劉偉利,李 康,杜小暉
(金堆城鉬業(yè)股份有限公司,陜西 華縣 714101)
地球元素中,錸屬于稀散元素,在地殼中含量極低,全球至今尚未發(fā)現(xiàn)獨立的錸礦床,主要伴生于輝鉬礦中[1]。筆者所在公司鉬精礦中錸含量約為17~23 g/t,鉬精礦經多膛爐焙燒后,錸以Re2O7形式轉入鉬冶煉煙氣中,經動力波稀酸洗滌后,經錸生產工藝進行回收。洗滌液中錸分析結果是衡量錸回收率的關鍵指標,由于其含雜較多,分析前需根據(jù)情況進行預處理,但目前尚未見到有關洗滌液中錸分析預處理的報道。另外,我國現(xiàn)行錸含量的測定標準[2-5],分析過程復雜,試劑價格高,分析時間長,有機溶劑污染環(huán)境不利于分析人員身體健康,也不利于生產過程的控制和調整。本文根據(jù)某鉬企業(yè)鉬精礦及洗滌液的特點,研究出一種適合本公司洗滌液有效處理方法,避免了液體中高含量雜質元素等對錸分析的影響。同時,選擇一種丁二酮肟分光光度法快速測錸的方法[6-8],對隱蔽劑、顯色劑及顯色時間等進行了實驗選擇,該方法操作簡單、省時準確、線性范圍廣且穩(wěn)定性好。
過氧化氫(30%);石灰(分析純);碳酸鈉(分析純);鹽酸(1 +6);鹽酸(1 +3);氫氧化鈉溶液(100 g/L);酒石酸溶液(5%);丁二酮肟溶液(10 g/L 乙醇溶液);氯化亞錫溶液(250 g/L):稱取25 g 氯化亞錫溶于100 mL 鹽酸(1 +2)中,當日配制;鉬標準(1 mg/L);錸標準貯存溶液(1.0 mg/mL):稱取0.200 0 g 金屬錸粉(wRe≥99.99%)于150 mL 燒杯中,滴加30%過氧化氫低溫加熱溶解,加入100 g/L 氫氧化鈉溶液5 mL,加熱至冒大氣泡,分解過剩的過氧化氫,取下冷卻至室溫,移入200 mL 容量瓶中,用水稀釋至刻度,混勻。
錸標準溶液(100 μg/mL):移取10.00 mL(1.0 mg/mL)錸標準貯存溶液于100 mL 容量瓶中,用水稀釋至刻度,混勻。
錸標準溶液(10 μg/mL):移取1.00 mL(1.0 mg/mL)錸標準貯存溶液于100 mL 容量瓶中,用水稀釋至刻度,混勻。
對硝基酚指示劑溶液(2 g/L)
722 可見分光光度計、電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(ICP)
分析洗滌液的硫酸含量,向洗滌液中加入雙氧水至溶液黃色,混合均勻后再根據(jù)硫酸含量向混合液中加入氫氧化鈣至混合液的pH 值為8,過濾得到濾液,根據(jù)濾液中鈣離子含量向所述濾液中加入碳酸鈉攪拌均勻,過濾得到預處理液。
移取0 mL、0.50 mL、1.0 mL、1.50 mL、2.00 mL、2.50 mL、3.00 mL(100 μg/mL)的錸標準溶液于一組100 mL 容量瓶中,加入2 滴(2 g/L)對硝基酚指示劑溶液,用100 g/L 氫氧化鈉溶液調至黃色,再用(1 +6)鹽酸調至黃色剛褪去,然后向所述溶液中依次加入1 mL(1 mg/L)鉬標準溶液、5%酒石酸溶液5 mL、(1 +3)鹽酸溶液3 mL、10 g/L 丁二酮肟乙醇溶液4 mL 混勻,再加入250 g/L 二氯化錫溶液4 mL,搖勻后靜置5~15 min,然后用(1 +3)鹽酸溶液定容,靜置30 min 后得到錸含量依次為0 μg、50 μg、100 μg、150 μg、200 μg、250 μg 和300 μg 的樣品溶液,用分光光度計在波長為450 nm 檢測所述樣品溶液的吸光度,根據(jù)檢測得到的吸光度和對應的樣品溶液的錸濃度繪制標準曲線,并根據(jù)郎伯比爾定律得出線性回歸方程(見圖1)。
