一种铜冶炼多元混合废酸中铼的精准检测方法技术

本发明专利技术公开了一种铜冶炼多元混合废酸中铼的精准检测方法，属于稀散金属分析检测领域。本发明专利技术包括树脂的预处理、铜冶炼多元混合废酸中铼的吸附、富载树脂铼的解析和铼含量的检测四个步骤，通过采用有机胺型大孔弱碱性阴离子交换树脂从铜冶炼多元混合废酸中高效选择性转移铼，从而有效解决现有技术对铜冶炼多元混合废酸分析检测铼过程中存在的杂质离子影响大、基体效应严重、检测结果偏差较大、环保性差和周期较长等缺陷，实现快速检测，为铜冶炼多元混合废酸中铼的富集及提纯提供技术支持。

【技术实现步骤摘要】
一种铜冶炼多元混合废酸中铼的精准检测方法
本专利技术属于稀散金属分析检测领域，更具体地说，涉及一种铜冶炼多元混合废酸中稀散金属铼的快速、简便、精准检测新方法。
技术介绍
铼是重要的七种稀散金属之一，在地壳中的丰度仅为10-8％，铼的熔点为3170℃，仅次于钨，其沸点高达5900℃，密度高达21.02g/cm3。铼的高熔点、高耐腐蚀性和极强的可塑性使其与多种过渡金属形成性能优异的“铼效应”的合金材料，在航空发动机、核反应堆合金、导弹高温部件、特种坩埚、超温材料等方面具有特殊而关键的用途；由于铼具有不饱和5d电子层，容易给出5d电子并具有较大的晶格参数，使铼及其多种化合物具有特殊的催化活性，在石油重整、无铅汽油生产具有不可代替的用途。铼资源具有稀散金属资源共性，难于形成具有开发价值的独立矿床。由于ReS2和MoS2具有相同的片状晶体结构，常以类质同象进入辉钼矿晶格而与钼伴生；同时，铼与铜具有相似的离子半径和极为相近的化学性质，常以类质同象进入辉铜矿。因此，钼精矿、铜精矿及铜钼精矿成为回收铼的主要原料。在铜火法冶炼过程中，精矿中的大部分铼被氧化后挥发进入了SO2净化洗涤废水中，该废水在工业上称为“废酸”或“污酸”，而其中含有多种阴离子，又可称为“多元混合废酸”，所以铜冶炼废酸成为回收铼的主要原料。我国是全球最大铜冶炼生产基地，铜产量多年来一直稳居世界第一，2019年精炼铜达到了978万吨，其中约80％采用火法工艺生产。统计表明，火法冶炼1吨铜产生约1吨冶炼废酸，铜冶炼废酸中铼含量在几个到上百个ppm，铜冶炼年产废酸约780万吨，按铼含量为10ppm估计，每年铜冶炼废酸中含铼可达78吨左右。由此可见，铜冶炼多元混合废酸为铼的重大原料来源。在铜冶炼多元混合废酸中铼的资源普查、富集工艺研究、工业试验、生产控制等多个环节中，铼的快速、精准检测具有十分重要的意义。目前，关于铜冶炼多元混合废酸中铼的检测方法较多，主要有分光光度法、ICP-AES法、ICP-MS法、原子吸收法和电化学分析法等。由于分光光度法仪器成本低、操作简便、选择性较好等优点，在铼的检测领域中一直占有主体地位；随着精密仪器ICP-AES和ICP-MS在多数大型企业的普及，由于该类仪器的灵敏度、精密度和准确度均较高，样品处理简单并且可以同时检测多种元素，逐步成为重要检测手段，而其他检测方法由于多种因素的限制应用相对较少。由于铜火法冶炼过程中多种低熔点成分通过烟气进入废酸，使得铜冶炼废酸成分十分复杂，在高硫酸浓度下还含有铜、铅、锌、汞、硒、氟、氯、砷、铼、铊等多种杂质，对仪器分析过程会产生较强的基体效应和光谱干扰，导致其检测结果偏差较大或样品无法检测。经检索，关于采用分光光度法分析检测溶液中的铼的专利已有相关公开。如，樊雪梅(中国专利申请号为201610191311.X)针对浸出液、沉钼后液、反萃液和晶体母液采用三氯甲烷和乙酸乙酯两次萃取工艺分离杂质后检测有机相中的铼；胡晖(中国专利申请号为201711143815.5)针对铜、铅、钼和锝冶炼厂多杂液体样，采用酮、酯和醚等有机物对液样进行萃取除杂，有机相通过紫外-分光光度计进行检测铼；但该类方法的检测步骤较多，流程较长，并且过程中使用了较多高毒性有机试剂，对人体和环境的危害较大。关于其酸性溶液中杂质离子的分离预处理的专利或文献也已有相关公开。如，杜小辉(中国专利申请号为201410842957.0)和刘伟利(中国钼业，2015，39(6)：48-50)针对低铼高硫酸根废液，采用样品中加入Ca(OH)2除去硫酸根离子和铁离子，再加入Na2CO3除去滤液中的钙离子，滤液消除杂质离子后采用分光光度法检测铼，但该过程形成的硫酸钙沉淀量大且滤饼含水较高(一般大于40％)，两次过滤滤饼易吸附铼从而造成损失。