兩種方法測(cè)定赤泥中可溶性硫酸根

張 頔，朱云勤，陳 星

（貴州大學(xué)資源化工研究所，貴州 貴陽(yáng)550025）

兩種方法測(cè)定赤泥中可溶性硫酸根

張 頔，朱云勤，陳 星

（貴州大學(xué)資源化工研究所，貴州 貴陽(yáng)550025）

赤泥中含有硫酸根離子，其含量對(duì)赤泥的回收利用過(guò)程帶來(lái)麻煩，也對(duì)回收產(chǎn)品的質(zhì)量有影響。本文用2種方法測(cè)定赤泥中的硫酸根并進(jìn)行對(duì)比，希望找到簡(jiǎn)便、快捷、準(zhǔn)確、精密度高的實(shí)驗(yàn)方法。鉻酸鋇分光光度法：在410nm硫酸根在0～6.00mg·（50mL）-1范圍內(nèi)與鉻酸根吸光度呈線性關(guān)系，線性回歸方程：y=0.1747x-0.0064，r=0.9999。 比濁法：在420nm，硫酸根在0～5.00mg·（115mL）-1范圍內(nèi)呈線性關(guān)系，線性回歸方程：y=0.063x+0.0068，r=0.9990。

赤泥；硫酸根；測(cè)定

拜耳法赤泥是用鋁土礦提煉氧化鋁過(guò)程中產(chǎn)生的堿性廢棄物，將鋁土礦直接在高溫高壓下進(jìn)行溶解、分離、結(jié)晶、焙燒后得到了氧化鋁，排出去的固體廢渣就是拜耳法赤泥，是排放量很大，對(duì)自然環(huán)境危害嚴(yán)重又難以利用的主要工業(yè)廢渣之一。在赤泥的回收利用中，除雜是不可避免的工藝過(guò)程，回收產(chǎn)品的質(zhì)量控制中，硫酸根的含量也是嚴(yán)格要求的。在一系列的分析中，測(cè)定硫酸根離子的含量是不可缺少的項(xiàng)目。曾有文獻(xiàn)介紹離子色譜法［1］、重量法［2］、EDTA容量法、陽(yáng)離子交換法［3］，但離子色譜法儀器價(jià)格昂貴，其它3種方法操作繁瑣冗長(zhǎng)。本文介紹2種方法測(cè)定赤泥中的硫酸根，以期找到簡(jiǎn)便、快捷、準(zhǔn)確、精密度高的實(shí)驗(yàn)方法。

1 實(shí)驗(yàn)原理

1．1 鉻酸鋇分光光度法

在酸性溶液中，鉻酸鋇與硫酸鹽生成硫酸鋇沉淀和鉻酸離子，反應(yīng)方程式為：SO42－＋BaCrO4＝BaSO4＋CrO42－，將溶液中和后，過(guò)濾除去多余的鉻酸鋇和生成的硫酸鋇，濾液中即為硫酸鹽所取代出的鉻酸離子，呈黃色，在410 nm處測(cè)其吸光度，比色定量。

1．2 比濁法

在酸性介質(zhì)中，一定濃度的SO42－與Ba2＋生成BaSO4沉淀。加入酸—鹽—甘油試劑可以幫助形成物理性質(zhì)均勻的細(xì)粒并阻止沉淀的沉降而呈現(xiàn)懸浮物狀態(tài)，在420nm處測(cè)其吸光度。在一定濃度范圍內(nèi)，服從朗伯—比爾定量。

2 儀器和試劑

2．1 試劑

硫酸鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液：準(zhǔn)確稱取1．4788 g無(wú)水硫酸鈉Na2SO4，分析純，在105℃烘2 h，溶于少量水，定容至1000 mL。此溶液1．00 mL含1．00mg硫酸根離子。

鉻酸鋇懸浮液：稱取鉻酸鉀K2CrO4·2H2O 19．44 g， 分別與24．44 g氯化鋇BaCl2溶于1 L蒸餾水中，加熱至沸騰。然后將其共同傾入3 L燒杯內(nèi)，此時(shí)生成黃色鉻酸鋇沉淀。待沉淀下降后，傾去上清液。用約1 L蒸餾水洗滌沉淀，共需洗滌5次左右。最后加蒸餾水至1 L，使成懸浮液，每次使用前混勻。每5 mL鉻酸鋇懸浮液可以沉淀約48 g硫酸根離子。

