離子交換樹脂濃硝酸

① 含硝酸鹽和亞硝酸鹽的廢水處理方法有哪些

一、生物脫氮去除廢水中的硝酸鹽和亞硝酸鹽
生物脫氮主要是指生物反硝化作用,即用生化的方法將硝酸鹽和亞硝酸鹽轉化為氮氣.許多異氧微生物能在缺氧條件下產生反硝化作用.假若有足夠的有機碳源,生物脫硝是在厭氧條件下由異氧微生物完成的,它利用硝酸鹽作為氫受體.多種常見的兼性菌可完成脫硝作用.當氨和硝酸鹽濃度類似於化肥水時,濃氨廢水的硝化和濃硝酸鹽廢水的反硝化已有成功的例子
二、離子交換去除廢水中的硝酸鹽和亞硝酸鹽
如果高效的除去或回收硝酸鹽,則可採用離子交換法處理.離子交換法已成功地用於硝酸銨化肥廢水中銨的回收.硝酸銨廢水首先通過強酸性陽離子樹脂除去銨離子.該離子交換往往出水中含有硝酸,這是廢水中的硝酸鹽與樹脂中的氫離子反應所致.從陽離子交換柱中流出的無氨廢水再通過陽離子交換柱,除去硝酸根.最後的出水中所含有銨離子和硝酸鹽濃度均很低,因而可用作補充水.
三、硝酸鹽回收
當廢水中硝酸鹽的濃度很高時,可以作為副產品回收.例如硝酸銨,由於其在廢水中濃度很高,所以可以從硝酸銨生產冷凝液中進行回收.該高濃度硝酸鹽廢水可作為原料供給硝酸廠,使其在內部循環,同時提高產率.回收過程可與離子交換、蒸發等預濃縮處理相結合.
四、其他方法去除廢水中的硝酸鹽和亞硝酸鹽
處理硝酸鹽和亞硝酸鹽的其他方法包括化學還原、土地應用及反滲透等.有幾種化學葯劑已被研究用來還原硝酸鹽為氮氣,只有亞鐵離子在經濟上可行,但還沒有工業應用.該工藝中的反硝化過程要求用銅做催化劑,且必須在鹼性PH值的條件下進行.硝酸鹽的去除率只有70%,並存在使用大量亞鐵的缺點.

② 陽離子樹脂除了鹽酸，還可以用硝酸，硫酸嗎

可以用硝酸，和硫酸，但是鹽酸價格最低，最實惠，而且濃硝酸和濃硫酸都具有強氧化性，使用時必須稀釋。因此一般是選用鹽酸

③ 分離與富集

錸的分離與富集常採取蒸餾、共沉澱、離子交換與吸附、溶劑萃取、液膜分離等方法進行。

62.5.2.1 蒸餾分離法

利用R₂O₇(或HReO₄)的易揮發性，在200～220℃滴加氫溴酸或鹽酸於高沸點酸如高氯酸、硫酸或磷酸溶液中，或滴加硝酸於硫酸溶液中可將錸蒸餾出來。用飽和碳酸鈉溶液為吸收液，部分As³⁺、Se⁴⁺、Se⁶⁺、Te⁴⁺和Hg，及大部分Sb³⁺、Sb⁵⁺、Os、Cr、Sn、Ge、Tl⁺和少量鉬隨錸一並進入蒸餾液中。蒸餾時以水蒸汽、二氧化碳、氮氣或空氣為載氣。如利用水蒸汽通入硫酸溶液，在270～290℃下蒸餾錸，僅Se⁴⁺、Se⁶⁺、As³⁺及Re^-一並進入蒸餾液中，而Hg、Mo、Bi及Te只有很少量被蒸餾出來。

62.5.2.2 共沉澱分離法

(1)以砷(Ⅲ)為聚集劑

在4mol/LHCl或3mol/LH₂SO₄中，以砷(Ⅲ)為聚集劑，通入硫化氫可使微量錸與之共沉澱，生成的棕褐色Re₂S₇易溶於含過氧化氫的氫氧化銨或氫氧化鈉溶液中。

(2)高錸酸亞鉈

在pH4～6的乙酸鹽溶液中，高錸酸(ReO^-₄)與鉈(Ⅰ)生成高錸酸亞鉈沉澱，可與銅、鋅、鎘、鈷、鎳、鋁、錳、鈣、鎂等分離，鉬酸與鉈(Ⅰ)也生成沉澱，可用檸檬酸掩蔽(10mg檸檬酸可掩蔽16mg鉬)。

