一种赤泥中可溶性砷的测定方法与流程

一种赤泥中可溶性砷的测定方法，涉及一种可溶性砷的测定，特别拜耳法生产氧化铝所产生的的赤泥中可溶性砷的测定方法。

背景技术：

赤泥是以铝土矿为原料碱法生产氧化铝过程中产生的固体废渣。随着矿石品位及生产工艺的不同，每生产一吨氧化铝，赤泥的产出量少则几百公斤，多则数吨。全世界每年产出的赤泥达到了近亿吨。目前，尚没有得到经济有效的大量利用，赤泥的陆地堆存仍是处理工业废弃赤泥的主要方法。

赤泥及其附液中除了有碱，氟化物，氯化物外，还有可溶性的金属离子，如铝，砷等。这些物质经各种途径进入地下水，随着食物链进入人体，或人们长期饮用含有这些有害金属离子的地下水，这些污染离子就会在人体富集，从而严重影响身体健康。

目前，对赤泥浸出液中微量元素的测定主要是ICP-AES法。该方法快速，简单。但是由于赤泥中可溶性金属离子复杂，而可溶性砷的含量相对比较低，这使得光谱干扰因素加大，对砷的测定结果造成偏差。

技术实现要素：

本发明的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种能有效减少其他可溶性离子干扰、测定方法简单、准确度和精密度高的赤泥中可溶性砷的测定方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种赤泥中可溶性砷的测定方法，其特征在于其测试过程的步骤包括：

(1)将赤泥样品用王水水浴溶解；

(2)静止沉淀后分取上清液；

(3)在分选的上清液中加入预还原剂，将可溶性的As⁺⁵转化为As⁺³；

(4)加入还原剂，将还原产生的气态砷化氢以氩气为载气引入原子荧光光度计进行测量。

本发明的一种赤泥中可溶性砷的测定方法，其特征在于其步骤(1)其赤泥试样为0.2500g，加入王水体积为15mL，水浴温度为90℃、时间为20分钟。

本发明的一种赤泥中可溶性砷的测定方法，其特征在于其步骤(3)是在分选的上清液中加入的预还原剂将可溶性的As⁺⁵转化为As⁺³的操作过程为：分取5.00mL上清液于50mL容量瓶中，加入5mL盐酸(1+1)，加入5mL硫脲-抗坏血酸溶液(100g/L)，将溶液稀释至刻度，摇匀，放置40分钟。

本发明的一种赤泥中可溶性砷的测定方法，其特征在于其步骤(4)是将放置的溶液与含有5g/L氢氧化钠-10g/L硼氢化钾的溶液，以盐酸(5+95)为载流，引入原子荧光光度计测出赤泥中可溶性砷的含量。

本发明的一种赤泥中可溶性砷的测定方法，其特征在于其步骤(4)的引入原子荧光光度计测出赤泥中可溶性砷的含量过程，测定的工作条件为：负高压270V，灯电流60mA，观测高度8mm，原子化温度200℃，载流流量200mL/min,屏蔽气流量600mL/min。

本发明的一种赤泥中可溶性砷的测定方法，采用王水水浴的方式使样品中可溶性砷溶解出来，避免了其他方法消解样品所造成砷的损失，溶样条件的控制，抑制了可溶性砷的挥发，并加入还原剂利用氢化物发生将赤泥中可溶性砷富集起来，形成砷化氢气体，引入原子荧光光度计进行测定，取得了很好的结果，提高了测定的灵敏度和准确度，满足了对赤泥中可溶性金属离子研究的要求，提高了分析效率，节约了分析成本。

附图说明

图1为实施例2中的荧光强度与水浴时间的关系图；

图2为实施例3中的荧光强度与加酸体积的关系图；

图3为实施例4中的加入硫脲-抗坏血酸体积与荧光强度的关系图；

图4为实施例5中的预还原时间与荧光强度的关系图。

具体实施方式

一种赤泥中可溶性砷的测定方法，测试样品经王水水浴溶解，静止沉淀后分取上清液，加入预还原剂使样品中可溶性的As⁺⁵转化为As⁺³，然后加入还原剂，将还原产生的气态砷化氢以氩气为载气引入原子荧光光度计进行测量。

本发明中所使用的样品为通过0.149mm的标准筛。

本发明样品的称样量为0.2500g。

本发明样品的溶解过程为：称取试样0.2500g于100mL容量瓶中，加入15mL王水(1+1)，摇匀后放入90℃的水浴锅中，保持20分钟(每5分钟摇动一次)。取出，冷却至室温，定容，摇匀。静止过夜，使不溶解的固体颗粒充分沉淀。

