王建軍,莊宇凱,徐劍瑛,2*,王紹娟,2,曹全蘋(píng),2

(1.山東招金金銀精煉有限公司; 2.中恒諾貴金屬檢測(cè)有限公司)

引 言

隨著電鍍工藝的不斷發(fā)展,其應(yīng)用領(lǐng)域也愈加廣泛,如貴金屬首飾電鍍、電子通訊器件電鍍、飾品電鍍、 日用配件電鍍等。電鍍廢水的成分復(fù)雜,污染物種類(lèi)多,如果不加以處理或處理不當(dāng),會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的危害[1-3];部分電鍍廢水如鍍金、鍍銀、鍍銥、鍍銠等廢水,其含有較多的貴金屬,隨意排放會(huì)造成資源浪費(fèi),因此對(duì)電鍍廢水有效處理不僅可以保護(hù)生態(tài)環(huán)境,降低工業(yè)發(fā)展對(duì)于環(huán)境帶來(lái)的危害,同時(shí)也可以降低排污費(fèi)用,節(jié)約水資源,從而降低企業(yè)生產(chǎn)成本,提高效益[4]。

黃金電鍍過(guò)程中產(chǎn)生的電鍍廢水,含有大量可回收的貴金屬元素,如金、銀、鉑、鈀、銥等,而貴金屬回收工藝較為簡(jiǎn)單,成本也較低[5],因此準(zhǔn)確測(cè)定貴金屬具有重要現(xiàn)實(shí)意義。本文通過(guò)一系列條件實(shí)驗(yàn),建立了一種測(cè)定黃金電鍍廢水中多種貴金屬含量的方法,用于指導(dǎo)電鍍廢液中金、銀、鉑、鈀、銥等的回收利用,提高資源利用率。本方法對(duì)于其他類(lèi)型電鍍廢水中多種貴金屬含量的測(cè)定也具有一定的指導(dǎo)意義。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 設(shè)備與試劑

ICP-6500型電感耦合等離子體光譜儀:美國(guó)賽默飛世爾科技有限公司,其工作條件如表1所示。

烘箱:龍口電爐廠,室溫～300 ℃。

馬弗爐:龍口電爐廠,室溫～1 350 ℃。

表1 電感耦合等離子體光譜儀工作條件

可調(diào)式移液器:美國(guó)賽默飛世爾科技有限公司,量程1～10 mL,已校準(zhǔn)。

鹽酸、硝酸,均為優(yōu)級(jí)純。

1.2 電鍍廢水來(lái)源

黃金電鍍及首飾加工過(guò)程中產(chǎn)生的廢水,如鍍件漂洗水、廢槽液、設(shè)備冷卻水和沖洗首飾、地面水等混合廢水。

1.3 實(shí)驗(yàn)步驟

1)烘干脫水。準(zhǔn)確移取20 mL試料,置于50 mL瓷坩堝中,在烘箱內(nèi)于150 ℃脫水烘干。若脫水過(guò)程中,樣品反應(yīng)較為劇烈,可逐步升溫或降低烘干溫度。

2)焙燒。將瓷坩堝移至馬弗爐內(nèi),于550 ℃下焙燒2 h,取出冷卻至室溫。

3)試液制備。向瓷坩堝內(nèi)加入10 mL王水,低溫加熱至樣品完全溶解,冷卻后定容至50 mL容量瓶,于電感耦合等離子體光譜儀上進(jìn)行檢測(cè)。若待測(cè)元素超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)曲線最高點(diǎn),根據(jù)實(shí)際情況稀釋后再上機(jī)測(cè)定。

2 結(jié)果與討論

2.1 焙燒溫度

移取自配制的廢水20 mL(Au 2.52 mg/L、Ag 6.27 mg/L、Pd 0.73 mg/L、Pt 0.36 mg/L、Ir 1.63 mg/L),經(jīng)脫水烘干后,分別于400 ℃、450 ℃、500 ℃、550 ℃、600 ℃、650 ℃、700 ℃、800 ℃、900 ℃下進(jìn)行焙燒,制備的試液于電感耦合等離子體光譜儀上進(jìn)行檢測(cè),取5次測(cè)試的平均值,結(jié)果如表2所示。

