ICP-AES法測(cè)定銅砷濾餅中的錸

葉翠情，甘穎(1.中條山有色金屬集團(tuán)有限公司，山西 運(yùn)城 043700；.安徽理工大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院，安徽 淮南 3001 )

0 引言

冶煉銅廠在制酸過(guò)程中需要對(duì)煙氣進(jìn)行凈化，在此過(guò)程中產(chǎn)生的污酸進(jìn)行硫化處理后形成的廢渣就是銅砷濾餅[1]。銅砷濾餅除主要含有銅、砷外，還含有少量的鈣、鎂、鋅、錸等元素，其中錸的含量也較高[2]。目前國(guó)內(nèi)外均有相對(duì)成熟的銅砷濾餅中提取錸的工藝[3]。但是對(duì)銅砷濾餅中錸的測(cè)定國(guó)內(nèi)外均還沒(méi)有統(tǒng)一的分析標(biāo)準(zhǔn)，本論文在針對(duì)銅砷濾餅中錸的測(cè)定方面填補(bǔ)了空白。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要試劑

氧化鎂、硝酸鉀、鹽酸、硝酸、硫酸。分析所用試劑均為分析純，實(shí)驗(yàn)用水為去離子水。

錸標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液(1 000 μg/mL)：稱取1.000 0 g金屬錸粉(Re≥99.99%)于200 mL燒杯中，加入20 mL鹽酸、5 mL硝酸，加熱至完全溶解，冷卻至室溫，移入1 000 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻，備用。

錸標(biāo)準(zhǔn)溶液(100 μg/mL)：移取10.00 mL錸標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液于100 mL容量瓶中，加入10 mL硝酸，用水稀釋至刻度，混勻。

1.2 主要儀器

Optima 6300電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(美國(guó)熱電)。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

先在瓷坩堝中加入1.0 g氧化鎂和0.5 g硝酸鉀，再按表1準(zhǔn)確稱取試樣置于瓷坩堝中，最后攪拌均勻后加入0.5 g氧化鎂。將瓷坩堝放入已升溫至650 ℃的馬弗爐中，保溫30 min后取出冷卻。將瓷坩堝放入250 mL燒杯中，加入30 mL熱水放在電熱板上加熱浸取，完成后加入5 mL H2O2保溫30 min，取下趁熱過(guò)濾，收集濾液在150 mL燒杯中，在電熱板上濃縮體積，取下稍冷后加入10 mL硝酸介質(zhì)，定容體積如表1所示，干過(guò)濾后按照工作曲線法ICP-AES上測(cè)定錸的含量。

表1 稱樣量及體積

1.4 工作曲線

分別移取0 mL、0.5 mL、1 mL、2 mL、5 mL、10 mL錸標(biāo)準(zhǔn)溶液于六個(gè)100 mL容量瓶中，加入10 mL硝酸，用水稀釋至刻度，混勻。此標(biāo)準(zhǔn)溶液1 mL含錸量依次為0 μg、0.5 μg、1 μg、2 μg、5 μg、10 μg。

在與測(cè)量試液相同的條件下，于ICP-AES上，測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)溶液系列的光譜強(qiáng)度，減去標(biāo)準(zhǔn)溶液系列中“零”濃度的響應(yīng)值，以錸質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，光譜強(qiáng)度為縱坐標(biāo)，繪制工作曲線。

2 結(jié)果與討論

2.1 儀器工作條件

選擇標(biāo)準(zhǔn)溶液作為考察對(duì)象。通過(guò)綜合考察確定了實(shí)驗(yàn)的最佳儀器測(cè)量參數(shù)，如表2所示。

表2 儀器工作參數(shù)

2.2 分析譜線

在同一條件下，測(cè)定錸的多條譜線的強(qiáng)度。對(duì)各分析線處依次掃描，觀察屏幕上的光譜輪廓圖像。從靈敏度及光譜干擾等綜合考慮，確定錸的譜線為197.313 nm。

2.3 溶樣方法的選擇

選擇3#試樣作為考察對(duì)象，分別用鹽酸、硝酸、鹽酸+硝酸、鹽酸+硝酸+氫氟酸+高氯酸、堿熔(氧化鎂+硝酸鉀)燒結(jié)溶解試樣，試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

表3 溶樣方法選擇

由表3可見(jiàn)，采用鹽酸或是硝酸或是鹽酸+硝酸都不能完全溶解試樣，都有不溶物；采用硝酸+鹽酸+氫氟酸+高氯酸溶解試樣時(shí)會(huì)有高氯酸冒煙情況，而高氯酸冒煙會(huì)導(dǎo)致錸的損失使結(jié)果明顯偏低。因此采用堿熔(氧化鎂+硝酸鉀)燒結(jié)熔樣。

2.4 熔樣溫度及時(shí)間的選擇

選擇4#試樣作為考察對(duì)象，分別選擇600 ℃、650 ℃、700 ℃、30 min升溫至650 ℃四個(gè)方案進(jìn)行溫度試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表4所示。

表4 熔樣溫度的選擇

由表4可見(jiàn)，熔樣溫度為600 ℃時(shí)，結(jié)果略偏低；熔樣溫度為650 ℃、700 ℃和階段升溫時(shí)，結(jié)果相差不大。因此選擇熔樣溫度為650 ℃。

選擇4#試樣作為考察對(duì)象，分別選擇15 min、30 min、60 min進(jìn)行熔樣，試驗(yàn)結(jié)果分別為0.584%、0.581%、0.587%。從結(jié)果中可以看出，當(dāng)熔樣時(shí)間為15～30 min時(shí)，對(duì)結(jié)果影響不大，因此本實(shí)驗(yàn)選擇熔樣時(shí)間為30 min。

2.5 檢出限試驗(yàn)

按照實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定空白溶液11次，其測(cè)定值為：0.002 8、

0.005 1、0.004 7、0.006 2、0.002 8、0.002 6、0.003 4、0.004 1、0.002 4、0.003 6、0.001 9。以三倍標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算檢出限，以10倍標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算測(cè)定下限，通過(guò)計(jì)算得檢出限為0.003 6 μg/mL，測(cè)定下限為0.012 0 μg/mL，滿足分析要求。

2.6 干擾試驗(yàn)

銅砷濾餅除主要含有銅、砷外，還含有少量的鈣、鎂、鋅、錸等元素。分別以1.0 μg/mL、5.0 μg/mL錸標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行干擾實(shí)驗(yàn)，測(cè)定結(jié)果如表5所示，表5表明各共存元素不影響測(cè)定錸量。

表5 干擾試驗(yàn)

2.7 精密度試驗(yàn)

按照實(shí)驗(yàn)方法，測(cè)定1～5號(hào)樣品中錸量，平行測(cè)定11次，結(jié)果如表6所示。由表6可見(jiàn)，方法的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在0.42%～2.61%。

表6 精密度試驗(yàn)結(jié)果

2.8 回收率試驗(yàn)

選取4#樣品進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)，結(jié)果如表7所示。由表7可見(jiàn)，方法的回收率為95.7%～101.9%。

表7 回收率試驗(yàn)

3 結(jié)論

建立了ICP-AES測(cè)定銅砷濾餅中的錸含量0.005 0%～2.500 0%的方法。方法的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.42%～2.61%，樣品加標(biāo)回收率為95.7%～101.9%。方法靈敏度高、結(jié)果準(zhǔn)確、操作簡(jiǎn)便，適合于測(cè)定銅砷濾餅中的錸量。