(3)氯化四苯(TPAC)

在5mol/LHCl至6mol/LNH₄OH中均可用TPAC定量地沉澱ReO^-₄。Hg²⁺、Bi³⁺、Pb²⁺、Ag⁺、Sn²⁺、VO²⁺，以及MnO^-₄、ClO^-₄、IO^-₄、I^-、Br^-、F^-和SCN^-等離子干擾測定。VO^3-₄及WO^2-₄無干擾。如在含有0.6mol/L酒石酸鹽的氨性介質中且調節pH8～9的溶液中進行沉澱，則可與Hg²⁺、Bi³⁺、Ni²⁺、Fe³⁺、Pb²⁺、Ag⁺、Sn²⁺、VO²⁺、Zn²⁺、Cu²⁺、SO^2-₄、PO^3-₄、AsO^3-₃、VO^3-₄、MoO^2-₄、WO^2-₄、BO^3-₃等分離，MnO^-₄與錸同時沉澱。

(4)高氯酸四苯(TPAP)

微克量錸可在酸性、中性或鹼性溶液中定量地與TPAP生成沉澱，MoO^2-₄不沉澱。在鹼性溶液中(約2mol/LNaOH)進行沉澱，錸可與大量MoO^2-₄、WO^2-₄、AsO^3-₃、AsO^3-₄、ZnO^2-₂、AlO^-₂、CrO^2-₄、VO^2-₃、SeO^2-₃、NO^-₃、PO^3-₄等分離，析出的沉澱溶於熱水後用2mol/LHClO₄或過量高氯酸處理以交換出高錸酸離子，可用於光度法測定輝鉬礦中的錸。

在pH<7.5，以鐵(Ⅲ)共沉澱鉬，ReO^-₄留在溶液中。

在pH3.5～7.5的乙酸鹽緩沖溶液中，8-羥基喹啉可沉澱鉬而錸留於溶液中。

在冷的(1+9)硫酸或鹽酸溶液中，在Fe³⁺存在下，用Th⁴⁺、Rb²⁺或AsO^3-₄為聚集劑，銅鐵試劑可定量地沉澱鉬，殘余的銅鐵試劑用三氯甲烷萃取除去，錸留於水溶液中。

62.5.2.3 離子交換與吸附法

(1)紙色層析分離

以異丙醇-濃硝酸-水(7+2+2)的混合溶液為展開劑，使錸與鎢、鉬分離。R_f值分別為0.90、0.33和0。此法可分離10倍～100倍鎢及鉬存在下的1μg的錸。

(2)陽離子交換樹脂

在pH1.5～5.0的鹽酸中，鉬以MoO^2-₄形式與大多數金屬(鐵、銅、鎳、錳、鋁等)一並被樹脂吸附，而ReO^-₄進入淋洗液中，可使錸與鉬分離。

(3)陰離子交換樹脂

陰離子交換樹脂分離富集情況及其他樹脂交換分離富集錸，見表62.16、表62.17。

表62.16 陰離子交換樹脂分離富集情況

續表

表62.17 其他樹脂交換分離富集錸

(4)活性炭吸附

常溫下(25℃)，活性炭在pH8.2～9.0時，對錸、鉬的吸附率分別為E(Re):96.1%～93.0%，E(Mo):0.7%～0.001%。此條件能成功分離錸和鉬。

62.5.2.4 溶劑萃取法

(1)萃取分離鉬

a.羥基喹啉-氯仿。在pH1.5～5.6的乙酸-乙酸銨緩沖溶液中，1g/L8-羥基喹啉/氯仿可萃取鉬及鎢，錸不被萃取。

b.銅鐵試劑-氯仿。在1mol/LH₂SO₄中，用10g/L銅鐵試劑-氯仿可定量萃取分離鉬，錸不被萃取。

c.乙基黃原酸鉀-三氯甲烷。在2mol/LHCl或pH9～11的溶液中，鉬與乙基黃原酸鉀生成配合物定量地被三氯甲烷萃取，錸不被萃取，適用於分離含銅的鉬精礦中的錸。

