以電子廢料為原料的冶煉煙塵中氯的測定

項建峰

（江西華贛瑞林稀貴金屬科技有限公司，江西豐城 331100）

以含有有機脂“城市礦山”為主要原料回收稀貴金屬的生產工藝會產生多種鹵化物。鹵化氫具有強酸性、強腐蝕性，對生產設備存在較大的危害。相關文獻表明，其生成的有機鹵化物特別是二噁英的毒性相當于氰化鉀的100 倍以上[1-2]。特別是以含有有機脂“城市礦山”作為冶煉主體原料，其含有約5%～15%的鹵系阻燃劑[3]。鹵系阻燃劑在高溫燃燒過程中會產生大量的HCl、HBr 等鹵化物。它們隨著煙氣在除塵系統、脫硫系統、急冷系統等的管道中流動或被吸附，產生的冶煉煙塵具有高含量的鹵素化合物[3-5]，特別是鹵素中氯離子的準確測定可以給回收冶煉煙塵中有價金屬熔煉配料、 預防煙氣管道腐蝕提供參考依據。然而目前并未有相關測定以含有有機脂“城市礦山”為主要原料的冶煉煙塵中氯的分析方法，因此建立一種準確測定其含量的分析方法有著重要的現實意義。

氯離子的測定通常采用水蒸氣蒸餾—離子色譜法[6]，其操作繁瑣，前處理耗時，無法批量完成分析檢測。本文所進行的測定實驗前處理采用硝酸溶樣，利用離子色譜儀快速進行測定，既能排除冶煉煙塵中各種重金屬離子對氯離子測定的干擾，又能使試驗結果穩定可靠。該方法操作簡便，快速準確，可用于對冶煉煙塵中氯的日常分析檢測。

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器

所用試劑均為優級純，實驗用水為電阻率為18.2 MΩ·cm 的超純水。試劑參數：硝酸質量濃度為1.42 g/mL；氫氧化鉀淋洗液濃度為10 mmol/L；氯離子標液1 質量濃度為1 000 μg/mL，氯離子標液2 質量濃度為 100 μg/mL。

實驗儀器：1）選擇賽默飛離子色譜儀，型號為DIONEX AQ-1200；2）尼龍濾膜，濾膜孔徑為 0.22 μm；3）Na 型預處理柱，使用1 mL 的一次性注射器。

1.2 儀器工作條件

淋洗液濃度為10 mmol/L；流速為1.0 mL/min；進樣體積為25 μL；抑制器型號為ADRS 600 4 mm，抑制電流為112 mA。

1.3 實驗方法

稱取0.1 g 左右試樣，置于250 mL 錐形瓶中，加入含有0.2 ml 硝酸的60 mL 水中，混勻，蓋上表面皿，放入50 ℃的水浴鍋中不斷搖動三角燒杯至反應1 h。冷卻，將溶液轉移到200 mL 容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻，靜置。分取上清液10 mL 到100 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。用1 mL 注射器吸取上述溶液，依次通過Na 型預處理柱及尼龍濾膜，在相同工作條件下，依次用離子色譜儀測定，記錄色譜圖。根據氯離子的保留時間定性，依據峰面積定量，隨同試驗做空白。

1.4 繪制標準曲線

分別移取 0.00、0.25、0.50、1.00、2.00、5.00、8.00、10.00 mL 的質量濃度為100 μg/mL 的氯離子標液，置于1 組100 mL 容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。用1 mL 注射器由低濃度到高濃度依次進樣，得到上述各濃度的色譜圖。以氯的質量濃度為橫坐標，峰面積為縱坐標，繪制標準曲線，氯標準曲線相關系數R=1.000 0。

1.5 氯含量計算方法

氯含量按式（1）計算：

式中：ω 為試樣中氯的質量分數，%；ρ 為試液中氯的質量濃度，μg/mL；ρ0為空白溶液中氯的質量濃度，μg/mL；v 為試液體積，mL；f為試液稀釋倍數；m為試樣的質量，g。