表2 焙燒溫度實(shí)驗(yàn)結(jié)果 mg/L

貴金屬合金電鍍廢水為混合物,其中含有較多的有機(jī)物質(zhì)。由表2可知:焙燒溫度較低時(shí),焙燒不完全,在加入王水溶解時(shí),有較多物質(zhì)無(wú)法溶解,測(cè)試結(jié)果偏低,并且試液中存在較多懸浮物,容易堵塞進(jìn)液管;隨著焙燒溫度的升高,貴金屬損失逐漸增大,測(cè)試結(jié)果整體偏低。綜合考慮,在550 ℃下的焙燒效果最好。

2.2 焙燒時(shí)間

移取自配制的廢水20 mL,經(jīng)脫水烘干后于550 ℃下進(jìn)行焙燒,焙燒時(shí)間分別為1 h、1.5 h、2 h、2.5 h、3 h、3.5 h、4 h,制備的試液于電感耦合等離子體光譜儀上進(jìn)行檢測(cè),取5次測(cè)試的平均值,結(jié)果如表3所示。

表3 焙燒時(shí)間實(shí)驗(yàn)結(jié)果 mg/L

由表3可知:焙燒時(shí)間較短,焙燒不完全,在加入王水溶解時(shí),有較多物質(zhì)無(wú)法溶解,測(cè)試結(jié)果偏低,且相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差較大;焙燒時(shí)間過(guò)長(zhǎng),一是貴金屬損失較大,二是增加了檢測(cè)周期。綜合考慮,2 h為最佳焙燒時(shí)間。

2.3 酸用量

移取自配制的廢水20 mL,經(jīng)脫水烘干后于550 ℃下焙燒2 h,分別使用5 mL、7.5 mL、10 mL、12.5 mL、15 mL、20 mL王水溶解樣品,制備的試液于電感耦合等離子體光譜儀上進(jìn)行檢測(cè),取5次測(cè)試的平均值,結(jié)果如表4所示。

由表4可知:當(dāng)王水用量為5 mL、7.5 mL時(shí),測(cè)試結(jié)果偏低;當(dāng)王水用量為10～20 mL時(shí),測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確度較高。黃金電鍍廢水中銀離子含量一般較高,在試液制備過(guò)程中,較易出現(xiàn)氯化銀沉淀,此時(shí)需要適當(dāng)提高試液中鹽酸濃度以增大氯化銀的溶解,并提高標(biāo)準(zhǔn)系列的酸度[6]。綜合考慮樣品溶解時(shí)間、實(shí)際電鍍廢水中貴金屬元素含量及節(jié)約試劑用量等因素,選擇使用10 mL王水溶解樣品。

2.4 加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)

移取混合廢水20 mL,分別向其中加入不同量的金、銀、鈀、鉑、銥元素,在選定的實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行檢測(cè),驗(yàn)證方法的準(zhǔn)確度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表5所示。

表5 加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由表5可知,本方法加標(biāo)回收率為97.33 %～102.67 %,準(zhǔn)確度良好,可以滿足檢測(cè)需求[7]。

2.5 方法的精密度

實(shí)驗(yàn)選用3種不同濃度的貴金屬合金電鍍廢水,編號(hào)分別為1#、2#、3#,均為自配制樣品。按照實(shí)驗(yàn)方法對(duì)3種廢水中金、銀、鈀、鉑、銥元素進(jìn)行檢測(cè),平行測(cè)定6次,結(jié)果如表6所示。

表6 方法的精密度實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由表6可知:1#樣品測(cè)試結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.52 %～2.58 %;2#樣品測(cè)試結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.63 %～1.19 %;3#樣品測(cè)試結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.58 %～0.88 %,方法的精密度滿足檢測(cè)要求[7]。

3 結(jié) 語(yǔ)

實(shí)驗(yàn)研究建立了一種貴金屬合金電鍍廢水中貴金屬含量的測(cè)定方法,且已經(jīng)申報(bào)標(biāo)準(zhǔn)。該方法的最佳條件為:焙燒溫度550 ℃,焙燒時(shí)間2 h,酸(王水)用量10 mL。在該條件下,方法的加標(biāo)回收率為97.33 %～102.67 %,測(cè)試結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.58 %～2.58 %,準(zhǔn)確度和精密度良好,可用于貴金屬合金電鍍廢水中貴金屬含量的測(cè)定。