火焰原子吸收法连续测定土壤样品中的铜_铅_锌_钴_镍(1).pdf

文章编号:1007-967X(2010)02-0058-03火焰原子吸收法连续测定土壤样品中的铜、铅、锌、钴、镍*王?微(辽宁有色地质测试中心,辽宁 沈阳 110121)摘?要:采用王水溶解土壤样品,用火焰原子吸收法连续测定铜、铅、锌、钴、镍五种元素,对比了两种消解体系,优化了盐酸复溶体系,优化了仪器的使用条件,方法检出限为 Cu 1.14?g?g-1、Pb 3.14?g?g-1、Zn 0.50?g?g-1、Co 0.94?g?g-1、N i1.10?g?g-1。在加标回收实验中,相对标准偏差为 2.67%4.04%(n=10),方法回收率为 92.7%107.3%。方法用于分析土壤样品,分析结果与推荐值相符,可用于地质实验室对大量土壤样品的检测。关键词:铜;铅;锌;钴;镍;原子吸收光谱法;王水中图分类号:S153?文献标识码:A?随着地质调查工作的进一步深入,对地质实验室的分析测试技术也相应的提出了更准、更快、更方便的要求。目前检测铜铅锌钴镍一般采用微波消解等离子体原子发射光谱法 1 2,极谱法 3等。本文以王水溶解样品,可直接测定五种元素,方法简单,准确,火焰原子吸收光谱法因其灵敏度高,精密度好,线性范围宽的优点得到广泛应用。1?实验部分1.1?仪器与试剂Z2300原子吸收光谱仪(日本日立公司);AG135万分之一电子天平(瑞士梅特勒?托利多公司);铜、铅、锌、钴、镍的便准溶液:1.000 g/L;1?1王水:准确移取 500 mL 亚沸水于 1 000mL试剂瓶中,加入 375 mL 的盐酸和 125 mL的硝酸,混匀待用;实验所用试剂均为优级纯,水为亚沸水。1.2?仪器测定条件通过实验确定仪器的测定条件如表 1。表 1?各元素仪器条件Table 1?M easure ment condition of ele mentAAS元素分析线(?/n m)灯电流(I/mA)光谱通带(?/n m)空气压力(kPa)乙炔流量(mL/min)燃烧器高度(mm)积分时间(s)Cu324.73.51.31601.07.55Pb247.610.00.41602.27.55Zn213.95.01.31601.87.55Go240.712.50.21602.07.55N i232.010.00.21601.87.551.3?实验方法1.3.1?样品的前处理将土壤样品风干、粉碎,过 100目筛。称取经过粉碎后的样品 0.500 0 g土壤样品于 100 mL 烧杯中,用少量水润湿,加入浓盐酸 15mL,盖上表面皿,在电热板上加热溶解,待硫化氢气体逸出完后,再加入 5mL硝酸,继续加热,待矿样完全溶解后,冲洗并移去表面皿,蒸发至干。取下冷却,加入浓盐酸 5mL,用水冲洗杯壁,加热至沸腾,冷却后移入 50 mL容量瓶中,用水稀释到刻度,摇匀,澄清后与原子荧光同时测定。1.3.2?标准工作曲线用 10%HC l溶液将 1.000 g?L-1各元素标准溶液逐级稀释,制成 0.05?g?mL-1,0.10?g?mL-1,0.20?g?mL-1,0.30?g?mL-1,0.40?g?mL-1,0.50?g?mL-1,0.60?g?mL-1,0.70?g?mL-1,0.80?g?mL-1,0.90?g?mL-1,1.00?g?mL-1的工作溶液。按照仪器的工作条件,分别测定各标准溶液,绘制工作曲线,各元素回归方程和相关系数见表 2。对空白溶液测定 9次,计算方法的检出限(3S/N),见表 2。2?结果与讨论2.1?消解体系的选择本文分别对两种消解体系 HCl-HNO3(3?1)和 HCl-HNO3-HF-HCl O4进行了研究和对比。结果发现两种体系中 Cu、Pb、Zn、Co、Ni的测定结果与推荐值相符,结果令人满意。但是 HCl-HNO3-第 26卷第 2期2010年 4月有?色?矿?冶NON-FERROUSM I NING AND METALLURGYVo.l 26.?2April 2010*收稿日期:2008-12-17作者简介:王?微(1981?),女,硕士研究生,助理工程师,主要从事分析检测工作。HF-HC l O4体系溶解样品需要聚四氟乙烯坩埚,实验过程不仅比王水体系溶样要慢,且使用过的坩埚如果温度控制不好很容易熔化,且成本较王水体系高,因此本文选用更简便快捷的王水来消解样品。表 2?回归方程及方法检出限Table 2?Regression and detection li m its of themethod元素标准溶液浓度(?g?mL-1)线回归方程检出限(?g?g-1)相关系数Cu0.000.100.200.400.600.801.00A=0.024 3c+0.000 671.140.999 9Pb0.000.100.200.400.600.801.00A=0.008 4c+0.002 73.410.999 9Zn0.000.100.200.400.600.801.00A=0.167c+0.009 80.500.999 4Go0.000.100.200.400.600.801.00A=0.037 8c+0.005 90.940.999 7N i0.000.100.200.400.600.801.00A=0.027 5c+0.004 11.100.999 82.2?酸度的选择表 3?