圖1 標準曲線
低錸高硫酸根樣品按照預處理方法處理完后,取部分樣品于50 mL 燒杯中,加入2 滴(2 g/L)對硝基酚指示劑溶液,用100 g/L 氫氧化鈉溶液調至黃色,再用(1 +3)鹽酸調至黃色剛褪去。再移取5 mL的樣品于100 mL 容量瓶中,依次加入1 mL(1 mg/L)鉬標準溶液打底、5%酒石酸溶液5 mL、(1 +3)鹽酸溶液3 mL、10 g/L 丁二酮肟乙醇溶液4 mL,混勻,250 g/L 二氯化錫溶液4 mL,搖勻后靜置5~15 min,然后對靜置后的混合物用(1 +3)鹽酸溶液定容,靜置30 min 后得到待測液,用分光光度計檢測所述待測液的吸光度,檢測波長為450 nm,再按照步驟一中的線性回歸方程計算得到待測液中錸的濃度。
低錸高硫酸根樣品中除了含錸外,還含有F-、MoO42-、SO42-、Cl-、Fe3+、Zn2+、Cd2+、Pb2+、As2+、Al3+、Cu2+等雜質,如不經預處理,在分析調pH 值的過程中,F(xiàn)e3+、Cu2+等就會產生大量沉淀,如將溶液過濾后繼續(xù)分析,顯色顏色異常,溶液渾濁,測定結果不穩(wěn)定、無規(guī)律。所以用本方法分析低錸高硫酸根樣品時,樣品須預處理,分析樣品應清亮無沉淀物。
將同一份低錸高硫酸根樣品分成8 份,1 份作為原樣,另外7 份中分別向溶液里加入10 μg/mL錸標準0.5 mL、1 mL、1.5 mL、2 mL、2.5 mL、3 mL3.5 mL,按預處理步驟分別處理,再按本方法分析步驟操作,分析結果見表1,本樣品預處理方法對分析結果基本無影響。
本單位低錸高硫酸根樣品分析,隱蔽劑選用酒石酸,隱蔽劑量對吸光度影響見圖2,酒石酸的用量在2~6 mL 時,吸光度值比較穩(wěn)定,本方法中酒石酸用量為5 mL。顯色劑量對吸光度的影響見圖3,顯色劑丁二酮肟(10 g/L)的用量在3~7 mL,吸光度值比較穩(wěn)定,本文用量為4 mL。實驗證明,還原劑二氯化錫(250 g/L)用量在2~5 mL 顯色時間在30 min 左右,吸光度基本穩(wěn)定,本文還原劑用量為4 mL、顯色時間30 min。
將3 個低錸高硫酸根樣品預處理后各分成6份,在同一分析狀態(tài)下,分別對其進行分析,計算測定結果的相對標準偏差(RSD),由表2 結果可見,分析元素錸的RSD<5%。
表1 預處理方法對分析結果影響測定
表2 測定結果相對標準偏差
表3 本法分析與ICP 測定結果比較
圖2 隱蔽劑量對吸光度影響
圖3 顯色劑量對吸光度的影響
10 份低錸高酸樣品分2 份,1 份預處理后用本方法分析,1 份直接用ICP 電感耦合等離子體分析方法測定,對兩者結果進行比較,由表3 可見,本法測定值與電感耦合等離子體分析結果基本相符。
低錸高硫酸根樣品預處理方法對分析結果基本無影響,處理后的樣品選用分光光度法測定錸的方法誤差小、分析速度快、重復性好、操作簡單,有效避免有機溶劑對環(huán)境造成的污染及對人體造成的傷害,能夠很好的在日常生產中應用。
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