以电子废料为原料的冶炼烟尘中氯的测定

2021-03-17项建峰

有色冶金设计与研究 2021年1期

项建峰

（江西华赣瑞林稀贵金属科技有限公司，江西丰城 331100）

以含有有机脂“城市矿山”为主要原料回收稀贵金属的生产工艺会产生多种卤化物。卤化氢具有强酸性、强腐蚀性，对生产设备存在较大的危害。相关文献表明，其生成的有机卤化物特别是二噁英的毒性相当于氰化钾的100 倍以上[1-2]。特别是以含有有机脂“城市矿山”作为冶炼主体原料，其含有约5%～15%的卤系阻燃剂[3]。卤系阻燃剂在高温燃烧过程中会产生大量的HCl、HBr 等卤化物。它们随着烟气在除尘系统、脱硫系统、急冷系统等的管道中流动或被吸附，产生的冶炼烟尘具有高含量的卤素化合物[3-5]，特别是卤素中氯离子的准确测定可以给回收冶炼烟尘中有价金属熔炼配料、预防烟气管道腐蚀提供参考依据。然而目前并未有相关测定以含有有机脂“城市矿山”为主要原料的冶炼烟尘中氯的分析方法，因此建立一种准确测定其含量的分析方法有着重要的现实意义。

氯离子的测定通常采用水蒸气蒸馏—离子色谱法[6]，其操作繁琐，前处理耗时，无法批量完成分析检测。本文所进行的测定实验前处理采用硝酸溶样，利用离子色谱仪快速进行测定，既能排除冶炼烟尘中各种重金属离子对氯离子测定的干扰，又能使试验结果稳定可靠。该方法操作简便，快速准确，可用于对冶炼烟尘中氯的日常分析检测。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

所用试剂均为优级纯，实验用水为电阻率为18.2 MΩ·cm 的超纯水。试剂参数：硝酸质量浓度为1.42 g/mL；氢氧化钾淋洗液浓度为10 mmol/L；氯离子标液1 质量浓度为1 000 μg/mL，氯离子标液2 质量浓度为 100 μg/mL。

实验仪器：1）选择赛默飞离子色谱仪，型号为DIONEX AQ-1200；2）尼龙滤膜，滤膜孔径为 0.22 μm；3）Na 型预处理柱，使用1 mL 的一次性注射器。

1.2 仪器工作条件

淋洗液浓度为10 mmol/L；流速为1.0 mL/min；进样体积为25 μL；抑制器型号为ADRS 600 4 mm，抑制电流为112 mA。

1.3 实验方法

称取0.1 g 左右试样，置于250 mL 锥形瓶中，加入含有0.2 ml 硝酸的60 mL 水中，混匀，盖上表面皿，放入50 ℃的水浴锅中不断摇动三角烧杯至反应1 h。冷却，将溶液转移到200 mL 容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，静置。分取上清液10 mL 到100 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。用1 mL 注射器吸取上述溶液，依次通过Na 型预处理柱及尼龙滤膜，在相同工作条件下，依次用离子色谱仪测定，记录色谱图。根据氯离子的保留时间定性，依据峰面积定量，随同试验做空白。

1.4 绘制标准曲线

分别移取 0.00、0.25、0.50、1.00、2.00、5.00、8.00、10.00 mL 的质量浓度为100 μg/mL 的氯离子标液，置于1 组100 mL 容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。用1 mL 注射器由低浓度到高浓度依次进样，得到上述各浓度的色谱图。以氯的质量浓度为横坐标，峰面积为纵坐标，绘制标准曲线，氯标准曲线相关系数R=1.000 0。

1.5 氯含量计算方法

氯含量按式（1）计算：

式中：ω 为试样中氯的质量分数，%；ρ 为试液中氯的质量浓度，μg/mL；ρ0为空白溶液中氯的质量浓度，μg/mL；v 为试液体积，mL；f为试液稀释倍数；m为试样的质量，g。

2 结果讨论

2.1 溶样方法及酸浓度实验

称取适量的冶炼烟尘，加入不同体积的硝酸，溶于60 mL 水溶液中，按实验方法操作，测定各溶样后的氯含量，结果见表1。

表1 不同硝酸浓度对氯含量测定的影响

从表1 数据可见，在不加入硝酸溶样的情况下，其氯含量结果明显低于加入硝酸溶样所得结果。可知，试样在水溶的情况下其氯离子无法完全释放出来，使其氯含量结果偏低。而在酸溶的条件下，逐渐提高硝酸的浓度，可以看到，在加入0.1 mL 硝酸的情况下，其氯含量相较于水溶的结果有了较大的提高，进一步的提高硝酸量，其氯含量结果趋于稳定。可以判断，在酸溶的条件下，硝酸加入量在0.2～0.4 mL 可以满足试样溶样要求，因此对于冶炼烟尘来说，酸溶可达到准确测定其氯含量的要求，故选择加入硝酸的量为0.2 mL 左右。