提高除尘灰中氧化锌分析的准确性

李 轲， 张小红， 付 强， 杨海霞， 刘兴安

（汉中钢铁有限责任公司计量检验中心， 陕西 勉县 724200）

除尘灰中的氧化锌源自铁矿石，铁矿石经过烧结后其中的锌元素结矿中主要以铁酸锌存在，入炉后很快还原成锌，还原的锌很快挥发，锌挥发到上部又重新氧化成氧化锌，部分由煤气带走，部分随炉料下降循环，形成含锌较高的除尘灰，氧化锌达到一定含量时，是提炼锌的较好原料，因此准确分析除尘灰中的氧化锌含量为除尘灰再次利用提供可靠依据。目前，市场上没有除尘灰标准样品，没有成熟的除尘灰氧化锌分析化学方法。汉钢公司的除尘灰中氧化锌含量为荧光半定量分析，由于除尘灰基体变化大，分析准确度难以满足需求。为提高除尘灰氧化锌含量分析的准确性，首先寻找可靠的化学分析方法，进而对不同含量梯度的除尘灰氧化锌进行化学定值，再用化学定值的试样建立荧光曲线，既解决了没标准样品无法建立应用曲线的问题，又拓宽了荧光仪的应用。用本试验方法对含锌除尘灰样品进行测定，加入基准氧化锌算得回收率，加标回收率在99.5%～100.0%之间，准确性达到允差要求[1]。

1 实验部分

浓盐酸 ρ=1.19 g/mL；浓硝酸：ρ=1.19 g/mL；硫酸1+1；过硫酸铵20%；硫代硫酸钠10%；二甲酚橙0.5%；盐酸1+1；缓冲液为400 g，六次甲基四胺加水1 000 mL加100 mL盐酸摇匀；氨水1+1；抗坏血酸（分析纯）；EDTA标准溶液（0.01 mol/L）；氧化锌基准试剂。

2 实验方法

称取约0.4000g试样，精确至0.0001g，于50 mL瓷坩埚，置于600℃马弗炉灼烧1 h，再转移至400 mL烧杯中，加少量水润湿，加入10～15 mL盐酸，加上表面皿，低温溶解驱赶硫化氢5～10 min，加入8～10 mL硝酸至试样分解完全，加入5 mL（1+1）硫酸，继续加热至呈湿盐状（如试样含碳较高，可在蒸至冒白烟时取下，放冷，加入1～2mL高氯酸，继续加热至近干），取下放冷，用水冲洗表面皿及杯壁，稀释体积至60 mL左右加热溶解盐类（如溶液中含铁较低，应当补加硫酸铁溶液100 g/L，使溶液中含铁在 20～30 mg）[2]。

向试液中加 3～5 g 氯化铵、10 mL（200 g/L）过硫酸铵溶液，加25 mL氨水加热微沸1～2 min，取下冷却，将溶液移入预先盛有20 mL氨水的200 mL容量瓶中，用水洗净烧杯稀释至刻度，摇匀。过滤于干烧杯中，取50 mL滤液于250 mL烧杯中在电炉上低温处赶氨至无氨味或微氨味，取下冷却。加1～5 mL硫代硫酸钠溶液、0.1 g抗坏血酸、2滴二甲酚橙，用（1+1）盐酸调至黄色，再用（1+1）氨水调至微红色，加20 mL缓冲液，用EDTA标准溶液滴至亮黄色为终点。计算如下：

式中：V为滴定试样时消耗EDTA标准溶液的体积，mL；T为EDTA标准溶液对锌的滴定度，g/mL；G为称样量，g。

3 结果与讨论

3.1 样品溶解的前期处理

汉中钢铁有限责任公司计量检验中心的含铅锌除尘灰碳含量（质量分数）一般在30%～50%之间，直接酸溶，完全溶解的现象不明显，影响对溶解程度的判断，进而对锌测定结果的准确性产生影响。为了改善溶解终点的直观性，在原操作规程的基础上，对试样进行除碳处理，除碳后的试样溶解现象明显，通过试验，对2个样品分别进行除碳和不除碳进行试验，结果见表1。

表1 除碳和不除碳的检测结果（质量分数） %

由表1结果可知，试样未经预先除碳处理的，分析结果不稳定，经过预处理的样品，溶解现象明显，结果稳定。

3.2 除碳温度的影响

取含铅锌除尘灰外部比对样品三个，按照实验方法操作，在除碳时采取不同的温度，然后进行分析，结果见表2。

表2 除碳温度不同试验结果

由表2结果可知，当除碳温度在600℃时，分析结果最接近权威机构的分析值。

3.3 精密度试验

控制除碳温度600℃，按照上述试验方法，分别对三个含铅锌除尘灰进行5次平行测定，考查方法的精密度，结果见表3。

由表3数据可知，测定精密度在0.16%～0.17%之间，满足分析要求。

表3 平行测定结果 %

3.4 回收率试验

为了验证方法的准确性，按照上述试验方法准确称取两份0.400 0 g含铅锌除尘灰样品，移取第一份加入10 mL氧化锌标准溶液（1.00 mg/mL），另一份加入20 mL氧化锌标准溶液（1.00 mg/mL），按上述方法进行回收率试验，结果见表4。

表4 回收率试验结果

3.5 手工分析对含量梯度含铅锌除尘灰样品进行定值

确定可靠的含铅锌除尘灰的氧化锌分析方法，用化学分析方法对含量梯度样品进行化学分析，共分析样品12个，结果见表5。

表5 建线样品测定结果（质量分数） %

由表5数据建立独立的含铅锌除尘灰荧光分析曲线，荧光测得试样结果与化学分析结果比对，结果见表6。

表6 荧光分析结果与化学分析结果比对（质量分数） %

由表6数据可以看出建立含铅锌除尘灰荧光分析曲线的分析值与化学分析值最大误差为0.25，满足分析要求。

4 结语

寻找合适的含铅锌除尘灰化学分析方法，再对不同含量梯度的样品进行化学定值，运用化学定值建立荧光分析曲线，经验证分析结果与化学分析结果在误差范围之内，实现了除尘灰氧化锌定量准确分析。