d.N-苯甲醯苯胲-氯仿。在0.752～2mol/LH₂SO₄或pH3的鹽酸介質中，鉬定量地被N-苯甲醯苯胲-氯仿萃取，可從微克量的錸中分離毫克量的鉬。

e.磷鉬雜多酸-乙酸戊酯。在0.52～0.7mol/LHCl中，鉬作為磷鉬雜多酸定量地被乙酸戊酯萃取，錸不被萃取。

(2)萃取分離錸

a.喹啉。在4mol/LNaOH溶液中，ReO^-₄定量地被喹啉萃取，可與50mg的Mo⁶⁺，100mgW⁶⁺、V⁵⁺、Se⁴⁺、As³⁺、As⁵⁺分離，蒸發除去喹啉或用水和四氯化碳反萃取使錸轉入水相。

b.丁酮。在5mol/LNaOH溶液中，ReO^-₄可被丁酮萃取(3次萃取幾乎接近定量)。可與Au、Ag、Bi、Cd、Fe²⁺、Ga、Mo⁶⁺、Pb、Pt⁴⁺、Sb³⁺、W、Zn等分離，用水和氯仿(7+10)反萃取，錸進入水相。

c.甲基異丁酮。在4mol/LH₂SO₄中，微克量ReO^-₄定量地被甲基異丁酮萃取，可與Mo(Ⅵ)(<0.18%)等分離，錸可用稀氫氧化鈉反萃取。

d.8-巰基喹啉-三氯甲烷。在5～11.5mol/LHCl中，錸的8-巰基喹啉配合物被三氯甲烷萃取。

e.三辛胺/三壬胺-二甲苯/三氯甲烷。在1～6.0mol/LH₂SO₄中，ReO^-₄定量地被三辛胺、三壬胺的二甲苯或三氯甲烷萃取，可與Zn、Cd、Co、Ni、Mn²⁺、Cr³⁺、Fe、In、Bi、Cu、Al、Ca、Mg、V⁵⁺、W⁵⁺、Mo⁶⁺等分離，被萃取的微量鉬可用飽和草酸溶液洗除，加入草酸鈉或硫酸鈉有利於抑制微量鉬的萃取，萃取的錸可用50～100g/L的氫氧化鈉、碳酸鈉、氫氧化銨溶液反萃取。

f.三丁胺-氯仿。在pH1～6.5HCl介質中，ReO^-₄定量地被三丁胺-氯仿萃取，可與60倍的Mo⁶⁺，600倍的Fe³⁺，6000倍的Ni，7000倍的Co、Pb，10000倍的Ag、Cu，12000倍的Cd等分離，被共萃取的微量Mo⁶⁺，可用飽和草酸鈉溶液洗除。

g.N-苄替苯胺-氯仿。在3.5～4.5mol/LH₂SO₄中，ReO^-₄定量地被N-苄替苯胺(C₆H₅CH₂NHC₆H₅)/氯仿萃取，可與Cu、Cd、As³⁺、Bi、Fe³⁺、Sb³⁺、Cr³⁺、Co、Ni、Ga、In、Ce³⁺、Ca、Mg、Sr、Se⁴⁺、Te⁴⁺、Ag、Hg²⁺、Tl³⁺等分離，Pd²⁺、Pt⁴⁺、V⁵⁺、Fe³⁺、Cr⁶⁺、Os⁶⁺、Ru⁶⁺、Ti⁴⁺、Ce⁴⁺與ReO^-₄同時被萃取，但除Pd²⁺、Pt⁴⁺以外的其他元素加入抗壞血酸後均不被萃取，U⁶⁺和Th也部分被共萃取，檸檬酸、酒石酸、草酸、抗壞血酸對萃取ReO^-₄無影響。有機相中的錸可用反萃取。

h.氯化四苯-三氯甲烷或二氯乙烷。在pH8～9且含用酒石酸或檸檬酸鹽的溶液中，ReO^-₄與氯化四苯離子生成的締合物可定量地被三氯甲烷或二氯乙烷萃取。當溶液中鉬與錸之比為10⁶∶1可定量分離鉬。20mg的Se⁴⁺、Ni、Fe³⁺、Pb、Zn、Cu²⁺、AsO^2-₃、AsO^3-₄、WO^2-₄、SiO^2-₃、SO^2-₄、PO^3-₄不被萃取。有機相中的錸可用濃鹽酸反萃取，也可在有機相直接測定錸。或將萃取液蒸干後，用水浸取並通過Dowex-50陰離子交換樹脂(H⁺型)，四苯離子被樹脂交換吸附，ReO^-₄進入洗脫液中。