本发明样品的测定过程为：分取5.00mL上述溶液的上清液于50mL容量瓶中，加入5mL盐酸(1+1)，加入5mL硫脲-抗坏血酸溶液(100g/L)，将溶液稀释至刻度，摇匀。放置40分钟后，与含有5g/L氢氧化钠-10g/L硼氢化钾的溶液，以盐酸(5+95)为载流，引入原子荧光光度计，在选定的仪器条件下，定量地测出赤泥中可溶性砷的含量。

本发明的方法中所需配制的试剂有：1、As标准溶液(1.0mg/mL)，用时稀释至10μg/L；2、盐酸(5+95)；3、硼氢化钾溶液10g/L；4、氢氧化钠溶液5g/L；5、硫脲-抗坏血酸溶液100g/L；6、王水(1+1)；7、氩气(99.99％)；试验用水为去离子水，所用试剂为优级纯。

本发明所使用的仪器条件为：负高压270V，灯电流60mA，观测高度8mm，原子化温度200℃，载流流量200mL/min,屏蔽气流量600mL/min。不同的原子荧光光度计灵敏度不同，仪器条件也会有所不同。

结合实例对本发明作进一步说明如下：

实施例1

取国内某氧化铝厂取得的赤泥样品，研磨使通过0.149mm标准筛。

称取0.2500g试样11份于一组100mL容量瓶中，加入15mL王水(1+1)，摇匀后放入90℃的水浴锅中，保持20分钟(每5分钟摇动一次)。取出，冷却至室温，定容，摇匀。静止过夜，使不溶解的固体颗粒充分沉淀。分取5.00mL上述溶液的上清液于50mL容量瓶中，加入5mL盐酸(1+1)，加入5mL硫脲-抗坏血酸溶液(100g/L)，将溶液稀释至刻度，摇匀。放置40分钟。随同试样做空白试验。

另称取1.0g氢氧化钠到已加入50mL去离子水的烧杯中，摇动使氢氧化钠溶解，再称取2.0g硼氢化钾加入烧杯中，摇动使溶解完全，再加入150mL去离子水，摇匀。

另移取25mL优级纯盐酸于500mL容量瓶中，用去离子水稀释至刻度，混匀，用做载流。

将以上溶解好的样品溶液和以上所配制的硼氢化钾溶液，以盐酸(5+95)为载流引入原子荧光光谱仪中的反应系统，所产生的砷化氢气体用载气引入原子荧光光谱仪中，在选定的仪器测定条件下，进行测定。

11次测定样品中砷含量的平均值为：0.0023％，标准偏差为0.103，相对标准偏差为1.78％。

实施例2

取国内某氧化铝厂取得的赤泥样品，研磨使通过0.149mm标准筛。

称取0.2500g试样6份于一组100mL容量瓶中，分别加入15mL王水(1+1)，摇匀。一份直接稀释至刻度。另外5份放入90℃的水浴锅中，分别保持5分钟，10分钟，20分钟，30分钟，60分钟(每5分钟摇动一次)。取出，冷却至室温，定容，摇匀。静止过夜，使不溶解的固体颗粒充分沉淀。分取5.00mL上述溶液的上清液于50mL容量瓶中，加入5mL盐酸(1+1)，加入5mL硫脲-抗坏血酸溶液(100g/L)，将溶液稀释至刻度，摇匀。放置40分钟。随同试样做空白试验。

另称取1.0g氢氧化钠到已加入50mL去离子水的烧杯中，摇动使氢氧化钠溶解，再称取2.0g硼氢化钾加入烧杯中，摇动使溶解完全，再加入150mL去离子水，摇匀。

另移取25mL优级纯盐酸于500mL容量瓶中，用去离子水稀释至刻度，混匀，用做载流。

将以上溶解好的样品溶液和以上所配制的硼氢化钾溶液，以盐酸(5+95)为载流引入原子荧光光谱仪中的反应系统，所产生的砷化氢气体用载气引入原子荧光光谱仪中，在选定的仪器测定条件下，进行测定。其试验结果见图1。

由图1可以看出：样品经过水浴加热，荧光强度呈现先增加后又下降的趋势。不经过水浴加热，样品中可溶性的砷不能完全溶解，使得测定结果偏低。而水浴时间过长，则引起砷的挥发损失。所以本发明采用水浴时间20分钟。

实施例3

取国内某氧化铝厂取得的赤泥样品，研磨使通过0.149mm标准筛。

称取0.2500g试样5份于一组100mL容量瓶中，分别加入0mL，5mL，10mL，15mL，20mL王水(1+1)，然后加入少量的去离子水，摇匀后放入90℃的水浴锅中，保持20分钟(每5分钟摇动一次)。取出，冷却至室温，定容，摇匀。静止过夜，使不溶解的固体颗粒充分沉淀。分取5.00mL上述溶液的上清液于50mL容量瓶中，加入5mL盐酸(1+1)，加入5mL硫脲-抗坏血酸溶液(100g/L)，将溶液稀释至刻度，摇匀。放置40分钟。随同试样做空白试验。

