甲醛肟分光光度法测定铀水冶废水中的锰

陈 强,周丽华,张慧妍,苑海涛,王 扬

(核工业北京化工冶金研究院，北京 101149)

甲醛肟分光光度法测定铀水冶废水中的锰

陈 强,周丽华,张慧妍,苑海涛,王 扬

(核工业北京化工冶金研究院，北京 101149)

甲醛肟；废水；分光光度法；测定；锰

铀水冶过程中，矿石、尾渣中的锰被浸泡析出，浸出铀时加入氧化剂软锰矿也会将锰引入到生产流程中，使待排废水中含有主要以二价离子形式存在的锰元素[1]，且其含量远远超过国家排放标准[2]，需要治理后排放[3]。目前，一般采用原子吸收分光光度法测定废水中的锰[4-6]，但由于铀水冶废水组成复杂，测定结果有时不稳定，所以试验提出采用甲醛肟分光光度法测定铀水冶废水中的锰。

1 试验部分

1.1 仪器与试剂

T6紫外可见分光光度计(普析通用)，HGY-2018型酸度计(核工业北京化工冶金研究院)，分析天平(Sartorius公司)。

1 000 mg/L锰标准溶液(核工业北京化工冶金研究院)，氨水、EDTA-2Na(北京化工厂)，氯化铵、甲醛(国药集团化学试剂有限公司)，盐酸羟胺(西陇化工)，pH=11的氨-氯化铵缓冲溶液。

甲醛肟显色剂[7]：40 g盐酸羟胺溶于500 mL去离子水中，加20 mL 37%的甲醛溶液，用去离子水定容至1 000 mL。

掩蔽剂：0.2 mol/L EDTA-2Na溶液，37.0 g

EDTA-2Na溶于1 000 mL去离子水中。

所有试剂均为优级纯，所用水为实验室自制去离子水。

1.2 试验原理

碱性条件下，Mn2+与甲醛肟反应生成棕色配合物，配合物在450 nm波长处有最大吸收峰，在一定浓度范围内，吸光度与锰离子质量浓度呈线性相关，通过对测定吸光度可实现对水中锰离子的测定。试验过程中，加入盐酸羟胺和EDTA消除或降低铁及其他阳离子的干扰。

1.3 试验方法

准确移取不同体积的锰离子标准溶液于25 mL具塞比色管中，依次加入2.5 mL掩蔽剂，2.5 mL显色剂，2.5 mL缓冲溶液，每加入一种试剂后均需摇匀，用去离子水定容至刻度，放置2 min后在波长450 nm处测定其吸光度。

2 试验结果与讨论

2.1 Mn-甲醛肟配合物的吸收光谱

按试验方法配制Mn-甲醛肟反应溶液，并扫描Mn-甲醛肟配合物的吸收光谱，结果如图1所示。可以看出，配合物的最大吸收峰在450 nm处。

图1 Mn-甲醛肟配合物的吸收曲线

2.2 体系pH对Mn2+测定的影响

在Mn2+与甲醛肟反应体系中，溶液pH对测定结果有重要影响。试验选用氨-氯化铵缓冲溶液调节体系pH，在pH为9.50～13.00范围内测定吸光度，结果如图2所示。

图2 体系pH对溶液吸光度的影响

由图2看出，体系pH为11.0时，配合物吸光值达最大且稳定。

2.3 显色剂用量对Mn2+测定的影响

依据Mn2+与甲醛肟反应生成配合物的量来确定Mn2+的量。分别加入不同体积显色剂，按试验方法进行测定，结果如图3所示。

图3 显色剂用量对溶液吸光度的影响

由图3看出，显色剂用量为2.5 mL时，体系吸光值最大。所以，后续试验中确定显色剂用量为2.5 mL。

2.4 显色时间及稳定性

选择氨-氯化铵缓冲溶液，适宜pH条件下，溶液吸光度在2 min后达到稳定，在4 h内无明显变化。

2.5 工作曲线

对于Mn2+质量浓度为2 mg/L的溶液进行10次平行测定，结果相对标准偏差为2.1%。

将Mn2+标准溶液分别稀释成不同质量浓度，在最佳条件下按试验方法在最大吸收波长下平行测定吸光度5次，得到标准工作曲线如图4所示。

图4 标准工作曲线

由图4看出，在一定浓度范围内，溶液吸光度与Mn2+质量浓度呈线性关系，线性范围0.05～5 mg/L，回归方程为

y=0.182x-4.386×10-4，

式中：y—吸光值；x—Mn2+质量浓度，mg/L；相关系数R2=0.999。

该方法的检出限(3σ)为0.01 mg/L，测定结果稳定可靠。

2.6 共存离子的干扰和消除

3 样品分析

按试验方法对某铀矿尾矿坝水样进行测定，并与原子吸收法分析结果进行比较，结果见表1。可以看出，测定结果与原子吸收法的相吻合，结果稳定可靠。

表1 铀尾矿废水测定结果

4 结论

甲醛肟分光光度法测定铀水冶废水中的锰离子灵敏度高，稳定性好，方法简单，试剂、设备价格低廉，测定结果稳定可靠。样品中共存离子不影响测定，无需分离。该方法适用于铀水冶工艺废水中锰的测定。

[1] 邓锦勋，孟健，程威，等.某铀矿尾矿库废水处理工艺研究[J].铀矿冶，2011，30(2)：100-103.

[2] 李建国，郭择德.某尾矿库周围环境中污染物生态转移研究[J].辐射防护，2002，22(1)：9-14

[3] 解洪亮，孔凡峰，孙希龙，等.铀矿山高锰矿井水处理试验研究[J].铀矿冶，2015,30(4)：276-281.

[4] 刘娟，李红春，王津，等.华南某铀矿开采利用对地表水环境质量的影响[J].环境化学，2012，31(7)：981-989.

[5] 陆诗洁，游建南.铀、钼分离工艺中铀和钼的测定：Ⅰ：铀的测定[J].湿法冶金，2002，21(1)：49-55.

[6] 孙立梅，游建南.铀、钼分离工艺中铀和钼的测定：Ⅱ：钼的测定[J].湿法冶金，2002，21(2)：93-104.

[7] 程莉，魏小红，张加玲.甲醛肟分光光度法测定生活饮用水中锰方法的改进[J].中国卫生检验杂志，2013，23(6)：1607-1608.

Determination of Manganese in Uranium Mining and Metallurgical Wastewater by Formaldehyde Oxime Spectrophotometry

CHEN Qiang，ZHOU Lihua,ZHANG Huiyan,YUAN Haitao,WANG Yang

(BeijingResearchInstituteofChemicalEngineeringandMetallurgy,CNNC，Beijing101149，China)

formald oxime；waste water；spectrophotometry；determination;manganese

2016-08-19

陈强(1981-),男,江西进贤人，本科，高级工程师，主要研究方向为化学分析仪器研发。

O657.3

A

1009-2617(2017)02-0164-03

10.13355/j.cnki.sfyj.2017.02.018