i.其他溶劑萃取。見表62.18。

表62.18 其他溶劑萃取

62.5.2.5 液膜分離法

以二苯並-18-冠-6(DBC)-L113B-(CCl₄+n-Hrxance)-NaClO₄溶液組成的液膜體系。在下列條件下:膜相，DBC-L113B-(CCl₄+n-Hrxance)體積比為7+4+89;內相，0.2mol/LNaClO₄溶液，油內比為1+1;外相2mol/LH₂SO₄介質，乳水比為20+100;室溫(15～36℃)，攪拌速度250r/min;富集時間8min。200μgRe(Ⅶ)的遷移率(回收率)達99.5%～100.5%。50mgMo⁶⁺、W⁶⁺、Fe³⁺、Al³⁺、Cu²⁺、Ni²⁺、Mn²⁺、Sr²⁺、Ba²⁺、Zn²⁺、Mg²⁺、Sn⁴⁺、La³⁺、Y³⁺、Cr³⁺、Bi³⁺、K⁺、Na⁺、Li⁺、NH⁺₄、Cd²⁺、Cs⁺，20mgCa²⁺、Pb²⁺，5mgPt⁴⁺、Pd²⁺等(均為最大限量)，大量Cl^-、SO^2-₄、NO^-₃、SO^2-₄、PO^3-₄等，都不被遷移富集或不影響富集錸。K⁺存在下，對遷移錸極為有利。富集方法用於鉬精礦、多金屬礦和合金中錸的硫脲光度法測定，效果較佳。

④ 任務硅酸鹽中二氧化硅的測定

實訓准備

岩石礦物分析

任務分析

一、硅酸鹽中二氧化硅含量的測定方法簡述

硅酸鹽中二氧化硅的測定方法較多，通常採用重量法（氯化銨法、鹽酸蒸干法等）和氟硅酸鉀容量法。對硅含量低的試樣，可採用硅鉬藍光度法和原子吸收分光光度法。測定方法如圖8-5所示。

圖8-5 二氧化硅測定方法

二、重量法

測定二氧化硅的重量法主要有氫氟酸揮發重量法和硅酸脫水灼燒重量法兩類。氫氟酸揮發重量法是將試樣置於鉑坩堝中經灼燒至恆重後，加氫氟酸-硫酸（或氫氟酸-硝酸）處理後，再灼燒至恆重差減法計算二氧化硅的含量。該法只適用於較純的石英樣品中二氧化硅的測定，無實用意義。而硅酸脫水灼燒重量法則在經典和快速分析系統中均得到了廣泛的應用。其中，兩次鹽酸蒸干脫水重量法是測定高、中含量二氧化硅的最精確的、經典的方法；採用動物膠、聚環氧乙烷、十六烷基三甲基溴化銨（CTMAB）等凝聚硅酸膠體的快速重量法是長期應用於例行分析的快速分析方法。下面重點介紹兩次鹽酸蒸干法和動物膠凝聚硅酸的重量法。

1.硅酸的性質和硅酸膠體的結構

硅酸有多種形式，其中偏硅酸是硅酸中最簡單的形式。它是二元弱酸，其電離常數K₁、K₂分別為10^-9.3和10^-12.16。在pH＝1～3 或pH＞13 的低濃度（＜1mg/mL）硅酸溶液中，硅酸以單分子形式存在。當pH＝5～6時，聚合速率最快，並形成水溶性甚小的二聚物。所以，在含有EDTA、檸檬酸等配位劑配合Fe^（Ⅲ）、Al、U^（Ⅳ）、Th等金屬離子以抑制其沉澱的介質中，滴加氨水至pH＝4～8，硅酸幾乎可完全沉澱。這是硅與其他元素分離的方法之一。

天然石英和硅酸鹽岩石礦物試樣與苛性鈉、碳酸鈉共熔時，試樣中的硅酸鹽全部轉變為偏硅酸鈉。熔融物用水提取，鹽酸酸化時，偏硅酸鈉轉變為難離解的偏硅酸，金屬離子均成為氯化物。反應式如下：