不同体积盐酸对吸光度的影响Table 3?Effect of volu me ofhydrochloric acid on ele mentdeter mi nation体积分数0%2%5%10%15%20%25%Cu0.0047 0.0276 0.0370 0.0415 0.0421 0.0415 0.0418吸Pb0.0068 0.0194 0.0224 0.0275 0.0287 0.0288 0.0291光Zn0.0780 0.3331 0.3475 0.3794 0.3834 0.3836 0.3820度Go0.0077 0.0621 0.0627 0.0624 0.0627 0.0625 0.0637N i0.0044 0.0523 0.0614 0.0641 0.0655 0.0641 0.0624?在王水消解样品以后,加入一定体积的浓盐酸复溶,本实验分别研究了加入盐酸体积的不同对吸光度的影响,结果如表 3。从上表中可以看出,如果不加盐酸,只用清水复溶,各种元素几乎完全没有进入溶液中,随着盐酸加入量的增大,各元素的吸光度值明显增大,到加入 5mL 盐酸后时,即体积分数为10%,吸光度值不再增大,因此本文选用复溶盐酸的体积为 5 mL。2.3?乙炔气流量的影响从图 1中看出铜的吸光度随乙炔气流量的变化不大,铅的吸光度随着流量的增大而缓慢增大,在2.2 mL?m in-1时达到最大值,锌的吸光度在 2.0mL?m in-1时达到最大值,钴和镍在 1.8 mL?m in-1后曲线趋于平滑,因此本文选用各元素的乙炔气流量分别为铜:1.0mL?m in-1铅:2.2mL?m in-1锌:1.8mL?m in-1钴:2.0mL?m in-1镍:1.8mL?m in-1。图 1?乙炔流量对吸光度的影响F igure 1?The i mpact of the acetylene flow to absorbance2.4?标准样品分析称取 0.500 0g标准样品,按照实验方法平行 10次进行样品处理与测定,经过计算,实验结果如表 4。表 4?标准物质的测定Table 4?Analytical result of ele ment in referencematerials标准物质推荐值(?g?g-1)本方法测定值(?g?g-1)CuPbZnCoN iCuPbZnCoN iGB W-0740216.3?0.920.0?3.042.0?3.08.7?0.919.4?1.317.020.443.18.818.7GB W-0740440.0?3.058.0?5.0210?1322.0?2.064.0?5.041.257.221422.063.5GB W-0740824.3?1.221.1?2.068.0?4.012.7?1.731.5?1.824.120.670.412.330.9?通过对三种标准物质的测定,发现经过此方法溶解的样品其测定值符合要求。表 5?回收率实验Table 5?Recovery test of themethod元素样品名称样品元素含量(?g?g-1)标准加入量(?g?g-1)测得总量(?g?g-1)RSD(%)回收率(%)Cu土壤样 1土壤样 220.411.530.010.052.620.63.743.14107.391.0Pb土壤样 1土壤样 210128.610030.019858.52.673.5497.099.7Zn土壤样 1土壤样 268829.850030.01 21157.63.744.04104.692.7Go土壤样 1土壤样 214.75.9110.010.025.216.52.763.75105.0105.9N i土壤样 1土壤样 219.812.410.010.030.621.83.443.10108.094.02.5?方法的精密度和准确度称取 0.500 0 g样品,按照实验方法分析,再准确加入一定量的标准溶液,进行回收率事实验(n=10),实验结果如表 5。参考文献:1?Ivo Novozamsky,Hans J van der Lee,V ictor J R Houba.SampleD igestion Procedures forTrace Element Deter m ination J.M ikro-chi m A cta,1995,119:183-189.2?陈?江,姚玉鑫,费?勇.微波等离子体发射光谱和石墨炉原子吸收光谱法联合测定土壤中多元素 J.岩矿测试,2009,28(1).3?汪效祖,张?荣,刘建兰.纯铝中微量钴镍的极谱测定 J.理化检验,2003,39(3).(下转第 57页)59第 2期?王?微:火焰原子吸收法连续测定土壤样品中的铜、铅、锌、钴、镍镍奥氏体不锈钢,铁素体-奥氏体双相钢等;消除焊件残余应力:采用消除应力热处理及由机械方法降低表面残余应力或造成压应力状态;对材料进行防腐蚀处理:通过电镀、喷镀、物理等方法,用金属或金属覆盖层将金属与腐蚀介质隔离;改进部件及接头设计:由于设计得不合理,往往会形成较大的应力集中或在制造中产生较大的残余应力,这是产生应力腐蚀开裂的重要条件。2.3.4?焊接接头的热裂纹问题 6(1)焊接热裂纹产生的原因奥氏体不锈钢导热大约只有钢的一半,而线膨胀系数却大得多,所以焊后在接头中会产生很大的内应力。而且奥氏体钢中合金元素多,不仅硫、磷等杂质与铁形成低熔点的共晶、合金元素之间或与杂质间作用也可形成低熔点化合物和共晶,如 NiS+N i的熔点为 644?。奥氏体钢的结晶凝固区间大,结晶时间长,结晶方向性强,所以杂质偏析较严重。这些都是产生焊接热裂纹的主要原因。