2 結果討論

2.1 溶樣方法及酸濃度實驗

稱取適量的冶煉煙塵，加入不同體積的硝酸，溶于60 mL 水溶液中，按實驗方法操作，測定各溶樣后的氯含量，結果見表1。

表1 不同硝酸濃度對氯含量測定的影響

從表1 數據可見，在不加入硝酸溶樣的情況下，其氯含量結果明顯低于加入硝酸溶樣所得結果。可知，試樣在水溶的情況下其氯離子無法完全釋放出來，使其氯含量結果偏低。而在酸溶的條件下，逐漸提高硝酸的濃度，可以看到，在加入0.1 mL 硝酸的情況下，其氯含量相較于水溶的結果有了較大的提高，進一步的提高硝酸量，其氯含量結果趨于穩定。可以判斷，在酸溶的條件下，硝酸加入量在0.2～0.4 mL 可以滿足試樣溶樣要求，因此對于冶煉煙塵來說，酸溶可達到準確測定其氯含量的要求，故選擇加入硝酸的量為0.2 mL 左右。

2.2 硝酸介質對氯測定的影響

分取2 mL 質量濃度為1 000 μg/mL 氯離子標準溶液，加入不同量的硝酸介質，按試驗方法操作，考察加入硝酸介質的條件下對氯測定的影響，結果見表2 和圖1。

表2 不同硝酸介質對氯含量測定的影響

圖1 硝酸介質下的色譜

從表2 和圖1 結果可以看到，硝酸介質的存在，對氯的測定基本沒有影響。因此，選擇硝酸溶樣不會干擾氯的測定。

2.3 溶樣時間實驗

稱取適量試樣，按實驗方法操作，測定不同溶樣時間后的氯含量，結果見表3。

表3 不同溶樣時間對氯含量測定的影響

從表3 結果可知，溶樣時間達0.5 h 后對氯含量的測定結果基本沒有影響，然而在反應1 h 左右的情況下其試樣溶解較反應0.5 h 時更為清亮，隨著溶樣時間延長，溶液基本無變化，故溶樣時間選擇1.0 h。

2.4 溶樣溫度實驗

稱取適量試樣，在上述實驗條件下，測定不同溶樣溫度后的氯含量，結果見表4。

表4 不同溶樣溫度對氯含量測定的影響

從表4 結果可知，在上述實驗條件下，溶樣溫度在30 ℃以上時對氯含量的測定結果基本沒有影響，當溶樣溫度達到40～50 ℃時，溶液較30 ℃時更為清亮，因此溶樣溫度選擇50 ℃。

2.5 方法精密度實驗

對選取的2 種不同種類的冶煉煙塵按照實驗方法平行測定7 次，測定結果見表5。

表5 方法精密度(n=7)

從表5 結果可知，該方法測定氯含量的其相對標準偏差為0.56% ～2.29%，表明該方法的穩定性良好。

2.6 方法準確度試驗

稱取適量的冶煉煙塵試樣，對于冶煉煙塵1# 試樣，分別加入 2 mL、5 mL、10 mL 氯離子標準溶液（100 μg/mL）；對于冶煉煙塵2#試樣，分別加入1 mL、2 mL、5 mL 氯離子標準溶液（100 μg/mL），按照實驗方法進行測定，結果見表6。

表6 方法準確度

從表6 結果可知，該方法測定的氯含量的回收率在97.5% ～104.0%之間，表明該方法準確度較高，可完全滿足實際樣品的分析檢測要求。

3 結論

本文建立了用硝酸溶樣—離子色譜法測定冶煉煙塵中氯的分析方法，通過方法精密度和加標回收率的考察，證明了本方法精密度好、準確度高，適用于冶煉煙塵中氯含量的測定。且該方法操作簡便，快速準確，可用于冶煉煙塵中氯含量的日常分析檢測。