其他试剂的配制同实施例1。

将以上溶解好的样品溶液和以上所配制的硼氢化钾溶液，以盐酸(5+95)为载流引入原子荧光光谱仪中的反应系统，所产生的砷化氢气体用载气引入原子荧光光谱仪中，在选定的仪器测定条件下，进行测定。其试验结果见图2。

由图2可以看出：不加王水，直接用去离子水浸泡，样品中可溶性砷大部分不能溶解。当加入王水的体积大于等于10mL时，荧光强度基本趋于稳定。因此，本发明选择加入王水15mL。

实施例4

取国内某氧化铝厂取得的赤泥样品，研磨使通过0.149mm标准筛。

称取0.2500g试样5份于一组100mL容量瓶中，加入15mL王水(1+1)，摇匀后放入90℃的水浴锅中，保持20分钟(每5分钟摇动一次)。取出，冷却至室温，定容，摇匀。静止过夜，使不溶解的固体颗粒充分沉淀。分取5.00mL上述溶液的上清液于50mL容量瓶中，加入5mL盐酸(1+1)，然后分别加入1mL，3mL，5mL,7mL，10mL硫脲-抗坏血酸溶液(100g/L)，将溶液稀释至刻度，摇匀。放置40分钟。随同试样做空白试验。

其他试剂的配制同实施例1。

将以上溶解好的样品溶液和以上所配制的硼氢化钾溶液，以盐酸(5+95)为载流引入原子荧光光谱仪中的反应系统，所产生的砷化氢气体用载气引入原子荧光光谱仪中，在选定的仪器测定条件下，进行测定。其试验结果见图3。

由图3可以看出，当加入预还原剂硫脲‐抗坏血酸的体积大于等于5mL时，测定的荧光强度值达到最大并趋于稳定。这说明样品中As⁵⁺的已经能完全转化为As³⁺，为了达到最佳测定效果，本发明采用加入5mL硫脲‐抗坏血酸。

实施例5

取国内某氧化铝厂取得的赤泥样品，研磨使通过0.149mm标准筛。

称取0.2500g试样5份于一组100mL容量瓶中，加入15mL王水(1+1)，摇匀后放入90℃的水浴锅中，保持20分钟(每5分钟摇动一次)。取出，冷却至室温，定容，摇匀。静止过夜，使不溶解的固体颗粒充分沉淀。分取5.00mL上述溶液的上清液于50mL容量瓶中，加入5mL盐酸(1+1)，加入5mL硫脲-抗坏血酸溶液(100g/L)，将溶液稀释至刻度，摇匀。分别放置10分钟，20分钟，30分钟，40分钟，50分钟。随同试样做空白试验。

其他试剂的配制同实施例1。

将以上溶解好的样品溶液和以上所配制的硼氢化钾溶液，以盐酸(5+95)为载流引入原子荧光光谱仪中的反应系统，所产生的砷化氢气体用载气引入原子荧光光谱仪中，在选定的仪器测定条件下，进行测定。其试验结果见图4。

由图4可以看出：随着预还原时间的增加，测定的荧光强度是逐渐增大的，说明硫脲-抗坏血酸还原As⁵⁺的反应需要一定的时间。在20℃的室温下，当预还原时间为40分钟时，荧光强度达到最大。进一步预还原时间，荧光强度变化不大甚至稍有下降。因此，本发明选择预还原时间为室温20℃下放置40分钟。

实施例6

取国内某氧化铝厂取得的赤泥样品，研磨使通过0.149mm标准筛。

称取0.2500g试样3份于一组100mL容量瓶中，在其中2份中分别加入一定量砷标准溶液，用少许去离子水冲洗瓶壁。然后分别加入15mL王水(1+1)，摇匀后放入90℃的水浴锅中，保持20分钟(每5分钟摇动一次)。取出，冷却至室温，定容，摇匀。静止过夜，使不溶解的固体颗粒充分沉淀。分取5.00mL上述溶液的上清液于50mL容量瓶中，加入5mL盐酸(1+1)，加入5mL硫脲-抗坏血酸溶液(100g/L)，将溶液稀释至刻度，摇匀。放置40分钟。随同试样做空白试验。

其他试剂的配制同实施例1。

将以上溶解好的样品溶液和以上所配制的硼氢化钾溶液，以盐酸(5+95)为载流引入原子荧光光谱仪中的反应系统，所产生的砷化氢气体用载气引入原子荧光光谱仪中，在选定的仪器测定条件下，进行测定。其试验结果见表1。

表1加标回收试验

从回收试验可以看出：本发明方法的准确度高，完全可以满足赤泥中可溶性砷含量的测定。