又如，王同敏(甘肃冶金，2017，39(6)：56-59，63)对污酸液预处理后采用丙酮萃取铼，再采用ICP-AES检测铼含量；邱才升(化学化工，2019，159-160)针对一级动力波样品通过预处理、掩蔽杂质离子，直接采用ICP-AES检测铼含量，但该类过程的预处理操作复杂，且目标元素铼含量较低，尤其废酸中氟离子含量高，对仪器造成较大腐蚀，不宜采用仪器进行直接检测。综上所述，由于铜冶炼多元混合废酸中杂质种类多、含量高低差距大并且目标元素铼含量较低，直接仪器检测难以得到可行结果，而现有除杂预处理方法存在工艺操作复杂、部分药剂毒性大等不足。因此，开发一种成本低廉、检测简便、准确度高、精密度好的方法，对于铜冶炼废酸中铼的回收意义重大。
技术实现思路
1.要解决的问题本专利技术的目的在于克服现有铜冶炼多元混合废酸采用仪器直接分析检测铼无法得到可行结果的不足，提供了一种铜冶炼多元混合废酸中铼的精准检测新方法。采用本专利技术的技术方案能够有效解决现有技术对铜冶炼多元混合废酸分析检测铼过程中存在的杂质离子影响大、基体效应严重、检测结果偏差较大、环保性差和周期较长等缺陷，实现快速检测，为铜冶炼多元混合废酸中铼的富集及提纯提供技术支持。2.技术方案为了解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：本专利技术的一种铜冶炼多元混合废酸中铼的精准检测方法，包括以下步骤：步骤一、树脂的预处理将聚苯烯二乙烯苯型有机胺大孔阴离子交换树脂首先采用水浸溶胀处理，溶胀结束后再依次进行洗涤、碱浸转型、洗涤和酸浸转型处理；步骤二、铜冶炼多元混合废酸中铼的吸附先将被测铜冶炼多元混合废酸样品进行过滤，接着采用静态吸附或动态吸附的方式将过滤后的多元混合废酸样品中的铼转移到步骤一所述的树脂上；步骤三、富载树脂铼的解析将吸附铼后的树脂先进行洗涤，然后采用铼解析剂对洗涤后树脂进行解析处理，得到含铼解析液；步骤四、铼含量的检测将解析后的树脂再进行洗涤得到洗涤液，将洗涤液和步骤三中含铼解析液进行定容，然后采用分光光度法或ICP-AES法直接检测铼含量。更进一步的，所述步骤一中的树脂先浸没在蒸馏水中溶胀10-24h，溶胀结束后采用蒸馏水进行洗涤，然后采用NaOH或氨水静态浸没转型12-24h，NaOH和氨水的质量百分比浓度均为1-10％；转型结束后再采用蒸馏水将树脂进行洗涤，接着采用硫酸、盐酸或二者的混合酸浸没转型12-24h，硫酸和盐酸的质量百分比浓度均为5-15％，转型结束后再进行水洗。更进一步的，所述步骤二中的被测铜冶炼多元混合废酸样品采用定性慢速滤纸或定量快速滤纸进行过滤。更进一步的，所述步骤二中当多元混合废酸样品体积不大于1000ml时采用搅拌静态吸附，且其样品与树脂的液固体积比为20：1-40：1时搅拌吸附10-60min；当多元混合废酸样品体积为1-20L时采用动态吸附，动态吸附速率为5-15BV/h。更进一步的，所述步骤三中将吸附铼后的树脂洗涤至流出液pH值为3-6，再采用氨水或氢氧化钠作为铼解析剂对洗涤后树脂进行解析处理，所述氨水解析剂的质量百分比浓度为1.0-5.0％，氢氧化钠解析剂的质量百分比浓度为2-10％。更进一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铜冶炼多元混合废酸中铼的精准检测方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤一、树脂的预处理/n将聚苯烯二乙烯苯型有机胺大孔阴离子交换树脂首先采用水浸溶胀处理，溶胀结束后再依次进行洗涤、碱浸转型、洗涤和酸浸转型处理；/n步骤二、铜冶炼多元混合废酸中铼的吸附/n先将被测铜冶炼多元混合废酸样品进行过滤，接着采用静态吸附或动态吸附的方式将过滤后的多元混合废酸样品中的铼转移到步骤一所述的树脂上；/n步骤三、富载树脂铼的解析/n将吸附铼后的树脂先进行洗涤，然后采用铼解析剂对洗涤后树脂进行解析处理，得到含铼解析液；/n步骤四、铼含量的检测/n将解析后的树脂再进行洗涤得到洗涤液，将洗涤液和步骤三中含铼解析液进行定容，然后采用分光光度法或ICP-AES法直接检测铼含量。/n

