ICS 77.040.30 H 13 DB34 安 徽 省 地 方 标 准 DB 34/T 2271—2014 冷杂铜 铜、砷、铅、铋、锑、锌、镍量的 测定 电解-电感耦合等离子体原子发射光 谱法 Cold scrap copper -Determination of copper,arsenic,lead,bismuth,antimony,zinc and nickei contents -Electrolysis and Inductively coupled plasma atomic emission spectrometry 文稿版次选择 2014 - 12 – 29 发布 安徽省质量技术监督局 2015 - 01 - 29 实施 发 布 DB34/T 2271—2014 前 言 本标准按照 GB/T 1.1-2009 给出的规则起草。 本标准由金隆铜业有限公司提出。 本标准由安徽省有色金属标准化技术委员会负责归口。 本标准主要起草单位：金隆铜业有限公司。 本标准参加起草单位：安徽省有色金属材料质量监督检验站有限公司、大冶有色设计研究院有限公 司、山东出入境检验检疫局技术中心、铜陵有色金属集团股份有限公司金冠铜业分公司。 本标准主要起草人：戴升弘、王平强、李新民、吴智洋、张二平、林梅、邵从和、张钊、胡军凯、 施小英、牛增元、李琳、钱庆长、李长春。 I DB34/T 2271—2014 冷杂铜 铜、砷、铅、铋、锑、锌、镍量的测定 电解-电感耦合等离子体原子发射光谱法 1 范围 本标准规定了冷杂铜中铜、砷、铅、铋、锑、锌、镍量的测定方法。 本标准适用于冷杂铜中铜、砷、铅、铋、锑、锌、镍量的同时测定，也适合其中一个元素的独立测 定。 各元素的测定含量范围见表1。 表1 各元素的测定含量范围 元素 Cu As Pb Bi Sb Zn Ni w /% 80.00～99.50 0.01～1.00 0.002～1.50 0.001～0.35 0.003～0.08 0.005～2.50 0.001～0.65 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 13587 铜及铜合金废料 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 冷杂铜 Cold Scrap Copper 指 GB/T 13587 中除 Ⅶ 类以外的铜及铜合金废料（简称“废铜”）的统称。 4 方法提要 用硝酸溶解试样，通过加入硫酸铁铵和氨水，生成铜氨络离子和氢氧化铁沉淀，过滤分离砷、铋和 锑等元素，滤液在硝酸和硫酸存在时，电解使铜在阴极析出。用电感耦合等离子体原子发射光谱法 （ICP-AES）测定电解残液、阳极洗脱液和所有沉淀中微量的铜及砷、铅、铋、锑、锌、镍含量。 试样中铜的质量等于阴极上铜的质量与 ICP-AES 测得的溶液含铜质量之和。 5 试剂 5.1 实验用水，蒸馏水或去离子水或相当纯度的水。 1 DB34/T 2271—2014 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9 硝酸（ρ=1.42g/mL），GR 级 硝酸（1＋1） 硝酸（1+2） 硫酸（ρ=1.84g/mL），GR 级 硫酸（1＋1）：边搅拌边缓慢加 500 mL 硫酸（5.2.1）至 500 mL 水中, 冷却。 盐酸（ρ=0.91g/mL）；GR 级 盐酸（1＋1） 硫酸铁铵溶液 在 250 mL 烧杯中，加入 200 mL 水后，缓慢加入 50 mL 硫酸（5.2.2），再加入 43 g 硫酸铁铵 [3NH4Fe(SO4)2•12H2O]，溶解，定容至 1 L。 5.10 氨水（ρ=0.91g/mL），AR 级 5.11 氨水（1＋99） 5.12 乙醇（≥95%），AR 级 5.13 氢氧化钠溶液（100g/L） 5.14 标准贮存溶液 5.14.1 砷标准贮存溶液 称取 1.3200 g 预先经 100℃～110℃烘干 2 h 于干燥器中冷却至室温的基准三氧化二砷（As2O3） 置于 150 mL 聚四氟乙烯皿（6.4）中，加入 10 mL 氢氧化钠溶液（5.13），加热完全溶解，冷却至室 温，移入 1000 mL 容量瓶中，加水至 200 mL～300 mL，加入 2 滴酚酞乙醇溶液（5.12），用硝酸（5.4） 中和至溶液由红色变为无色，并过量 20 mL，用水稀释至刻度，混匀，此溶液含砷 1 mg /mL。 5.14.2 锑标准贮存溶液 称取 1.1971 g 三氧化二锑（wSb2O3≥99.99％）于 200 mL 烧杯中，加入 40 mL 盐酸（5.8），加 热完全溶解，冷却至室温，移入 1000 mL 容量瓶中，加入 380 mL 盐酸（5.8），用水稀释至刻度，混 匀，此溶液含锑 1 mg /mL。 5.14.3 铋标准贮存溶液 称取 1.0000 g 金属铋（wBi≥99.99％）于 200 mL 烧杯中，加入 15 mL 硝酸（5.4），加热完全 溶解，煮沸除去氮的氧化物，冷却至室温。移入 1000 mL 容量瓶中，加入 40 mL 硝酸（5.3），用水 稀释至刻度，混匀，此溶液含铋 1 mg /mL。 