甲醛肟分光光度法測定鈾水冶廢水中的錳

陳 強(qiáng),周麗華,張慧妍,苑海濤,王 揚(yáng)

(核工業(yè)北京化工冶金研究院，北京 101149)

甲醛肟分光光度法測定鈾水冶廢水中的錳

陳 強(qiáng),周麗華,張慧妍,苑海濤,王 揚(yáng)

(核工業(yè)北京化工冶金研究院，北京 101149)

甲醛肟；廢水；分光光度法；測定；錳

鈾水冶過程中，礦石、尾渣中的錳被浸泡析出，浸出鈾時(shí)加入氧化劑軟錳礦也會(huì)將錳引入到生產(chǎn)流程中，使待排廢水中含有主要以二價(jià)離子形式存在的錳元素[1]，且其含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過國家排放標(biāo)準(zhǔn)[2]，需要治理后排放[3]。目前，一般采用原子吸收分光光度法測定廢水中的錳[4-6]，但由于鈾水冶廢水組成復(fù)雜，測定結(jié)果有時(shí)不穩(wěn)定，所以試驗(yàn)提出采用甲醛肟分光光度法測定鈾水冶廢水中的錳。

1 試驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

T6紫外可見分光光度計(jì)(普析通用)，HGY-2018型酸度計(jì)(核工業(yè)北京化工冶金研究院)，分析天平(Sartorius公司)。

1 000 mg/L錳標(biāo)準(zhǔn)溶液(核工業(yè)北京化工冶金研究院)，氨水、EDTA-2Na(北京化工廠)，氯化銨、甲醛(國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)，鹽酸羥胺(西隴化工)，pH=11的氨-氯化銨緩沖溶液。

甲醛肟顯色劑[7]：40 g鹽酸羥胺溶于500 mL去離子水中，加20 mL 37%的甲醛溶液，用去離子水定容至1 000 mL。

掩蔽劑：0.2 mol/L EDTA-2Na溶液，37.0 g

EDTA-2Na溶于1 000 mL去離子水中。

所有試劑均為優(yōu)級(jí)純，所用水為實(shí)驗(yàn)室自制去離子水。

1.2 試驗(yàn)原理

堿性條件下，Mn2+與甲醛肟反應(yīng)生成棕色配合物，配合物在450 nm波長處有最大吸收峰，在一定濃度范圍內(nèi)，吸光度與錳離子質(zhì)量濃度呈線性相關(guān)，通過對(duì)測定吸光度可實(shí)現(xiàn)對(duì)水中錳離子的測定。試驗(yàn)過程中，加入鹽酸羥胺和EDTA消除或降低鐵及其他陽離子的干擾。

1.3 試驗(yàn)方法

準(zhǔn)確移取不同體積的錳離子標(biāo)準(zhǔn)溶液于25 mL具塞比色管中，依次加入2.5 mL掩蔽劑，2.5 mL顯色劑，2.5 mL緩沖溶液，每加入一種試劑后均需搖勻，用去離子水定容至刻度，放置2 min后在波長450 nm處測定其吸光度。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 Mn-甲醛肟配合物的吸收光譜

按試驗(yàn)方法配制Mn-甲醛肟反應(yīng)溶液，并掃描Mn-甲醛肟配合物的吸收光譜，結(jié)果如圖1所示。可以看出，配合物的最大吸收峰在450 nm處。

圖1 Mn-甲醛肟配合物的吸收曲線

2.2 體系pH對(duì)Mn2+測定的影響

在Mn2+與甲醛肟反應(yīng)體系中，溶液pH對(duì)測定結(jié)果有重要影響。試驗(yàn)選用氨-氯化銨緩沖溶液調(diào)節(jié)體系pH，在pH為9.50～13.00范圍內(nèi)測定吸光度，結(jié)果如圖2所示。

圖2 體系pH對(duì)溶液吸光度的影響

由圖2看出，體系pH為11.0時(shí)，配合物吸光值達(dá)最大且穩(wěn)定。

2.3 顯色劑用量對(duì)Mn2+測定的影響

依據(jù)Mn2+與甲醛肟反應(yīng)生成配合物的量來確定Mn2+的量。分別加入不同體積顯色劑，按試驗(yàn)方法進(jìn)行測定，結(jié)果如圖3所示。

