EDXRF在酸性廢水及酸浸液分析中的應(yīng)用

王 丹，趙靜靜，郭思儀，趙有剛

(金川集團(tuán)股份有限公司檢測(cè)中心二廠區(qū)分析室,陜西 西安 710000)

能量色散型X-射線熒光光譜儀（簡稱EDXRF），具有光譜干擾簡單，價(jià)格低廉，維護(hù)費(fèi)用低的優(yōu)勢(shì)，可方便的在定量分析的同時(shí)對(duì)樣品中的其他元素進(jìn)行定性和半定量分析，已被廣泛應(yīng)用于水泥、食品、醫(yī)藥、電子、油品等領(lǐng)域的常量分析。為了解決影響冶煉和化工發(fā)展的尾礦堆存、硫酸銷售、酸性廢水排放等問題，實(shí)現(xiàn)資源綜合利用和循環(huán)經(jīng)濟(jì)，且克服此溶液中雜質(zhì)元素干擾，故采用能量色散型X-射線熒光光譜測(cè)定樣品中的Ni、Cu、Fe、Pb、Zn、As元素。本文建立了能量色散型X-射線熒光光譜測(cè)定酸性廢水及酸浸液中Ni、Cu、Fe、Pb、Zn、As的分析方法，實(shí)現(xiàn)了一次進(jìn)樣多種元素連續(xù)測(cè)定，具有化學(xué)試劑消耗低、簡便、快速的優(yōu)點(diǎn)，在對(duì)待測(cè)元素測(cè)定的同時(shí)可兼對(duì)共存元素進(jìn)行定性（或半定量）分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，此方法完全可以滿足批量工業(yè)化試驗(yàn)研究的分析需求。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器及設(shè)備

QUANT′X型熒光分析儀美國熱電公司，Chemple商標(biāo)邁拉膜（4.0μm，76mm×91.4m），HCl（1+1）。

1.2 儀器測(cè)量條件

表1

1.3 試驗(yàn)方法

（1）標(biāo)準(zhǔn)樣品的配制。①收集一定量的酸性廢水溶液，對(duì)所收集的樣品用EDXRF分析方法進(jìn)行定性或半定量分析，確定所收集樣品中的主要雜質(zhì)元素。②針對(duì)其中的雜質(zhì)元素配制20個(gè)含量不等的標(biāo)準(zhǔn)化樣品，將溶液PH值調(diào)節(jié)到1.5，采用化學(xué)法1，原子吸收2及原子熒光光譜法3對(duì)雜質(zhì)含量進(jìn)行準(zhǔn)確定值。

（2）樣品分析。①樣品前處理：將酸性廢水溶液進(jìn)行干過濾。將濾液倒入樣品盒中進(jìn)行分析，樣品濃度應(yīng)在曲線范圍內(nèi)。②測(cè)量結(jié)果超出曲線范圍，對(duì)其進(jìn)行稀釋再測(cè)定。對(duì)樣品稀釋時(shí)，分取適量的樣品于100mL容量瓶中，滴加2滴～3滴（1+1）HCl（pH=0.5～2），用水稀釋至刻度，搖勻。用EDXRF進(jìn)行測(cè)定。

注：樣品分析時(shí)使用的邁拉膜必須與制作標(biāo)準(zhǔn)曲線時(shí)采用的膜相一致。

2 結(jié)果討論

（1）酸度的選擇。按照試驗(yàn)方法分取已知準(zhǔn)確含量的同一個(gè)樣品，用（1+1）鹽酸調(diào)節(jié)溶液為不同的pH值進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定結(jié)果見圖1。

圖1 酸度試驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)被測(cè)溶液pH＞2.0時(shí)，F(xiàn)e、As元素的結(jié)果波動(dòng)較大，pH=0.5～2.0時(shí)，被測(cè)溶液中各個(gè)元素的結(jié)果比較穩(wěn)定。因此，本方法選取pH=0.5～2.0，即被測(cè)溶液中加入2滴～3滴（1+1）HCl控制酸度。

（2）工作曲線范圍。對(duì)標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行測(cè)定，各元素的相關(guān)系數(shù)分別為：Ni：0.9990，Cu：0.9997，F(xiàn)e：0.9998，Pb：0.9992，Zn：0.9995，As：0.9998。

（3）精密度試驗(yàn)。隨機(jī)收集三個(gè)酸性廢水實(shí)際樣品，用不同的分析方法分別進(jìn)行測(cè)定。RSD分別為Ni：1.29%～1.70%，Cu：0.21%～1.87%，F(xiàn)e：0.37%～1.32%，Pb：0.31%～1.90%，Zn：0.24%～0.38%，As：0.06%～0.30%。

從以上數(shù)據(jù)可以看出，采用EDXRF儀器分析，RSD可滿足快速分析的要求，為生產(chǎn)提供及時(shí)訊息。

（4）準(zhǔn)確度試驗(yàn)。隨機(jī)抽取酸性廢水班樣，用EDXRF進(jìn)行測(cè)定，并與化學(xué)結(jié)果進(jìn)行比較。結(jié)果見表2。

表2 準(zhǔn)確度試驗(yàn)

從以上分析結(jié)果可以看出，采用EDXRF進(jìn)行樣品分析，分析結(jié)果可靠。

（5）回收率試驗(yàn)。取不同濃度的樣品混成一個(gè)大樣，對(duì)其進(jìn)行定量掃描，得到其結(jié)果。分取10mL樣品，依次加入不同濃度的Ni、Cu、Fe、Pb、Zn、As標(biāo)準(zhǔn)溶液對(duì)其進(jìn)行測(cè)定。經(jīng)過測(cè)定，Ni的加標(biāo)回收率為100%，Cu的加標(biāo)回收率為94.90%～108.21%，F(xiàn)e的加標(biāo)回收率為96.25%～97.00%，Pb的加標(biāo)回收率為90.93%～93.91%，Zn的加標(biāo)回收率為99.51%～101.33%，As的加標(biāo)回收率為102.84%～104.60%。Pb的加標(biāo)回收率較低，但本方法只針對(duì)快速分析樣品，為生產(chǎn)提供趨勢(shì)分析，因此達(dá)到生產(chǎn)要求。

3 結(jié)語

本文建立了EDXRF分析酸性廢水及酸浸液中Ni、Cu、Fe、Pb、Zn、As的分析方法，其精密度及回收率指標(biāo)均令人滿意。該方法簡單快速，干擾小，能夠快速提供分析結(jié)果，滿足了公司科研攀登項(xiàng)目的分析需求。生產(chǎn)成本極低，尤其在人員極其緊缺的情況下，可以大大提高工作效率。可方便地在定量分析的同時(shí)，隨時(shí)觀測(cè)到樣品中雜質(zhì)元素的變化情況，為生產(chǎn)提供了可靠的數(shù)據(jù)。