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矿业中砷的分析方法概述

来源:矿业装备 【在线投稿】 栏目:期刊导读 时间:2021-02-13

【作者】:网站采编
【关键词】:
【摘要】:砷及其化合物在自然界中广泛存在,通常人体、植物、空气、水和土壤中都含有微量的砷。砷的化合物有毒很早就被人认识。其在地壳中的质量分数为1.5×10-4,总体含量虽然不高,但

砷及其化合物在自然界中广泛存在,通常人体、植物、空气、水和土壤中都含有微量的砷。砷的化合物有毒很早就被人认识。其在地壳中的质量分数为1.5×10-4,总体含量虽然不高,但许多矿产矿石中含砷量很高,矿石中砷的释放,不但会给周围环境和地下水带来污染,而且能够在作物和蔬菜上残留富集,通过食物链或呼吸进入人体,进而危害人类健康,因而已引起国内外学术界的普遍关注。很多标准[1-2]对砷含量作了严格规定,国家规定砷的排放标准为0.5 mg/L[3]。随着国内外对砷的限量要求的不断提高,对砷的检测技术也不断得到改进。有关矿业中砷的测定,国内外都有大量报道。本文以国内报道为主对砷的分析方法作了综述。

1 容量法

容量法是测定常量成分的有效方法之一,测定砷的主要有重铬酸钾法、碘量法、溴酸钾法。重铬酸钾法适用于矿石中0.5%以上砷的测定,但由于重铬酸钾的毒性,此法应用少。常用的是碘量法和溴酸钾法,两者相比,前者的灵敏度较后者高。

1.1 碘量法

试料溶解后,在中性或微碱性溶液中用碘标准溶液滴定砷,计算砷量,其被应用于砷矿石[4]中可测定0.5%以上的砷。此法因样品性质不同,前处理有很大的差别,在铋精矿中[5]是萃取后进行滴定。张万祥等[6]介绍了次亚磷酸盐还原-碘滴定法,其原理是在6 mol/L 盐酸中,以硫酸铜为催化剂,以次亚磷酸钠将砷还原成单体状态析出,过滤,用碘标准溶液溶解砷,再用亚砷酸钠标准溶液于碱性溶液中返滴定过量的碘,硒、碲、汞、金及铂族元素干扰测定。此法适用性广,准确度高,应用于矿石中,可测定0.05%以上的砷,应用于钢铁分析[7]中,可测定0.010%~3.00%的砷,但方法耗时,流程长,成本高。袁丽丽[8]用此法测定了锌精矿中的砷含量,加标回收率为98.20%~101.6%,RSD <2.0%,方法测定范围0.20%~3.00%。而快速碘量法则无需分离,对干扰多采取隐蔽的方式,因此适用于测定含杂质较少的试样。

1.2 溴酸钾法

其原理是在盐酸中,砷(Ⅲ)可被溴酸钾氧化成砷(Ⅴ),过量的溴酸钾破坏甲基橙指示剂使之褪色,即为滴定终点。能与溴酸钾起反应的低价金属离子干扰测定,如单纯测砷,溶样后锑仍处于三价,定量地干扰砷的测定,因此一般利用它们氧化还原性能的差异,以锑砷连测法测定,方法适用于0.2%以上砷的测定,其应用于砷[9]中可测定98.00%~99.80%含量的砷。在锑精矿行业标准[10]中,采取苯萃取后滴定砷的方法进行,手续较繁琐,不适合批量分析。刘青等用溴酸钾法测定矿物中的砷[11-12],用硫酸分解试样,加入还原剂硫化钠,于硫酸介质中,使用指示剂亚甲基兰,在60 ~80 ℃用溴酸钾标准滴定溶液滴定砷(Ⅲ)至紫红色为终点,可测定矿物中大于0.1%砷的测定。王津等[13-15]用连续滴定法测定砷锑含量,方法操作简单、测定快速,不仅能解决砷锑之间的相互干扰,而且连续测定锑、砷。

2 比色法

2.1 目视比色法:主要是砷斑法(马氏试砷法)和速测法

砷斑法是在酸性条件下,用氯化亚锡和碘化钾将As(Ⅴ)还原为As(III),加锌粒与酸作用,产生新生态氢,使As(III)进一步还原为砷化氢,砷化氢气体与溴化汞试剂作用,产生黄色至棕色的汞砷化合物——砷斑,与已知浓度砷标准溶液所产生的砷斑进行比较定量,其检出限是0.25 mg/kg,所需设备简单,不需用光电比色计。如果只是出具砷限量的话,采用砷斑法比较方便,适用于半定量分析或产品的定级[16-17]。缺点是:准确度较差,砷斑法是与标准砷斑比较时,每次实验条件稍有不同,砷斑颜色是有误差的,导致精密度不高,测定误差为5%~35%。近年来,对色斑进行颜色测定,有人认为采用电子设备可获得的准确度更高。

速测法与砷斑法相比,原理相同,主要是对测砷管和砷化氢发生瓶进行了改进,用试管代替,方法简便易行,可在现场测定水中砷浓度且只需半小时即可得到结果,而且几十个样品可同时测定,大大提高了工作效率,其属半定量法,仅适用于水中砷的粗略含量测定。程晓天等[18]对快速试剂盒法与原子荧光法进行了比较,说明此法在砷中毒的筛查中具有重要意义。

2.2 吸光光度法

2.2.1 钼蓝光度法

原理:砷(V)与钼酸盐反应生成杂多酸,在0.12 mol/L 硫酸溶液中,用适当的还原剂(抗坏血酸、氯化亚锡、硫酸肼等)可还原成钼蓝,借以进行光度法测定,方法灵敏度很高,砷钼蓝的最大吸收在840 nm 处,通常可在720 nm 处测量,虽然颜色稳定,但发色较慢,需数小时,因此要在水浴上加热,磷的存在定量地干扰砷的测定,必须分离,适合于0.00X-2%砷的测定。此种方法应用也广,如锑及三氧化二锑[19]、钢铁及合金[20]、铁矿[21]等。也有人对该法进行了改进,取得了满意的效果,如彭翠红等使用的草酸-砷钼蓝分光光度法测定砷[22],不仅显色体系稳定可靠,抗干扰能力强,而且操作简便、快速,用来测定复杂试样矿物、废渣中微量砷,结果令人满意。孙小友等结合钼蓝光度法和DDTC-Ag 法,在适当硫酸浓度下,采用高锰酸钾-碘-乙醇混合溶液吸收砷化氢[23],然后加入混合显色剂,形成三元络合物砷锑钼蓝,在光度计上对钨精矿中微量砷进行测定。

文章来源:《矿业装备》 网址: http://www.kyzbzz.cn/qikandaodu/2021/0213/566.html

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