银-二乙基二硫代氨基甲酸钠法测定铁矿石中砷溶样方式的改进_黄睿涛.pdf

第 26 卷第 5 期 2007 年 10 月 岩矿测试 ROCK AND MINERAL ANALYSIS Vol． 26，No． 5 October， 2007 文章编号 0254- 5357 2007 05- 0423- 02 银 － 二乙基二硫代氨基甲酸钠法测定铁矿石中砷溶样方式的改进 黄睿涛1，朱红玉2 1． 武汉钢铁集团鄂城钢铁有限责任公司质检中心，湖北 鄂州436002; 2． 云南出入境检验检疫局，云南 昆明650228 摘要 改进了铁矿石样品溶解方法， 尝试用硫 － 磷混酸溶解铁矿石样品， 缩短了分析时间， 提高了分析精度。 溶解后的样品以银 － 二乙基二硫代氨基甲酸钠法 Ag － DDTC 用于部级标准物质测定， 砷的测定结果与标准值相 符; 用于碱性矿石如球团样品中砷的分析， 多名操作者的测定结果吻合。 关键词 砷; 硫 － 磷混酸; 银 － 二乙基二硫代氨基甲酸钠法 Ag － DDTC ; 样品溶解; 铁矿石 中图分类号 O652． 4; O613． 63文献标识码 B 收稿日期 2006- 11- 15; 修订日期 2007- 03- 18 作者简介 黄睿涛 1972- ， 男， 湖北鄂州人， 工程师， 从事化学分析及仪器分析工作。E- mail olih sina． com。 Improvement of Sample Dissolution for the Determination of Arsenic in Iron Ores by Ag- DDTC HUANG Rui- tao1，ZHU Hong- yu2 1． Quality Testing Center，Echeng Iron ＆ Steel Co． Ltd． ，Wuhan Iron ＆ Steel Group，Ezhou436002，China; 2． Yunnan Entry- Exit Inspection and Quarantine Bureau，Kunming650228，China Abstract The sample dissolution is improved through using mixed acid of sulfuric acid- phosphoric acid to dissolve iron ore samples． Arsenic in sample solution from the new sample dissolution is then determined by Ag- DDTC ． The new provides the advantages of high precision，high efficiency and has been applied to the determination of arsenic in the Stand- ard Reference Materials． The results are in agreement with certified values and those by other analytical s． Key words arsenic; sulfuric acid- phosphoric acid mixed acid; Ag- DDTC ; sample dissolution; iron ore 砷在钢中为五大有害元素之一， 影响钢的物理性能， 钢 铁企业对其含量有着严格的限制。钢铁中的砷多由冶炼时 的原料带入， 特别是各类铁矿石。企业通过对铁矿石中砷 含量控制， 达到降低钢中砷含量的目的。 现代化钢铁企业一般应用 X 射线荧光光谱法或电感耦 合等离子体发射光谱法 ICP － AES 对砷进行快速分析， 但 传统铁矿石分析方法在分析领域的地位仍旧不可替代。砷 的测定方法较多， 如砷铋钼蓝光度法、 蒸馏法等 ［1 －2 ］， 其各 有特点。鄂城钢铁有限责任公司质检中心使用银 － 二乙基 二硫代氨基甲酸钠法 Ag － DDTC 较多， 传统方法使用盐 酸及硝酸低温溶解样品， 用硫酸冒烟， 其最大的问题是溶解 周期长， 部分碱性矿石如球团、 烧结矿等很难溶解干净， 需 要多次补充酸， 且温度掌握不好会有样品飞溅等现象， 容易 产生分析误差。作者尝试用硫 － 磷混酸溶解样品， 经试验 能够取得满意效果。 1实验部分 1． 1仪器及主要试剂 722N 型分光光度计 上海精密仪器厂 ; 砷吸收装置 见文献［ 2］ 。 硫 －磷混酸 V H2SO4 ∶ V H3PO4 ∶ V H2O 1 ∶ 1 ∶ 2。 KI 溶液 60 g/L 6 g KI 溶解于94 g 水中， 放置于棕色 瓶中避光保存， 现配现用。 SnCl2溶液 120 g/L 12 g SnCl2溶解于 15 mL HCl 中， 加热至清亮， 冷却至室温， 水稀释至 100 mL， 加入一定量锡 粒， 放置于棕色瓶中， 保存期不超过一周。 乙酸铅脱脂棉 脱脂棉浸入乙酸铅 100 g/L － 乙酸 体积分数 φ 0． 5 溶液中， 取出挤干， 自然风干后使用。 吸收液 2． 5 g Ag － DDTC 置于预先烘干并盛有 485 mL 三氯 甲 烷 与 15 mL 三 乙 醇 胺 棕 色 瓶 中， 加 塞 摇 动 使 Ag － DDTC充分溶解 如有混浊或不溶物过滤后使用 。 保存期 2 ～3 周。 1． 2实验方法 同一样品由同一操作者进行两次测定。 称取 0． 1000 g 精确至 0． 0001 g 粒度小于 0． 