水泥企业协同处置工业废渣中总铬的测定方法探讨.docx

水泥企业协同处置工业废渣中总铬的测定方法探讨-中国水泥技术网2011-9-27作者:时玉珍摘要：：探讨了采用HNO3-HF-HCIO4酸体系作消化液，在微波消解仪内和电热板上两种条件下全消解废矿渣样品。通过优化仪器参数获得最佳的测定条件，以氯化铵作助溶剂,火焰原子吸收法测定铬标准系列，显示线性关系良好，相关系数大于0．9990，方法的检出限为0.013mg/L。分别测定两种溶样方法得到的样液中总铬的吸光强度，微波法相对标准偏差小于5.7%,电热板法相对标准偏差小于7.6%，微波法优于电热板法;前者回收率检查达到98.9-105.5%。后者为96.7-105.7%。
主题词：微波消解废矿渣火焰原子吸收总铬
随着国民经济的迅速发展，科技水平的不断提高，人类产生的固体废弃物也在逐年增加，这对我们的生存环境造成很大的威胁，寻求可再生资源和解决环境污染问题成为了经济社会发展的瓶颈，协同处置废弃物就成为了紧迫的任务。固体废物一般可分为3类：即工业固体废物、有毒有害固体废物和城市垃圾。硅酸盐工业除了可以大量再回收利用自身的废弃物如废陶瓷、废玻璃等外，还可大量利用粉煤灰、煤矸石、建筑垃圾、矿渣、尾矿等多种废弃物，重视固体废弃物在水泥工业中的综合利用，对我国循环经济的发展具有重要意义。
有毒有害重金属元素铬的污染来源主要是含铬矿石的加工、金属表面处理、皮革揉制、印染等行业，而工业废矿渣中也存在着大量的铬。铬的毒性与其存在的价态关系密切，六价铬的毒性比三价铬高100倍，且易为人体吸收而蓄积在体内，导致肝癌。铬受湿度、酸度、有机物、氧化还原物质、温度及硬度等条件影响，三价铬和六价铬的化合物可以互相转换。铬为我国实施总量控制的标准之一，也是水泥行业回转窑协同处置废弃物的排放控制指标中重要的元素之一，因此开展废矿渣中重金属元素铬的测定方法研究，对正确指导协同处置废弃物工作具有极其积极的意义。
总铬测定有二苯酰二肼分光光度法、原子吸收分光光度法、等离子发射光谱法和滴定法。由于废矿渣样品基体复杂，本文采用微波消解方法和传统的电热板样品全溶解方法进行样品前处理，制备出的样品溶液，用空气-乙炔和火焰原子吸收法进行比较测定。结果表明，后者省时、省试剂、空白值、精密度高，样品回收率试验达到98.5～105.5%。
1.实验部分
1.1仪器与试剂
Zeenit700原子吸收分光光度计,配氘灯背景校正器(德国耶拿公司)；铬空心阴极灯(德国耶拿公司)；MDS-8微波消解仪，附配微电脑控制电热板（上海新仪微波化学科技有限公司)和普通温控电热板
1.2试剂
实验用纯水18.2MPa超纯水；硝酸、氢氟酸、高氯酸均为优级纯；铬标准储备溶液1000g／mL(国家标准溶液，国家钢铁材料测试中心钢铁研究总院)；铬标准使用溶液0.0，0.5,1.0，2.0，3.0，4.0mg/L铬标准系列，临用前用4%盐酸溶液逐级稀释铬标准储备液,其间加入适量氯化铵，保证系列标准溶液中含0.5g/ml氯化铵。
l.3实验方法
原子吸收仪器工作条件
经优化仪器参数后获得的铬元素最佳测定条件见表1。

表1仪器工作条件
光源灯电流
mA波长
nm通带宽度
nm燃烧器高度
nm燃气流量
L/hCr5357.90.2690
微波消解仪工作程序
经优化的微波消解程序见表2,使用该程序消解1个循环为消解完毕。
表2微波消解程序
MDS-8消解步骤温度℃时间min功率W112015900215015900318030800
样品预处理
.1微波消解全量溶解法
准确称取0.5g(精确至0.0002g)试样于100mLTFM(聚四氟乙烯材质)消解罐中，用水润湿后加人6mL浓硝酸,3mI氢氟酸，加盖后于微波消解仪中按优化的程序(见表2)消解完成，冷却后开盖，补加1mLHCIO4于电热板上加热除硅，为了达到良好的飞硅效果，应经常摇动消解罐。当加热至冒浓厚白烟时，加盖，使黑色有机碳化物充分分解。待坩埚上的黑色有机物消失后，开盖驱赶白烟并蒸至内容物呈近干状。取下稍冷，用水冲洗消解罐盖和内壁，加人4%盐酸溶液微沸溶解样品,废渣消解后的溶液应呈白色或淡黄色(含铁较高的样品)，没有明显沉淀物存在，冷却后然后将样液转移至25mL容量瓶中，加入适量氯化铵，保证样品溶液中含0.5g/ml氯化铵。摇匀，过夜或过滤后测定。
.2电热板全量溶解法
准确称取废矿渣置于聚四氟乙烯烧杯中，慢慢加入浓HNO310mL，5mLHF和2mLHCIO4,加盖,于电热板上低温加热消解，经常摇动，以保证样品消解完全，由于废矿渣种类多，不同元素含量差异较大，在消解时应注意观察,各种酸的用量可视消解情况酌情增加。至样液滚动时,开盖,至白烟基本冒尽且内容物近干。样液制备同微波法。
2结果与讨论
2.1两种样品溶解方法比较
微波消解是一种新型、高效的样品消解技术，其加热