铜湿法冶炼工业废水中砷的分析方法的改进

nicexxh

2017/09/30

私聊

水质检测

摘要:以铜湿法冶炼工业废水为样品，用国标法溴酸钾滴定法测定废水中的砷含量。对该国标法的操作过程进行简单改进后，测定了废水样品,并与原方法做了比较，同时进行了加标回收实验，加标回收率范围为89.31%-92.75%。改进后的方法，实验结果与原国标法比较，重现性更好，准确度更高，拓展了该国标法的使用范围。
关键词：砷；废水；改进
前言
自然界中的砷，主要以硫化物的形式伴生存在于钨、铅、铜等矿石中，大量的砷会伴随着矿石的开采和冶炼进入工业废水，含砷废水处理不当会对周围环境和人体健康造成严重危害。
砷的测定法有氢化物-原子荧光、ICP-MS等仪器方法，化学法有溴酸钾滴定法等。仪器方法，灵敏度高，时间短，但是仪器方法成本较高，对于一些单位而言，成本高而利用率不高。因此，在样品量不大、砷含量较高的情况下，一般采用溴酸钾滴定法等化学分析方法测定砷即可满足要求。本文以铜冶炼废水为样品，将溴酸钾滴定法测铜精矿中砷的方法，操作步骤稍作改动，可将其用于冶炼废水中的砷测定，与原操作方法比较，重现性和准确度更好，并拓展了该方法的使用范围。
1. 实验部分
1.1样品与试剂
湿法炼铜废水样，分别取自湖北某铜冶炼企业废水排放口废液（简称：样品1）和烟气排放口吸收液（简称：样品2）。
硫酸(1+1)；0.1%甲基橙指示剂。砷标准溶液：1mg/mL,该浓度为国标法的5倍。
溴酸钾标准溶液：c (1/6KBrO3) =0.025 mol/L；
1.2方法与步骤
称取试样0.5000g（如果砷含量大于 1.00,则称取 0.1000 克）,置于 250 ml烧杯中，加入 10--15 ml 硝酸，分次加入 0.30-0.50 克氯酸钾，至试样完全溶解，加 20ml 硫酸（1+1），加热至冒浓烟，稍冷，移入预先盛有 0.6g 溴化钾、2.5g 硫酸肼的 250ml 锥形烧杯中，加入40ml 盐酸，用水洗净烧杯，使溶液总体积为 80ml。连接好蒸馏装置，在 100-110℃加热蒸馏。馏出物用预先盛有 50ml 水的 150ml 烧杯吸收。将吸收液加热至40-60℃，加入 2 滴甲基橙指示剂，用溴酸钾标准溶液滴定至红色刚消失即为终点。随同试样做空白试验。
计算公式：
C_As=(V₃-V₄)×0.03746× C_KBrO3/V₅
—V₃、V₄ 为试样及空白消耗溴酸钾标准溶液的体积；
—V₅为量取废水的体积。
1.3 改进部分
1.3.1溶液配制
因为工业废水的浓度较大，且浓度范围因为企业不同而有差异，具体实验先要考虑废水中的砷含量范围而定，本实验配置标准溶液浓度为国标法GB/T3884.9-2000中浓度的5倍，可以适用于大部分冶炼工业废水中砷的测定。
1.3.2馏出液接收温度
连接好蒸馏装置，在100-110℃加热蒸馏，接收馏出液;而国标法蒸馏及馏出液接收温度为100-105℃,用于测工业废水，实验结果偏低。
2. 结果与讨论
将国标法部分操作步骤改进后的实验方法（简称：改进法），得到的实验结果与原始国标法（简称：原方法）比较，见表1：
表1 两种方法的测定比较

样品编号		浓度/(mg..L^-1)	RSD%	浓度/(mg..L^-1)	RSD%
		原方法		改进法
样品1	1	1.0	-0.99%	1.28	-2.29%
	2	0.97	3.96%	1.31	0.00%
	3	1.06	4.95%	1.35	3.05%
	平均值	1.01		1.31
样品2	1	68.17	-0.25%	71.70	-0.07%
	2	69.93	1.29%	71.52	-0.32%
	3	69.01	-1.26%	72.03	0.39%
	平均值	69.04		71.75

表1中，样品1和样品2的测定，改进法的测定结果，比原方法都稍大，是因为改进法拓宽了馏出液的接收温度范围，因而测定的含量稍大，更能反映实际情况。而且，同样的废水样品，样品2比样品1的测定结果，重现性好，是因为样品2是烟气的清洗液，里面的干扰组分相对样品1少，对测定的影响小，因此无论是原方法还是改进法测定，测定样品2的重现性均优于样品1。

表2 改进法加标回收测定砷结果

样品编号	加标批次	原浓度/(mg.L^-1)	原砷量/（mg)	加标量/(mg)		测定值/(mg)	回收率/%
样品1	1				0.524	0.730	89.31
	2	1.31	0.262		0.262	0.495	88.93
	3				0.210	0.451	90.00
样品2	1				28.70	40.84	92.30
	2	71.75	14.35		14.35	27.66	92.75
	3				11.48	25.03	93.03

*废液体积均取200mL.

对样品1和样品2，分别加标回收，改进法测定结果见表2。样品1和样品2的加标回收率在89.31%-92.75%，均符合检测要求。

3结论

砷是一种对生态威胁严重的元素。更准确的了解废水中砷的含量，可以给污水处理提供技术信息；又可用于环境监测，确定废水是否达到排放标准。将国标法稍作改动，用于测定铜冶炼废水中砷，得到的实验结果，与原国标法比较，精密度更好，准确度更高，也可用于其他冶炼废水中砷的测定，拓展了该国标法的使用范围。