09 mm 过 160 目筛 的样品于砷吸收装置锥形瓶中， 加入硫 － 磷 混酸15 mL， 再加入浓 HNO32 ～ 3 mL， 在中温电炉上加热， 待冒浓白 SO3烟至 1/2 瓶口处取下。稍冷后加入 20 mL 水 溶解盐类至清亮， 冷却后待用。 324 ChaoXing 冷却至室温的溶液分别按顺序加入 100 g/L 酒石酸溶 液、 60 g/L KI 溶液、 120 g/L SnCl2溶液各 5 mL， 摇匀静置 15 min， 加入粒径均匀的无砷锌粒约 5 g， 迅速将干燥的砷 吸收装置套好， 导管放入装有 10 mL 吸收液的比色管中。 AsH3气体经过乙酸铅脱脂棉滤去水分及消除部分干扰元素 的影响后被吸收液吸收。30 ～40 min 后， 反应完毕， 补加吸 收液至 10 mL， 盖上配套比色管盖， 摇匀后在 722N 比色计 上以 1 cm 比色皿于波长 530 nm 处比色， 获得吸光度 A2。 每分析一批试样应同时分析试剂空白， 其吸光度计为 A0。 标准样品应选择接近试样含量的品种进行分析， 其吸 光度计为 A1。 试样中 As 的含量［ w As ］ 按下式计算获得 w As w标 A2－ A0 / A1－ A0 式中， w标为标准样品中 As 的含量。 2结果与讨论 2． 1标样分析结果 安排不同分析人员， 使用不同厂家化学试剂， 以相应含 量 As 标准溶液为标准样品， 用此法分析三个部级标准样 品， 其平均结果如表 1。 表 1部级标准样品的分析结果 Table 1Analytical results of As in Standard Reference samples 铁矿石部级标准样品 w As / 标准值平均测定值 YSB 14721 －980． 0460． 046 YSB 14722 －980． 1050． 106 YSB 18701 －930． 0310． 033 2． 2难溶样品分析结果 对于较难溶解的样品， 分别取本单位碱性矿石如外检 球团样品， 安排三名操作者进行试样分析， 结果见表 2。 表 2实际难溶样品的分析结果 Table 2Analytical results of As in practical trouble- digestion samples 样品编号 w As / 操作者 1操作者 2 操作者 3老法平均 350． 0450． 0450． 0470． 042 340． 1400． 1370． 1360． 133 290． 1110． 1130． 1120． 099 2． 3讨论 从表 1 的数据分析看， 用改进溶样方式的 Ag － DDTC 法测定 As 所得结果令人满意， 3 个标准样品中 As 的测定 值与标准值相符。 传统 Ag －DDTC 法使用硝 －盐混酸低温溶解硫酸冒烟， 分析周期需要2．5 ～3．0 h， As 在还原性酸类如HCl 中反应生 成易挥发的 AsCl3， 容易使结果偏低 见表2 老法 。 对球团、 烧结矿等碱性矿石样品， 采用老法溶解不够彻 底， 此类样品分析精度不甚理想。改用硫 － 磷混酸溶解后， 因溶解样品时间只需要 10 min 左右， 整个分析周期可以缩 短至 1． 5 h 以内; 用有氧化性质的硫 － 磷混酸溶解样品， 可 避免生成 AsCl3， 且对测试结果无影响， 溶解样品比较彻底， 分析精度有很大提高。 对于29样品， 从表 2 可以看出方法改进的明显效果。 用老法反复分析， 总有部分样品不可溶解， As 测量结果大约在 0．099; 改用新方法后溶解清亮， 结果稳定在0．112左右。 3参考文献 ［ 1］岩石矿物分析编写组． 岩石矿物分析 第一分册 ［M］ ． 3 版． 北京 地质出版社， 1991 273 －276． ［ 2］鞍钢钢研所， 沈阳钢研所． 实用冶金分析 方法与基础 ［M］． 沈阳 辽宁科技出版社， 1989  510 －512． 中国无机分析化学文摘 2008 年征订启事 中国无机分析化学文摘 经国家科委批准， 1984 年创 刊， 公开发行 刊号 ISSN 1003- 5249/CN 11- 1835/O6 。本 刊以文摘、 简介及题录形式报道国内公开发行的有关无机 分析化学的期刊 300 余种及各种会议论文集、 新标准、 新书 目等， 年收录文献 4000 篇左右， 栏目分为 一般问题、 重量 法与滴定法、 光度法、 电化学分析、 光谱分析、 色谱分析、 物 相分析、 气体分析、 活化分析、 质谱分析、 分离方法、 贵金属 分析专栏等十二大类。为便于读者检索， 每期附有按被检 测元素及阴离子编排的索引。读者对象 冶金、 有色金属、 地质、 机械、 半导体材料、 宇航、 核技术、 石油、 化工、 建材、 环 保、 食品、 农林、 医药、 卫生防疫、 商品检验等部门分析工作 者及有关院校师生。 在每次全国科技文献检索期刊评比中本刊均获奖。本 刊是了解国内无机分析动态的窗口; 是检索国内文献的理 想工具; 是普及推广新技术的阵地; 是分析工作者的得力助 手。 本刊2008 年出版四期 季刊 及2008 年年度主题与作 者索引一本， 激光照排， 胶版印刷， 大 16 开， 每期 120 页左 右， 定价14． 00 元， 全年订费为 70． 00 元 含邮费 ， 个人自 费订户优惠价为 60 元。2007 年仍由编辑部发行。 欲订阅者请向编辑部索取订单并汇款至 北京西直门外文兴街 1 号 邮政编码 100044 北京矿冶研究总院 中国无机分析化学文摘 编辑部 电话 010 88399621传真 010 68342279 424 第 5 期 岩矿测试 http ∥ykcs． i3t． com． cn/ 2007 年 ChaoXing