ICP-AES法測定銅砷濾餅中的錸

葉翠情，甘穎(1.中條山有色金屬集團有限公司，山西 運城 043700；.安徽理工大學化學工程學院，安徽 淮南 3001 )

0 引言

冶煉銅廠在制酸過程中需要對煙氣進行凈化，在此過程中產(chǎn)生的污酸進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]。目前國內(nèi)外均有相對成熟的銅砷濾餅中提取錸的工藝[3]。但是對銅砷濾餅中錸的測定國內(nèi)外均還沒有統(tǒng)一的分析標準，本論文在針對銅砷濾餅中錸的測定方面填補了空白。

1 實驗部分

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，實驗用水為去離子水。

錸標準儲備溶液(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。

錸標準溶液(100 μg/mL)：移取10.00 mL錸標準儲備溶液于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(美國熱電)。

1.3 實驗方法

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，干過濾后按照工作曲線法ICP-AES上測定錸的含量。

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錸標準溶液于六個100 mL容量瓶中，加入10 mL硝酸，用水稀釋至刻度，混勻。此標準溶液1 mL含錸量依次為0 μg、0.5 μg、1 μg、2 μg、5 μg、10 μg。

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

2 結(jié)果與討論

2.1 儀器工作條件

選擇標準溶液作為考察對象。通過綜合考察確定了實驗的最佳儀器測量參數(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，測定錸的多條譜線的強度。對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，試驗結(jié)果如表3所示。

表3 溶樣方法選擇

由表3可見，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+高氯酸溶解試樣時會有高氯酸冒煙情況，而高氯酸冒煙會導致錸的損失使結(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 熔樣溫度及時間的選擇

選擇4#試樣作為考察對象，分別選擇600 ℃、650 ℃、700 ℃、30 min升溫至650 ℃四個方案進行溫度試驗，試驗結(jié)果如表4所示。

表4 熔樣溫度的選擇

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

選擇4#試樣作為考察對象，分別選擇15 min、30 min、60 min進行熔樣，試驗結(jié)果分別為0.584%、0.581%、0.587%。從結(jié)果中可以看出，當熔樣時間為15～30 min時，對結(jié)果影響不大，因此本實驗選擇熔樣時間為30 min。

2.5 檢出限試驗

按照實驗方法測定空白溶液11次，其測定值為：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。以三倍標準偏差計算檢出限，以10倍標準偏差計算測定下限，通過計算得檢出限為0.003 6 μg/mL，測定下限為0.012 0 μg/mL，滿足分析要求。

2.6 干擾試驗

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錸標準溶液進行干擾實驗，測定結(jié)果如表5所示，表5表明各共存元素不影響測定錸量。

表5 干擾試驗

2.7 精密度試驗

按照實驗方法，測定1～5號樣品中錸量，平行測定11次，結(jié)果如表6所示。由表6可見，方法的相對標準偏差在0.42%～2.61%。

表6 精密度試驗結(jié)果

2.8 回收率試驗

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

表7 回收率試驗

3 結(jié)論

建立了ICP-AES測定銅砷濾餅中的錸含量0.005 0%～2.500 0%的方法。方法的相對標準偏差為0.42%～2.61%，樣品加標回收率為95.7%～101.9%。方法靈敏度高、結(jié)果準確、操作簡便，適合于測定銅砷濾餅中的錸量。