Na₂SiO₃＋2HCl→H₂SiO₃＋2NaCl

KAlO₂＋4HCl→KCl＋AlCl₃＋2H₂O

NaFeO₂＋4HCl→FeCl₃＋NaCl＋2H₂O

MgO＋2HCl→MgCl₂＋H₂O

提取液酸化時形成的硅酸存在三種狀態：一部分呈白色片狀的水凝聚膠析出；一部分呈水溶膠，以膠體狀態留在溶液中；還有一部分以單分子溶解狀態存在，能逐漸聚合變成溶膠狀態。

硅酸溶膠膠粒帶負電荷，這是由於膠粒本身的表面層的電離而產生。膠核（SiO₂）_m

表面的SiO₂分子與水分子作用，生成H₂SiO₃分子，部分的H₂SiO₃分子離解生成

和H^＋，這些

又吸附在膠粒的表面。交替的結構如圖8-6所示。

圖8-6 硅酸膠體結構

顯然，硅酸溶膠膠粒均帶有負電荷，同性電荷相互排斥，降低了膠粒互相碰撞而結合成較大顆粒的可能性。同時，硅酸溶膠是親水性膠體，在膠體微粒周圍形成緊密的水化外殼，也阻礙著微粒互相結合成較大的顆粒，因而硅酸可以形成穩定的膠體溶液。若要使硅酸膠體聚沉，必須破壞其水化外殼和加入強電解質或帶有相反電荷的膠體，以減少或消除微粒的電荷，使硅酸膠體微粒凝聚為較大的顆粒而聚沉。這就是在硅酸鹽系統分析中測定二氧化硅的各種凝聚重量法的原理。

2.硅酸蒸干脫水重量法

試樣與碳酸鈉或苛性鈉熔融分解，用水提取，鹽酸酸化後，相當量的硅酸以水溶膠狀態存在於溶液中。當加入濃鹽酸時，一部分水溶膠轉變為水凝聚膠析出。為了使其全部析出，一般將溶液蒸干脫水，並在溫度為105～110℃下烘乾1.5～2 h。再將蒸干破壞了膠體水化外殼而脫水的硅酸干渣用濃鹽酸潤濕，並放置5～10min，使蒸發過程中形成的鐵、鋁、鈦等的鹼式鹽和氫氧化物與鹽酸反應，轉變為可溶性鹽類而全部溶解，過濾，將硅酸分離出來。所得硅酸經沉澱洗凈後，連同濾紙一起放入鉑坩堝內。置於高溫爐中，逐步升溫，使其乾燥並使濾紙碳化、灰化，在升溫至1000℃灼燒1h，取出冷卻稱重即得二氧化硅的質量。

硅酸蒸干脫水時，硅酸沉澱完全的程度及其吸附包裹雜質的情況，與介質、酸度、鹼金屬氯化物濃度、攪拌情況、烘乾時間與溫度、過濾時的洗滌方法等有關。一般在鹽酸介質中並經常攪拌，嚴格控制烘乾時間和溫度。蒸干後，用鹽酸處理干渣時，過濾前加水稀釋，控制鹽酸濃度為18%～25%。

由於硅酸沉澱具有強烈的吸附能力，所以在析出硅酸時，總是或多或少地吸附有Fe^3＋、Al^3＋、Ti^4＋等雜質。為此，在過濾時必須採用正確的洗滌方法將雜質除去。首先，用熱的2%～5% 的鹽酸洗去Fe^3＋等雜質，然後再用熱水將殘留的鹽酸和氯化鈉洗去。

蒸干脫水時所生成的聚合硅酸的溶解度很小，但在100mL稀鹽酸溶液中仍可溶解相當於5～10mg二氧化硅的硅酸。因此，若進行一次蒸干脫水，只能回收97%～99% 的二氧化硅。為此，在經典的分析系統中進行兩次甚至三次蒸干脫水，再用光度法測定濾液中的硅。

二次鹽酸蒸干脫水所得硅酸，經過濾、洗滌、灰化、灼燒後所得的二氧化硅，即使嚴格控制操作條件，也難免含有少量雜質。因此，常將灼燒至恆重的殘渣再用氫氟酸和硫酸加熱處理，使二氧化硅呈四氟化硅揮發逸出後，灼燒稱重，以處理前後的質量之差為二氧化硅的凈重計算結果。加入硫酸的作用是：第一，防止四氟化硅水解；第二，使鈦、鋯、鈮、鉭等轉變為硫酸鹽，不至於形成沸點較低的氟化物而揮發逸出；第三，使氟離子結合成氟化氫揮發除去。

