溴、铬、硫等元素以及测定挥发性有机金属化合物。

根据试料性质，可使用不同比例、类型的混合酸分解，其中主要是盐酸-硝酸混合酸。常用的溶剂是王水，因有色金属在载体表层分散很细，不仅铂、钯、金易溶解，而且铑、铱也可定量溶解。对于以活性炭为载体的钯或铂催化剂，可用硝酸-高氯酸发烟除碳化物，并尽量除去高氯酸，再加盐酸使之转化为钯或铂的氯化物；也可于500～700℃灼烧除尽碳化物，再用还原剂如甲酸、水合肼于低温下还原因灼烧而形成的氧化铂或氧化钯后，用盐酸-硝酸混合酸溶解。除去催化剂中的有机物，可用硫酸发烟使有机物碳化，用过氧化氢除尽碳化物，然后用盐酸-硝酸混合酸溶解。

③加压消解法　

用王水或王水-氟化氢、盐酸-过氧化氢混合物于聚四氟乙烯消化罐和烘箱中在150℃消解试样。

④碱熔融法　

用过氧化钠或过氧化钠-氢氧化钠混合熔剂于镍坩埚或高铝坩埚和马弗炉中在700～800℃熔融试料，然后用水浸取、盐酸酸化。以活性炭为载体的催化剂，于500～700℃灼烧除尽碳化物，再用碱熔融。

在以上方法中，以混合酸分解法应用最为普遍，但加压消解法操作简便，分解完全。对于含钌的催化剂，碱熔是最适宜的方法。

水溶液氯化法也是分解有色金属的重要手段。对于磨细的含铂、钯、金的催化剂是一种有效方法，对铑、铱的溶解效果稍差。水溶液氯化法和酸分解法基本上不溶解载体。Al2O3载体可用H2SO4溶解。含钌、铱、铑的试样宜用碱熔法分解。废的电容器材料是由氧化铝电容器碎片上含有有色金属的铅涂层构成的，也可用高温氯化法分解。