[发明专利]一种铜冶炼多元混合废酸中铼的精准检测方法

说明书

本发明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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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。