3.硅酸凝聚重量法

在硅酸凝聚重量法中，使用最廣泛的凝聚劑是動物膠。動物膠是一種富含氨基酸的蛋白質，在水中形成親水性膠體。由於其中氨基酸的氨基和羧基並存，在不同酸度條件下，它們既可接受質子，又可放出質子，從而顯示為兩性電解質。當pH＝4.7 時，其放出和接受的質子數相等，動物膠粒子的總電荷為零即體系處於等電態。在pH＜4.7 時，其中的氨基-NH₂與H^＋結合成-NH_3＋而帶正電荷；pH＞4.7 時，其中的羧基電離，放出質子，成為-COO^-，使動物膠粒子帶負電荷。

在硅酸介質中，由於硅酸膠粒帶負電荷，動物膠質點帶正電荷，可以發生相互吸引和電性中和，使硅酸膠體凝聚。另外，由於動物膠是親水性很強的膠體，它能從硅酸質點上奪取水分，以破壞其水化外殼，促使硅酸凝聚。

用動物膠凝聚硅酸時，其完全程度與凝聚時的酸度、溫度及動物膠的用量有關。由於試液的酸度越高，膠團水化程度越小，它們凝聚能力越強，因此在加動物膠之前應先把試液蒸發至濕鹽狀，然後加濃鹽酸，並控制其酸度在8mol/L以上。凝聚溫度控制在60～70℃，在加入動物膠並攪拌100次以後，保溫10min。溫度過低，凝聚速度慢，甚至不完全，同時吸附雜質多；溫度過高，動物膠會分解，使其凝聚能力減弱。過濾時應控制試液溫度在30～40℃，以降低水合二氧化硅的溶解度。動物膠用量一般控制在25～100mg，少於或多於此量時，硅酸將復溶或過濾速度減慢。

用動物膠凝聚的重量法，只要正確掌握蒸干、凝聚條件、凝聚後的體積，以及沉澱過濾時的洗滌方法等操作，濾液中殘留的二氧化硅和二氧化硅沉澱中存留的雜質均可低於2mg，在一般的例行分析中，對沉澱和濾液中二氧化硅不再進行校正。但是，在精密分析中需盡量要求做出必要的處理。另外，當試樣中含氟、硼、鈦、鋯等元素時，將影響分析結果，應視具體情況和質量要求做出必要的處理。

硅酸凝聚重量法測定二氧化硅，其凝聚劑除動物膠以外，還可以採用聚環氧乙烷（PEO）、十六烷基三甲基溴化銨（CTMAB）、聚乙烯醇等。

三、滴定法

測定樣品中二氧化硅的滴定分析方法都是間接測定方法。依據分離和滴定方法的不同分為硅鉬酸喹啉法、氟硅酸鉀法及氟硅酸鋇法等。其中，氟硅酸鉀法應用最廣泛，下面做重點介紹。

氟硅酸鉀法，確切地應稱為氟硅酸鉀沉澱分離-酸鹼滴定法。其基本原理是：在強酸介質中，在氟化鉀、氯化鉀的存在下，可溶性硅酸與氟離子作用，能定量的析出氟硅酸鉀沉澱，該沉澱在沸水中水解析出氫氟酸，可用標准氫氧化鈉溶液滴定，從而間接計算出樣品中二氧化硅的含量。其反應如下：

SiO₂＋2KOH→K₂SiO₃＋H₂O

岩石礦物分析

［SiF₆］^2-＋2K^＋→K₂SiF₆↓

K₂SiF₆＋3H₂O→2KF＋H₂SiO₃＋4HF

HF＋NaOH→NaF＋H₂O

氟硅酸鉀法測定二氧化硅時，影響因素多，操作技術也比較復雜。試樣的分解要注意分解方法和熔劑的選擇，氟硅酸鉀沉澱的生成要注意介質、酸度、氟化鉀和氯化鉀的用量以及沉澱時的溫度和體積等的控制，還要注意氟硅酸鉀沉澱的陳化、洗滌溶液的選擇、水解和滴定的溫度和pH以及樣品中含有鋁、鈦、硼等元素的干擾等因素。氟硅酸鉀法有關實驗條件的影響討論如下：

（1）試樣的分解。單獨稱樣測定二氧化硅，可採用氫氧化鉀作熔劑，在鎳坩堝中熔融；或以碳酸鉀作熔劑，在鉑坩堝中熔融。分析系統，多採用氫氧化鈉作熔劑，在銀坩堝中熔融。對於高鋁試樣，最好改用氫氧化鉀或碳酸鉀熔樣，因為在溶液中易生成比K₃AlF₆溶解度更小的Na₃AlF₆而干擾測定。