圖3 顯色劑用量對(duì)溶液吸光度的影響

由圖3看出，顯色劑用量為2.5 mL時(shí)，體系吸光值最大。所以，后續(xù)試驗(yàn)中確定顯色劑用量為2.5 mL。

2.4 顯色時(shí)間及穩(wěn)定性

選擇氨-氯化銨緩沖溶液，適宜pH條件下，溶液吸光度在2 min后達(dá)到穩(wěn)定，在4 h內(nèi)無明顯變化。

2.5 工作曲線

對(duì)于Mn2+質(zhì)量濃度為2 mg/L的溶液進(jìn)行10次平行測定，結(jié)果相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.1%。

將Mn2+標(biāo)準(zhǔn)溶液分別稀釋成不同質(zhì)量濃度，在最佳條件下按試驗(yàn)方法在最大吸收波長下平行測定吸光度5次，得到標(biāo)準(zhǔn)工作曲線如圖4所示。

圖4 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線

由圖4看出，在一定濃度范圍內(nèi)，溶液吸光度與Mn2+質(zhì)量濃度呈線性關(guān)系，線性范圍0.05～5 mg/L，回歸方程為

y=0.182x-4.386×10-4，

式中：y—吸光值；x—Mn2+質(zhì)量濃度，mg/L；相關(guān)系數(shù)R2=0.999。

該方法的檢出限(3σ)為0.01 mg/L，測定結(jié)果穩(wěn)定可靠。

2.6 共存離子的干擾和消除

3 樣品分析

按試驗(yàn)方法對(duì)某鈾礦尾礦壩水樣進(jìn)行測定，并與原子吸收法分析結(jié)果進(jìn)行比較，結(jié)果見表1。可以看出，測定結(jié)果與原子吸收法的相吻合，結(jié)果穩(wěn)定可靠。

表1 鈾尾礦廢水測定結(jié)果

4 結(jié)論

甲醛肟分光光度法測定鈾水冶廢水中的錳離子靈敏度高，穩(wěn)定性好，方法簡單，試劑、設(shè)備價(jià)格低廉，測定結(jié)果穩(wěn)定可靠。樣品中共存離子不影響測定，無需分離。該方法適用于鈾水冶工藝廢水中錳的測定。

[1] 鄧錦勛，孟健，程威，等.某鈾礦尾礦庫廢水處理工藝研究[J].鈾礦冶，2011，30(2)：100-103.

[2] 李建國，郭擇德.某尾礦庫周圍環(huán)境中污染物生態(tài)轉(zhuǎn)移研究[J].輻射防護(hù)，2002，22(1)：9-14

[3] 解洪亮，孔凡峰，孫希龍，等.鈾礦山高錳礦井水處理試驗(yàn)研究[J].鈾礦冶，2015,30(4)：276-281.

[4] 劉娟，李紅春，王津，等.華南某鈾礦開采利用對(duì)地表水環(huán)境質(zhì)量的影響[J].環(huán)境化學(xué)，2012，31(7)：981-989.

[5] 陸詩潔，游建南.鈾、鉬分離工藝中鈾和鉬的測定：Ⅰ：鈾的測定[J].濕法冶金，2002，21(1)：49-55.

[6] 孫立梅，游建南.鈾、鉬分離工藝中鈾和鉬的測定：Ⅱ：鉬的測定[J].濕法冶金，2002，21(2)：93-104.

[7] 程莉，魏小紅，張加玲.甲醛肟分光光度法測定生活飲用水中錳方法的改進(jìn)[J].中國衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志，2013，23(6)：1607-1608.

Determination of Manganese in Uranium Mining and Metallurgical Wastewater by Formaldehyde Oxime Spectrophotometry

CHEN Qiang，ZHOU Lihua,ZHANG Huiyan,YUAN Haitao,WANG Yang

(BeijingResearchInstituteofChemicalEngineeringandMetallurgy,CNNC，Beijing101149，China)

formald oxime；waste water；spectrophotometry；determination;manganese

2016-08-19

陳強(qiáng)(1981-),男,江西進(jìn)賢人，本科，高級(jí)工程師，主要研究方向?yàn)榛瘜W(xué)分析儀器研發(fā)。

O657.3

A

1009-2617(2017)02-0164-03

10.13355/j.cnki.sfyj.2017.02.018