銅冶煉廢水中砷含量分析技術
? ?當前在我國銅礦原礦當中砷元素的含量普遍較高，因此在銅礦冶煉過后會產生大量的含砷廢水，且濃度較高，會對環境造成嚴重的污染。中條山有色金屬集團垣曲冶煉廠的銅礦冶煉廢水的含砷廢水質量濃度高達1.0~3.5mg/L，這些含砷廢水必須經脫砷處理后，經檢測當砷元素質量濃度降低到≤0.30mg/L后才能進行排放。因此，對于企業來講，必須掌握工業含砷廢水中砷含量測定的Ag-DDTC分光光度標準分析法，同時通過調整溶液酸度、鋅粒質量、比色皿厚度等關鍵實驗條件，確定了最佳試驗參數，能有效提高砷元素濃度測定的準確性。
1、儀器與試劑
1.1?儀器
? ?1）分光光度計為上海儀電分析AA320N型原子吸收分光光度計。
? ?2）砷化氫發生裝置主要由砷化氫發生瓶、導氣管和吸收管三部分組成。
1.2?主要試劑
? ?1）二乙基二硫代氨基甲酸銀（C5H10NS2Ag，分析純）；三乙醇胺（；氯仿（CHCL3分析純）；無砷鋅粒（Zn，10~20目）。
? ?2）鹽酸（HCl，優級純）、硝酸（HNO3，優級純）、硫酸（H2SO4，優級純）、碘化鉀（300g/L，優級純）。
? ?3）現配氯化亞錫溶液，濃度為0.4g/mL，加入金屬錫保存；現配乙酸鉛溶液，80g/L。
? ?4）吸收液。0.25g二乙基二硫代氨基甲酸銀+少量氯仿+2mL三乙醇胺+氯仿稀釋至100mL。
1.3?砷標準溶液配制
? ?1）1000mg/L砷標準溶液的配置：準確稱取0.1320g預先在硅膠上干燥爭取至恒重的三氧化二砷，溶于2mL20%的氫氧化鈉溶液中，用硫酸（1+1）溶液中和后，然后用蒸餾水稀釋至100mL容量瓶中，搖勻。
? ?2）1.0mg/L砷標準溶液的配置：吸取000mg/L砷標準溶液，逐級稀釋成1.0mg/L砷標準溶液。
2、實驗原理與方法
2.1?實驗原理
? ?Ag-DDTC分光光度標準分析法的實驗原理：金屬鋅與在酸性溶液的作用之下，會產生新生態氫；在水樣中如存在碘化鉀和氯化亞錫的狀態之下，原來五價砷元素可還原生成三價砷元素；新生態氫在水樣中可將還原生成的三價砷元素進一步還原成砷化氫氣體；用二乙基二硫代氨基甲酸銀-三乙醇胺的氯仿液對砷元素進行吸收，可以生成紅色膠體銀，并測量吸收液的吸光度和標準吸光度值進行對比，可以確定測試水樣中的砷元素含量。
2.2?測定步驟
2.2.1?預處理過程
? ?取10mL樣品溶液于砷化氫發生瓶中；加入4mL硫酸（1+1）和5mL硝酸，加熱煮沸對樣品進行消解處理，直至樣品產生白色煙霧；如溶液任仍有渾濁物特性，則繼續加入5mL硝酸，繼續加熱至產生白色煙霧，直至溶液清澈；冷卻后加水至25mL，再加熱至產生白色煙霧；再次冷卻后加水至50mL。
2.2.2?顯色過程
? ?砷化氫發生瓶→30%濃度碘化鉀4mL→搖勻→0.4g/mL氯化亞錫2mL→混勻→靜置15min；取10.0mL吸收液+5g無砷鋅粒→連接導氣管和發生瓶→化學反應釋出砷。
2.2.3?光度測定
? ?用AA320N型原子吸收分光光度計及配套比色皿測定含砷量。
2.2.4?標準曲線的繪制
? ?1）用移液管準確移取。0mL、0.50mL、1.0mL、2.0mL、5.0mL、10.0mL砷標準溶液（濃度為1.0mg/L）分別放入6個50mL容量瓶中，并用水加到50mL。
? ?2）顯色與測定。分別加入4mL硫酸（1+1），進行顯色和測定。
? ?3）標準曲線的繪制。根據測定結果，繪制了砷元素標準曲線，如圖1所示。
3、試驗過程及數據分析
3.1?酸度對加標回收率的影響
? ?取垣曲冶煉廠同一時間內銅冶煉含砷廢水試樣5份，按上述測定步驟，其他測試條件不變，調整加入的硫酸（1+1）的體積分別為3.0mL、3.5mL、4.0mL、4.5mL、5.0mL時，進行回收率試驗，分析結果如表1所示。
? ?從表1數據可知，當硫酸（1+1）加入量從3mL遞增到5mL的過程中，砷元素加標回收率表現為先增加后降低的趨勢，當硫酸（1+1）加入量4mL時回收率達到最大值98.75%，確定硫酸（1+1）加入量4mL為實驗最佳條件。
3.2?無砷鋅粒粒度對加標回收率的影響
? ?取垣曲冶煉廠同一時間內銅冶煉含砷廢水試樣3份，按上述測定步驟，其他測試條件不變，調整加入無砷鋅粒的粒度大小分別為10~20目、20~30目、30~40目時，進行加標回收率試驗，分析結果如表2所示。
? ?從表2數據可知，當無砷鋅粒的粒度大小從10~20目、20~30目、30~40目進行遞增時，加標回收率試驗結果表現為降低趨勢，當無砷鋅粒的粒度為10~20目時為最大值97.63%，確定無砷鋅粒的粒度10~20目為實驗最佳條件。
3.3?比色皿厚度對加標回收率的影響
? ?取垣曲冶煉廠同一時間內銅冶煉含砷廢水試樣3份，按上述測定步驟，其他測試條件不變，調整測試用AA320N型原子吸收分光光度計比色皿厚度分別為10mm、20mm、50mm時，進行加標回收率試驗，分析結果如表3所示。
? ?從表3數據可知，采用AA320N型原子吸收分光光度計進行檢測時，比色皿厚度為20mm時，加標回收率最高為97.27%，確定采用20mm比色皿為實驗最佳條件。
4、結論
? ?對銅冶煉廢水中砷含量測定的Ag-DDTC分光光度標準分析法的實驗原理和測定步驟進行了分析，從測試溶液酸度、無砷鋅粒粒度、比色皿厚度三方面對加標回收率的影響進行了試驗。確定了垣曲冶煉廠銅冶煉廢水中砷含量Ag-DDTC分光光度標準分析測試法中的最佳試驗條件為：硫酸（1+1）加入量為4mL、無砷鋅粒粒度為10~20目，分光光度計采用20mm比色皿。該檢測方法及參數的確定有效的保障了垣曲冶煉廠含砷廢水砷元素測定的確定度。
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