分光光度法测定黄金冶炼废液中的硫氰酸根离子

张 涛，吕高兴，刘波涛，邢全林，隋晓玲

(1.山东省地质矿产勘查开发局第六地质大队；2.自然资源部深部金矿勘查开采技术创新中心; 3.山东省深部金矿探测大数据应用开发工程实验室；4.招远市水库管理中心)

引 言

氰化法是从矿石、精矿和尾矿中提金最经济简便的方法，也是目前黄金冶炼行业使用最多的提金工艺[1-2]。但是，含金矿物中往往伴生各类金属硫化物，如黄铁矿、黄铜矿、方铅矿等，在氰化浸出过程中，金属硫化物会与氰根离子反应生成硫氰酸根离子进入浸出液，使黄金冶炼废液中通常含有高浓度的硫氰酸根离子[3]。硫氰酸根离子的存在不仅污染生态环境，而且导致废水处理复杂且难以控制。因此，准确检测黄金冶炼废液中硫氰酸根离子的含量十分必要。

目前，黄金冶炼行业还没有相关的国家或行业标准，无法满足黄金冶炼废液中硫氰酸根离子含量测定的需求。常用的硫氰酸根离子检测方法有高效液相色谱法[4]、离子色谱法[5]、分光光度法[6]等，而黄金冶炼废液基体复杂，高效液相色谱法和离子色谱法并不适用。本文选用分光光度法测定硫氰酸根离子，并采用沉淀法分离干扰元素，方法测定结果准确、可靠。

1 实验部分

1.1 仪 器

TU-1810 紫外可见分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司)。

1.2 试 剂

BWZ 7046-2016硫氰酸根离子标准溶液(北京北方伟业计量技术研究院)：质量浓度为1 000 mg/L。

1 mol/L氢氧化钠;(1+3)盐酸溶液;50 g/L硫代硫酸钠溶液;(1+4)硝酸溶液;160 g/L硫酸铁铵溶液;10 g/L酚酞指示剂(介质乙醇);盐酸;硫代硫酸钠;硝酸;硫酸铁铵;均为分析纯试剂。

实验用水为去离子水。

1.3 实验方法

取100 mL 试料置于250 mL烧杯中(若硫氰酸根离子含量高可适当少取，当样品取样量低于100 mL时加水补充至100 mL),将烧杯置于通风橱中，向烧杯中滴加2滴酚酞指示剂，滴加(1+3)盐酸溶液直至红色消失，再向烧杯中加入50 g/L硫代硫酸钠溶液10 mL和(1+3)盐酸溶液4 mL，放入10余粒玻璃珠，盖上表面皿。烧杯于电热板上加热至微沸，蒸发至体积为100 mL时，再加入50 mL水,继续蒸发至体积约为80 mL后，取下冷却至室温。向溶液中加入2滴酚酞指示剂，用l mol/L氢氧化钠溶液调至溶液呈红色后，移入100 mL容量瓶中，定容，摇匀，静置澄清或干过滤。分取上清液或滤液置于100 mL容量瓶中，加入(1+4)硝酸溶液4 mL和160 g/L硫酸铁铵溶液4 mL，定容，摇匀，避光显色60 min 后测试。

2 结果与讨论

2.1 样品前处理方法选择

黄金冶炼废液成分极为复杂，往往含有大量的铜、铅、锌等重金属离子。从3家冶炼厂采集5种黄金冶炼废液，加入氢氧化钠调节pH值不小于12，测定清液中重金属离子的含量，结果如表1所示。

表1 样品调节pH后溶液中重金属离子测定结果

由表1可知：样品加入氢氧化钠调节溶液pH值不小于12，使重金属离子生成氢氧化物沉淀分离，但依然还有较多的重金属离子存在于溶液中，这会影响硫氰酸根离子的显色。因此，本方法使用硫代硫酸钠溶液和酸对黄金冶炼废液进行前处理，使得试料中的重金属离子在酸性条件下与硫代硫酸钠反应生成硫化物沉淀，从而与硫氰酸根离子分离，避免其对硫氰酸根离子显色的干扰。

2.2 前处理过程中酸的选择

在前处理过程中，硫代硫酸钠需要在酸性条件下与试料中的重金属离子反应生成硫化物沉淀与硫氰酸根离子分离，而加入不同类型的酸可能会影响最终的检测结果，实验选择硫酸、硝酸和盐酸3种常见的酸进行考察。取100 mg/L硫氰酸根离子标准溶液50 mL，均加入50 g/L硫代硫酸钠溶液10 mL，分别加入不同类型、不同体积的酸进行前处理，结果如表2所示。

表2 前处理过程中酸的选择实验结果

由表2可知：前处理过程中加入盐酸的测定结果与标准溶液标准值最接近，因此选择(1+3)盐酸溶液进行前处理。

2.3 硫代硫酸钠溶液和盐酸用量

在前处理过程中，硫代硫酸钠溶液和盐酸用量过少，可能会造成重金属离子沉淀不完全；硫代硫酸钠溶液和盐酸用量过多，可能会造成硫氰酸根离子损失。实验选用100 mg/L硫氰酸根离子标准溶液，探究硫代硫酸钠溶液和盐酸不同用量对测定结果的影响，结果如表3所示。

表3 硫代硫酸钠溶液和盐酸用量实验结果

由表3可知：硫代硫酸钠溶液和盐酸用量对测定结果影响不大，但在实验过程中发现，硫代硫酸钠溶液或盐酸用量太大，可能会导致试料在显色前变浑浊。因此，实验确定50 g/L硫代硫酸钠溶液用量10 mL和(1+3)盐酸溶液用量4 mL。

2.4 显色时间

配制2组10.00 mg/L显色溶液，其中1组放在有阳光直射的地方，另外1组放在避光处，测试其吸光度随显色时间增加的变化，结果如表4所示。

表4 显色时间实验结果

由表4可知：不论是在避光还是阳光直射条件下，测定结果均随着显色时间的增加而不断降低。与避光下的溶液相比，阳光直射下的溶液褪色快，严重影响测量。避光条件下的溶液在50 min后变化缓慢，为保证测试的准确性，选择显色60 min后进行检测。

2.5 检出限与测定下限

按照实验方法，重复10次空白实验。按照100 mL取样量和50 mL分取体积将各测定结果换算为样品质量浓度，计算10次平行测定结果的标准偏差，利用公式MDL=t(n-1，0.99)S(MDL为方法检出限；n为样品的平行测定次数；t为自由度为n-1，置信度为99%时的t分布值；S为n次平行测定的标准偏差)计算方法检出限，以4倍检出限为方法测定下限。该方法的检出限和测定下限分别为0.06 mg/L和0.24 mg/L。

2.6 方法的精密度

选取5个不同含量的实际样品，按照实验方法分别进行10次测定，计算相对标准偏差，结果如表5所示。由表5可知：测定结果的相对标准偏差为0.57 %～5.07 %，精密度良好。

表5 方法的精密度实验结果 mg/L

2.7 加标回收率实验

按照实验方法，对5个样品进行加标回收率实验，结果如表6所示。由表6可知：样品加标回收率为96.0 %～102.3 %，方法的准确度良好。

表6 加标回收率实验结果

3 结 语

针对黄金冶炼废液基体复杂的状况，采用沉淀法分离干扰元素，分光光度法测定硫氰酸根离子的含量。在前处理过程中加入10 mL 50 g/L硫代硫酸钠溶液和4 mL(1+3)盐酸沉淀分离干扰元素，避光显色60 min后上机测试。通过对实际样品的检测，证明该方法的精密度和准确度都能满足实际需要。