1＋1 氨水：取50 mL分析純氨水溶于50 mL蒸餾水中。

2．5 mol·L-1鹽酸溶液： 取21 mL分析純鹽酸溶液稀釋至100 mL。

特備試劑：將50 mL甘油，30 mL濃鹽酸，300 mL蒸餾水，100 mL 95%乙醇，75 g氯化鈉混勻。

25 g·L-1氯化鋇溶液：稱取25 g氯化鋇溶于100 mL的蒸餾水中，定容于1 L的容量瓶?jī)?nèi)。

2．2儀器

722 型可見(jiàn)分光光度計(jì)，比色皿（10mm）。

3 實(shí)驗(yàn)步驟

3．1 鉻酸鋇分光光度法

3．1．1 校正曲線的繪制

于150 mL錐形瓶中， 分別加入0．00、1．00、2．00、3．00、4．00、5．00、6．00 mL硫酸根標(biāo)準(zhǔn)溶液，加蒸餾水至50 mL。然后各加2．5 mol·L-1鹽酸溶液1．00 mL，加熱煮沸5 min。取下后再各加2．5 mL鉻酸鋇懸浮液，煮沸5 min。稍冷后，向各錐形瓶逐滴加入氨水溶液至呈檸檬黃色，再多加2滴。待溶液冷卻后，用慢速定性濾紙過(guò)濾，濾液收集于50 mL容量瓶中，若濾液渾濁，應(yīng)重復(fù)過(guò)濾至透明。用蒸餾水洗滌錐形瓶及濾紙3次，收集于容量瓶中，用蒸餾水稀釋至標(biāo)線。用10 mm比色皿，于420 nm波長(zhǎng)處，測(cè)定吸光度，以硫酸根體積為縱坐標(biāo)，以吸光度為橫坐標(biāo)，所做標(biāo)準(zhǔn)曲線見(jiàn)圖1。

3．1．2 樣品的測(cè)定

稱取赤泥約2 g（精確至0．0001 g），于100 mL小燒杯中，加入50 mL水，用玻璃棒攪拌，用慢速濾紙過(guò)濾，用蒸餾水分別洗滌玻璃杯和赤泥3次，定容至250 mL。在250 mL容量瓶中，取出待測(cè)溶液20 mL，操作同標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制，測(cè)其吸光度。

3．1．3 計(jì)算

式中：A—樣品吸光度；

m—樣品的質(zhì)量。

3．2 比濁法

3．2．1 校正曲線的繪制

精確吸取硫酸根標(biāo)準(zhǔn) 溶液1．00、2．00、3．00、4．00、5．00 mL于150 mL燒杯中分別加入100mL蒸餾水、5 mL特備試劑，在攪拌器上攪勻。同時(shí)加入25 g·L-1氯化鋇溶液10．00 mL， 勻速攪拌1 min，將渾濁液倒入1cm比色皿中，在420 nm處，以蒸餾水為空白，分別測(cè)其吸光度。以吸取硫酸根標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積為橫坐標(biāo)，以吸光度為縱坐標(biāo)繪制校正曲線見(jiàn)圖2。

3．2．2 樣品的測(cè)定

樣品的制備同3．1．2，在250 mL容量瓶中，取出待測(cè)溶液20 mL，以操作同標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制。測(cè)其吸光度。

3．2．3 計(jì)算

式中：A—樣品吸光度；

m—樣品的質(zhì)量。

4 重復(fù)性及加標(biāo)回收率

分 別 稱2．008g、1．9987g、1．9995g、2．0001g、2．0042g的赤泥，按照3．1．2的操作過(guò)程進(jìn)行測(cè)定。兩種方法的測(cè)定結(jié)果分別是：

（1）鉻酸鋇分光光度法：1．18%、1．20%、1．21%、1．20%、1．22%。相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差：1．17%。

（2）比濁法：1．20%、1．19%、1．17%、1．21%、1．23%。相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差：1．86%。

鉻酸鋇分光光度法的加標(biāo)回收率在98%～106%。比濁法的加標(biāo)回收率為96%～106%。

5 方法評(píng)價(jià)

鉻酸鋇分光光度法線性范圍相對(duì)比較寬，準(zhǔn)確度和精密度相對(duì)來(lái)說(shuō)都比較高，但是耗時(shí)較長(zhǎng)，適用于對(duì)硫酸根準(zhǔn)確測(cè)量。比濁法操作簡(jiǎn)單，耗時(shí)短，但不能做精確的測(cè)量。

［1］ 秦榮大，鄭永章．土壤分析標(biāo)準(zhǔn)方法（日）［M］．北京：北京大學(xué)出版社，1988．

［2］GB／T 1880-1995，磷礦石和磷精礦中三氧化硫含量的測(cè)定重量法［S］．

［3］ 冉廣芬，馬海州．硫酸根分析技術(shù)及應(yīng)用現(xiàn)狀［J］．鹽湖研究，2009，（4）：58-61．

Determination of Sulfuric Acid Soluble Root in Red Mud by Two Methods

ZHANG Di，ZHU Yun-qin，CHEN Xing
（Research Institute of Resources and Chemical Industry，Guizhou University，Guiyang 550025，China）

The sulfuric acid contained in red mud was interference the recovery of red mud．Two methods were applied to determine the sulfuric acid root and the results were compared．Barium chromate spectrophotometry:at 410nm，in range of 0～6mg/50mL，the sulfuric acid root had a linear relationship with chromate absorbency，and the linear regression equation was:y＝0．1747x-0．0064，r＝0．9999．Turbidimetry:at 420nm，the sulfuric acid rood had a linear relationship in the range of 0～5．00mg/115mL，and the linear regression equation was:y＝0．063x＋0．0068，r＝0．9990．

red mud;acid roots;determination

O 657

A

1671-9905（2011）06-0035-03

張頔（1987-），女，河南通許人，在讀碩士研究生，主要從事資源分析化學(xué)研究，E-mail:xiaoyuzd@163.com

朱云勤（1951-），男，湖南衡陽(yáng)人，教授，研究方向?yàn)椋悍治龌瘜W(xué)，資源化工，E-mail:qinzhu5152@sina.com

2011-03-16