董明慧

（山西中条山有色金属集团垣曲冶炼厂计检中心，山西 垣曲 043700）

当前在我国铜矿原矿当中砷元素的含量普遍较高，因此在铜矿冶炼过后会产生大量的含砷废水，且浓度较高，会对环境造成严重的污染。中条山有色金属集团垣曲冶炼厂的铜矿冶炼废水的含砷废水质量浓度高达1.0～3.5 mg/L，这些含砷废水必须经脱砷处理后，经检测当砷元素质量浓度降低到≤0.30mg/L后才能进行排放。因此，对于企业来讲，必须掌握工业含砷废水中砷含量测定的Ag-DDTC分光光度标准分析法，同时通过调整溶液酸度、锌粒质量、比色皿厚度等关键实验条件，确定了最佳试验参数，能有效提高砷元素浓度测定的准确性。

1 仪器与试剂

1.1 仪器

1）分光光度计为上海仪电分析AA320N型原子吸收分光光度计。

2）砷化氢发生装置主要由砷化氢发生瓶、导气管和吸收管三部分组成。

1.2 主要试剂

1）二乙基二硫代氨基甲酸银（C5H10NS2Ag，分析纯），国药集团化学试剂有限公司；三乙醇胺[（HOCH2CH3）3N，分析纯]，国药集团化学试剂有限公司；氯仿（CHCL3分析纯），国药集团化学试剂有限公司；无砷锌粒（Zn，10～20目），国药集团化学试剂有限公司。

2）盐酸（HCl，优级纯）、硝酸（HNO3，优级纯）、硫酸（H2SO4，优级纯）、碘化钾（300 g/L，优级纯），全部为上海试一化学试剂有限公司。

3）现配氯化亚锡溶液，浓度为0.4 g/mL，加入金属锡保存；现配乙酸铅溶液，80 g/L。

4）吸收液。0.25 g二乙基二硫代氨基甲酸银+少量氯仿+2 mL三乙醇胺+氯仿稀释至100 mL。

1.3 砷标准溶液配制

1）1 000 mg/L砷标准溶液的配置：准确称取0.132 0 g预先在硅胶上干燥争取至恒重的三氧化二砷，溶于2 mL 20%的氢氧化钠溶液中，用硫酸（1+1）溶液中和后，然后用蒸馏水稀释至100 mL容量瓶中，摇匀。

2）1.0 mg/L砷标准溶液的配置：吸取000 mg/L砷标准溶液，逐级稀释成1.0 mg/L砷标准溶液。

2 实验原理与方法

2.1 实验原理

Ag-DDTC分光光度标准分析法的实验原理：金属锌与在酸性溶液的作用之下，会产生新生态氢；在水样中如存在碘化钾和氯化亚锡的状态之下，原来五价砷元素可还原生成三价砷元素；新生态氢在水样中可将还原生成的三价砷元素进一步还原成砷化氢气体；用二乙基二硫代氨基甲酸银-三乙醇胺的氯仿液对砷元素进行吸收，可以生成红色胶体银，并测量吸收液的吸光度和标准吸光度值进行对比，可以确定测试水样中的砷元素含量。

2.2 测定步骤

2.2.1 预处理过程

取10mL样品溶液于砷化氢发生瓶中；加入4mL硫酸（1+1）和5 mL硝酸，加热煮沸对样品进行消解处理，直至样品产生白色烟雾；如溶液任仍有浑浊物特性，则继续加入5 mL硝酸，继续加热至产生白色烟雾，直至溶液清澈；冷却后加水至25 mL，再加热至产生白色烟雾；再次冷却后加水至50 mL。

2.2.2 显色过程

砷化氢发生瓶→30%浓度碘化钾4 mL→摇匀→0.4 g/mL氯化亚锡2 mL→混匀→静置15 min；取10.0 mL吸收液+5 g无砷锌粒→连接导气管和发生瓶→化学反应释出砷。

2.2.3 光度测定

用AA320N型原子吸收分光光度计及配套比色皿测定含砷量。

2.2.4 标准曲线的绘制

1）用移液管准确移取。0 mL、0.50 mL、1.0 mL、2.0mL、5.0mL、10.0mL砷标准溶液（浓度为1.0mg/L）分别放入6个50 mL容量瓶中，并用水加到50 mL。

2）显色与测定。分别加入4 mL硫酸（1+1），进行显色和测定。

3）标准曲线的绘制。根据测定结果，绘制了砷元素标准曲线，如图1所示。

图1 砷元素标准曲线

3 试验过程及数据分析

3.1 酸度对加标回收率的影响

取垣曲冶炼厂同一时间内铜冶炼含砷废水试样5份，按上述测定步骤，其他测试条件不变，调整加入的硫酸（1+1）的体积分别为3.0 mL、3.5 mL、4.0 mL、4.5 mL、5.0 mL时，进行回收率试验，分析结果如表1所示。

表1 不同酸度条件下砷元素加标回收率情况表

从表1数据可知，当硫酸（1+1）加入量从3 mL递增到5 mL的过程中，砷元素加标回收率表现为先增加后降低的趋势，当硫酸（1+1）加入量4 mL时回收率达到最大值98.75%，确定硫酸（1+1）加入量4 mL为实验最佳条件。

3.2 无砷锌粒粒度对加标回收率的影响

取垣曲冶炼厂同一时间内铜冶炼含砷废水试样3份，按上述测定步骤，其他测试条件不变，调整加入无砷锌粒的粒度大小分别为10～20目、20～30目、30～40目时，进行加标回收率试验，分析结果如表2所示。

表2 不同无砷锌粒粒度条件下砷元素加标回收率情况表

从表2数据可知，当无砷锌粒的粒度大小从10～20目、20～30目、30～40目进行递增时，加标回收率试验结果表现为降低趋势，当无砷锌粒的粒度为10～20目时为最大值97.63%，确定无砷锌粒的粒度10～20目为实验最佳条件。

3.3 比色皿厚度对加标回收率的影响

取垣曲冶炼厂同一时间内铜冶炼含砷废水试样3份，按上述测定步骤，其他测试条件不变，调整测试用AA320N型原子吸收分光光度计比色皿厚度分别为10 mm、20 mm、50 mm时，进行加标回收率试验，分析结果如表3所示。

表3 不同比色皿厚度条件下砷元素加标回收率情况表

从表3数据可知，采用AA320N型原子吸收分光光度计进行检测时，比色皿厚度为20 mm时，加标回收率最高为97.27%，确定采用20 mm比色皿为实验最佳条件。

4 结论

对铜冶炼废水中砷含量测定的Ag-DDTC分光光度标准分析法的实验原理和测定步骤进行了分析，从测试溶液酸度、无砷锌粒粒度、比色皿厚度三方面对加标回收率的影响进行了试验。确定了垣曲冶炼厂铜冶炼废水中砷含量Ag-DDTC分光光度标准分析测试法中的最佳试验条件为：硫酸（1+1）加入量为4 mL、无砷锌粒粒度为10～20目，分光光度计采用20mm比色皿。该检测方法及参数的确定有效的保障了垣曲冶炼厂含砷废水砷元素测定的确定度。