(2)防止焊接热裂纹的措施采用双相组织焊缝:当焊缝中有 5%左右的铁素体时,可打乱奥氏体柱状晶的方向;严格控制有害杂质硫、磷的含量;工艺上的措施:采用碱性焊条、小电流、快速焊,防止产生热裂纹。3?结?论通过上述分析,对于硫酸钠含酚硫酸钠废水处理过程中的腐蚀问题可通过选择合理的材料、焊接技术以及工况条件进行控制。材料上不锈钢 304和316以及 304L,316L的全面腐蚀速率表明是完全耐蚀材料,但对于焊接点的腐蚀要求为避免晶间腐蚀和缝隙腐蚀采用低碳不锈钢如 304L和 316L比较理想。其次对于焊接节点的焊接技术和节点的处理措施是必要的,固熔处理技术是一个比较合适的选择。工作条件的控制是进料的酸碱度的调整、工作的热环境和以及固液分离等控制。参考文献:1?张书杰.生产无水硫酸钠蒸发罐的腐蚀与防护探讨 J.山西化工,1999(3):37-39.2?罗保发,罗?震,王?蕤,马迎兵,步贤政.低碳不锈钢点焊接头的耐腐蚀性能 J.焊接技术,2008,(02):21-23.3?徐晓燕.18-8型奥氏体不锈钢的焊接工艺 J.石油化工应用,2007(2):78-80.4?吴?剑.不锈钢的腐蚀破坏与防蚀技术-(二)缝隙腐蚀 J.腐蚀与防护,1997(02):41-43.5?吴?剑.不锈钢的腐蚀破坏与防蚀技术(四)应力腐蚀破裂 J.腐蚀与防护,1997(04):38-40.6?姬?晶.奥氏体不锈钢焊接性分析 J.煤矿机械,2008(7):85-86.Selection of EquipmentM aterialsApplied in the Treat ment ofM ixedW astewater Containing Sodium Sulfate and HydroxybenzeneZHAO Nan-nan1,WU Xiang-ping2,MA W ei1(1.School of Chem ical Engineering,Dalian University of Technology,Dalian 116024,China;2.X inlei Cokery co.,ltd,Anyang 455000,China)Abstract:Evaporation recovery is the main treatment of wastewater containing excessive amount of sodium sulfateproduced by che m ical and metallurgical process.In this paper,it discussed the corrosion ofmaterials in the trea-tment ofwastewater containing sodiu m sulfate and hydroxybenzene from coking and che m istry plants and proposedthe vital places the corrosion occurred at and the solution.Key words:wastewater treat m en;t corrosion;selection ofmaterials(上接第 59页)SequentialDeterm ination ofCu,Pb,Zn,Co and N i inSoil Sa mples by Flame Ato m ic Absorption SpectrometryWANG Wei(T est Center of LiaoningNon-FerrousGeology Bureau,Shenyang 110121,China)Abstract:FAAS was applied to the deter m inations of copper,lead,zinc,cobalt and nickel in soilw ith aqua regiaassisted sample digestion.Two kinds of digestion system were compared.The volume of hydrochloric acid and theuse of the instru m ent conditionswere opti m ized.The detection li m it of every ele m ent isCu 1.14?g?g-1,Pb 3.14?g?g-1,Zn 0.50?g?g-1,Co 0.94?g?g-1,Ni 1.10?g?g-1.The values of recovery found by standard additionmethod were in range of 98.0%to 108.0%and theRSD is 2.67%4.04%(n=10).Themethodswere used toanalyzing soil sa mples and the results are satisfactory.It can be used testing a large number of soil sa mples in geo-logical laboratories.Key words:Copper;Lead;Zinc;Cobal;t N icke;l atom ic absorption spectrometry;aqua regia57第 2期?赵南南等:含酚硫酸钠废水处理设备的材质选择与腐蚀问题探讨