ICP-AES法测定铜砷滤饼中的铼

2021-08-16叶翠情甘颖中条山有色金属集团有限公司山西运城043700安徽理工大学化学工程学院安徽淮南3001

化工管理 2021年22期

叶翠情，甘颖(1.中条山有色金属集团有限公司，山西运城 043700；.安徽理工大学化学工程学院，安徽淮南 3001 )

0 引言

冶炼铜厂在制酸过程中需要对烟气进行净化，在此过程中产生的污酸进行硫化处理后形成的废渣就是铜砷滤饼[1]。铜砷滤饼除主要含有铜、砷外，还含有少量的钙、镁、锌、铼等元素，其中铼的含量也较高[2]。目前国内外均有相对成熟的铜砷滤饼中提取铼的工艺[3]。但是对铜砷滤饼中铼的测定国内外均还没有统一的分析标准，本论文在针对铜砷滤饼中铼的测定方面填补了空白。

1 实验部分

1.1 主要试剂

氧化镁、硝酸钾、盐酸、硝酸、硫酸。分析所用试剂均为分析纯，实验用水为去离子水。

铼标准储备溶液(1 000 μg/mL)：称取1.000 0 g金属铼粉(Re≥99.99%)于200 mL烧杯中，加入20 mL盐酸、5 mL硝酸，加热至完全溶解，冷却至室温，移入1 000 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀，备用。

铼标准溶液(100 μg/mL)：移取10.00 mL铼标准储备溶液于100 mL容量瓶中，加入10 mL硝酸，用水稀释至刻度，混匀。

1.2 主要仪器

Optima 6300电感耦合等离子体发射光谱仪(美国热电)。

1.3 实验方法

先在瓷坩埚中加入1.0 g氧化镁和0.5 g硝酸钾，再按表1准确称取试样置于瓷坩埚中，最后搅拌均匀后加入0.5 g氧化镁。将瓷坩埚放入已升温至650 ℃的马弗炉中，保温30 min后取出冷却。将瓷坩埚放入250 mL烧杯中，加入30 mL热水放在电热板上加热浸取，完成后加入5 mL H2O2保温30 min，取下趁热过滤，收集滤液在150 mL烧杯中，在电热板上浓缩体积，取下稍冷后加入10 mL硝酸介质，定容体积如表1所示，干过滤后按照工作曲线法ICP-AES上测定铼的含量。

表1 称样量及体积

1.4 工作曲线

分别移取0 mL、0.5 mL、1 mL、2 mL、5 mL、10 mL铼标准溶液于六个100 mL容量瓶中，加入10 mL硝酸，用水稀释至刻度，混匀。此标准溶液1 mL含铼量依次为0 μg、0.5 μg、1 μg、2 μg、5 μg、10 μg。

在与测量试液相同的条件下，于ICP-AES上，测定标准溶液系列的光谱强度，减去标准溶液系列中“零”浓度的响应值，以铼质量浓度为横坐标，光谱强度为纵坐标，绘制工作曲线。

2 结果与讨论

2.1 仪器工作条件

选择标准溶液作为考察对象。通过综合考察确定了实验的最佳仪器测量参数，如表2所示。

表2 仪器工作参数

2.2 分析谱线

在同一条件下，测定铼的多条谱线的强度。对各分析线处依次扫描，观察屏幕上的光谱轮廓图像。从灵敏度及光谱干扰等综合考虑，确定铼的谱线为197.313 nm。

2.3 溶样方法的选择

选择3#试样作为考察对象，分别用盐酸、硝酸、盐酸+硝酸、盐酸+硝酸+氢氟酸+高氯酸、碱熔(氧化镁+硝酸钾)烧结溶解试样，试验结果如表3所示。

表3 溶样方法选择

由表3可见，采用盐酸或是硝酸或是盐酸+硝酸都不能完全溶解试样，都有不溶物；采用硝酸+盐酸+氢氟酸+高氯酸溶解试样时会有高氯酸冒烟情况，而高氯酸冒烟会导致铼的损失使结果明显偏低。因此采用碱熔(氧化镁+硝酸钾)烧结熔样。

2.4 熔样温度及时间的选择

选择4#试样作为考察对象，分别选择600 ℃、650 ℃、700 ℃、30 min升温至650 ℃四个方案进行温度试验，试验结果如表4所示。

表4 熔样温度的选择

由表4可见，熔样温度为600 ℃时，结果略偏低；熔样温度为650 ℃、700 ℃和阶段升温时，结果相差不大。因此选择熔样温度为650 ℃。

选择4#试样作为考察对象，分别选择15 min、30 min、60 min进行熔样，试验结果分别为0.584%、0.581%、0.587%。从结果中可以看出，当熔样时间为15～30 min时，对结果影响不大，因此本实验选择熔样时间为30 min。

2.5 检出限试验

按照实验方法测定空白溶液11次，其测定值为：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。以三倍标准偏差计算检出限，以10倍标准偏差计算测定下限，通过计算得检出限为0.003 6 μg/mL，测定下限为0.012 0 μg/mL，满足分析要求。