5.14.4 铅标准贮存溶液 称取 2.0000 g 金属铅（wPb≥99.99％）于 200 mL 烧杯中，加入 20 mL 硝酸（5.4），加热完全 溶解，煮沸除去氮的氧化物，冷却至室温。移入 1000 mL 容量瓶中，加入 40 mL 硝酸（5.3），用水 稀释至刻度，混匀，此溶液含铅 2 mg /mL。 5.14.5 锌标准贮存溶液 称取 2.0000 g 金属锌（wZn≥99.99％）于 200 mL 烧杯中，加入 15 mL 硝酸（5.4），加热完全 溶解，煮沸除去氮的氧化物，冷却至室温。移入 1000 mL 容量瓶中，加入 40 mL 硝酸（5.3），用水 稀释至刻度，混匀，此溶液含锌 2 mg /mL。 5.14.6 镍标准贮存溶液 称取 1.0000 g 金属镍(wNi≥99.99％)；于 200 mL 烧杯中；加人 30 mL 硝酸（5.3），盖上表皿， 加热至完全溶解，煮沸除去氮的氧化物，取下冷却至室温，移入 1000 mL 容量瓶中并稀释至刻度，混 匀，此溶液含镍 1 mg /mL。 5.14.7 铜标准贮存溶液 2 DB34/T 2271—2014 称取 2.0000 g 金属铜（wCu≥99.99％）溶解在 10 mL 热硝酸（5.3）中，加热蒸发至近 5 mL，以 除去氮氧化物。移至 1000 mL 容量瓶中，加水至近刻度，混匀，冷却至室温，加水至刻度，再混匀。 此溶液含铜 2 mg /mL。 5.15 酚酞乙醇溶液（10 g/L） 5.16 氩气（体积分数≥99.99％） 6 仪器和设备 6.1 电解仪；最大电流 10 A，最小分度值 0.2 A，最大电压 7.5 V，最小分度值 0.2 V； 6.2 铂金电极：一组铂电极含阴极和阳极各 1 个，阴极为网状电极（铂网直径为 20 mm～25 mm，网 铂高为 45 mm～55 mm），阳极为配套的螺旋状电极。 6.3 电感耦合等离子体原子发射光谱仪（ICP-AES），全谱直读型。 6.4 聚四氟乙烯皿（PTFE）。 6.5 烘箱：工作温度不低于 120℃，分度值 1℃。 7 试样 合适的试样应具备以下要求：全部能通过 2 mm 标准筛，再用 0.44 mm 标准筛进行筛分，分筛上 和筛下部分。采用加权称取试样 3.00 g 左右，精确至 0.0001 g。 在重复性试验条件下每个试样至少重复测定两次。 8 分析步骤 8.1 试料的溶解 准确称取试料 3.00 g，精确至 0.0001 g，置于 500 mL 锥形烧杯中，加 10 mL 水（5.1，下同） 湿润，加 50 mL 硝酸（5.3），盖上表面皿，于 60℃～70℃加热，缓慢使试料分解完全后，用少量的 水冲洗表面皿。 随同试样做空白试验，但不进行电解，于电感耦合等离子体原子发射光谱仪在各元素选定的波长处 直接测量。 8.2 铜分离 8.2.1 加 10 mL 硫酸铁氨溶液（5.9）（相当于约 50 mg 铁），冷却到室温。边搅拌边缓慢加入氨水 （5.10），直至氢氧化铜沉淀溶解，并过量 30 mL，盖上表面皿加热至刚沸腾。用中滤纸趁热过滤，用 温热氨水（5.11）洗涤，收集滤液和洗液至 500 mL 高型烧杯中。加 20 mL 硝酸（5.3）、20 mL 硫酸 （5.6），调节体积到 300 mL。此溶液用于电解测铜（见 8.3）。 8.2.2 用水将沉淀冲至原锥形烧杯中，并用 15 mL 热硝酸（5.3）溶解粘附在滤纸上的沉淀。用热水 冲洗滤纸，收集冲洗溶液于原锥形烧杯中，再加 20 mL 硝酸（5.3）、20 mL 硫酸（5.6），加热使沉淀 完全分解。 8.3 电解 3 DB34/T 2271—2014 电解前按照以下方法处理铂金电极：用硝酸（5.4）将铂电极浸泡 1 分钟，除去表面杂质，再用蒸 馏水（5.1）清洗铂电极 3 遍，再用乙醇（5.12）浸泡 30 s，然后放入烘箱（6.5）中，在 80℃烘 5～ 10 min，在干燥器中冷却。称量阴极质量 m1 ，精确至 0.1 mg。 在电磁搅拌和不加热的条件下，将阴极（6.2）的网状部分全部浸入 8.2.1 步骤得到的电解液中， 使阳极正好位于网状铂阴极的中间。盖上两个半表面皿，控制电解仪（6.1）的电流为 1 A（电流密度 约为 100 A/㎡），进行铜电解，电解 3.5 h，提高电流强度至 1.5 A 继续电解 0.5 h。 电解完成后，冲洗表面皿和杯壁。取下阴极，先用蒸馏水（5.1）冲洗 3 遍，然后用乙醇（5.12） 冲洗，放入烘箱（6.5），在 80℃干燥 5 ～10 min。电解铜表面应光亮。如果有黑色，测定要重复进 行。在干燥器中冷却，称量阴极质量 m2 ，精确至 0.1 mg。 8.4 测定残存铜量及砷、铅、铋、锑、锌、镍量 8.4.1 工作曲线溶液的配制 8.4.1.1 工作曲线 I ——待测元素为砷、锑、铋 加入 0 mL、10.00 mL、20.00 mL、50.00 mL 标准贮存溶液（5.14.1～5.14.3）于一组 100 mL 容 量瓶中，分别加入 10 mL 硝酸（5.3）和 10 mL 硫酸（5.6），用水稀释至刻度，混匀。 8.4.1.2 工作曲线 II——待测元素为锌、铅、镍、铜 加入 0 mL、1.00 mL、5.00 mL、10