【技术特征摘要】
1.一种铜冶炼多元混合废酸中铼的精准检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、树脂的预处理
将聚苯烯二乙烯苯型有机胺大孔阴离子交换树脂首先采用水浸溶胀处理，溶胀结束后再依次进行洗涤、碱浸转型、洗涤和酸浸转型处理；
步骤二、铜冶炼多元混合废酸中铼的吸附
先将被测铜冶炼多元混合废酸样品进行过滤，接着采用静态吸附或动态吸附的方式将过滤后的多元混合废酸样品中的铼转移到步骤一所述的树脂上；
步骤三、富载树脂铼的解析
将吸附铼后的树脂先进行洗涤，然后采用铼解析剂对洗涤后树脂进行解析处理，得到含铼解析液；
步骤四、铼含量的检测
将解析后的树脂再进行洗涤得到洗涤液，将洗涤液和步骤三中含铼解析液进行定容，然后采用分光光度法或ICP-AES法直接检测铼含量。


2.根据权利要求1所述的一种铜冶炼多元混合废酸中铼的精准检测方法，其特征在于：所述步骤一中的树脂先浸没在蒸馏水中溶胀10-24h，溶胀结束后采用蒸馏水进行洗涤，然后采用NaOH或氨水静态浸没转型12-24h，NaOH和氨水的质量百分比浓度均为1-10％；转型结束后再采用蒸馏水将树脂进行洗涤，接着采用硫酸、盐酸或二者的混合酸浸没转型12-24h，硫酸和盐酸的质量百分比浓度均为5-15％，转型结束后再进行水洗。


3.根据权利要求2所述的一种铜冶炼多元混合废酸中铼的精准检测方法，其特征在于：所述步骤二中的被测铜冶炼多元混合废酸样品采用定性慢速滤纸或定量快速滤纸进行过滤。


4.根据权利要求3所述的一种铜冶炼多元混合废酸中铼的精准检测方法，其特征在于：所述步骤二中当多元混合废酸样品体积不大于1000ml时采用搅拌静态吸附，且其样品与树脂的液固体积比为20：1-40：1时搅拌吸附10-60min...

【专利技术属性】
技术研发人员：张福元，徐娟，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34