（2）溶液的酸度。溶液的酸度應保持在3mol/L左右。酸度過低易形成其他金屬的氟化物沉澱而干擾測定；酸度過高將使K₂SiF₆沉澱反應不完全，還會給後面的沉澱洗滌、殘余酸的中和操作帶來麻煩。

使用硝酸比鹽酸好，既不易析出硅酸膠體，又可以減弱鋁的干擾。溶液中共存的Al^3＋在生成K₃SiF₆的條件下亦能生成K₃AlF₆（或Na₃AlF₆）沉澱，從而嚴重干擾硅的測定。由於K₃SiF₆在硝酸介質中的溶解度比在鹽酸中的大，不會析出沉澱，即防止了Al^3＋的干擾。

（3）氯化鉀的加入量。氯化鉀應加至飽和，過量的鉀離子有利於K₂SiF₆沉澱完全，這是本法的關鍵之一。在操作中應注意以下事項：①加入固體氯化鉀時，要不斷攪拌，壓碎氯化鉀顆粒，溶解後再加，直到不再溶解為止，再過量1～2g；②市售氯化鉀顆粒如較粗，應用瓷研缽（不用玻璃研缽，以防引入空白）研細，以便於溶解；③氯化鉀的溶解度隨溫度的改變較大，因此在加入濃硝酸後，溶液溫度升高，應先冷卻至30℃以下，再加入氯化鉀至飽和。否則氯化鉀加入過量太多，給以後的過濾、洗滌及中和殘余酸帶來很大困難。

（4）氟化鉀的加入量。氟化鉀的加入量要適宜。一般硅酸鹽試樣，在含有0.1g試料的試驗溶液中，加入10mL KF·2H₂O（150g/L）溶液即可。如加入量過多，則Al^3＋易與過量的氟離子生成K₃AlF₆沉澱，該沉澱水解易生成氫氟酸而使結果偏高。

K₃AlF₆＋3H₂O→3KF＋H₃AlO₃＋3HF

注意量取氟化鉀溶液時應用塑料量杯，否則會因腐蝕玻璃而帶入空白。

（5）氟硅酸鉀沉澱的陳化。從加入氟化鉀溶液開始，沉澱放置15～20min為宜。放置時間短，K₃SiF₆沉澱不完全；放置時間過長，會增強Al^3＋的干擾。特別是高鋁試樣，更要嚴格控制。

K₃SiF₆的沉澱反應是放熱反應，所以冷卻有利於沉澱反應完全。沉澱時的溫度以不超過25℃為宜，否則，應採取流水冷卻，以免沉澱反應不完全，結果將嚴重偏低。

（6）氟硅酸鉀的過濾和洗滌。氟硅酸鉀屬於中等細度晶體，過濾時用一層中速濾紙。為加快過濾速度，宜使用帶槽長頸塑料漏斗，並在漏斗頸中形成水柱。

過濾時應採用傾瀉法，先將溶液倒入漏斗中，而將氯化鉀固體和氟硅酸鉀沉澱留在塑料杯中，溶液濾完後，再用50g/L氯化鉀洗燒杯2 次，洗漏斗1 次，洗滌液總量不超過25mL。洗滌時，應等上次洗滌液漏完後，在洗下一次，以保證洗滌效果。

洗滌液的溫度不宜超過30℃。否則，須用流水或冰箱來降溫。

（7）中和殘余酸。氟硅酸鉀晶體中夾雜的金屬陽離子不會干擾測定，而夾雜的硝酸卻嚴重干擾測定。當採用洗滌法來徹底除去硝酸時，會使氟硅酸鉀嚴重水解，因而只能洗滌2～3次，殘余的酸則採用中和法消除。

中和殘余酸的操作十分關鍵，要快速、准確，以防氟硅酸鉀提前水解。中和時，要將濾紙展開、搗爛，用塑料棒反復擠壓濾紙，使其吸附的酸能進入溶液被鹼中和，最後還要用濾紙擦洗杯內壁，中和溶液至紅色。中和完放置後如有褪色，就不能再作為殘余酸繼續中和了。

（8）水解和滴定過程。氟硅酸鉀沉澱的水解反應分為兩個階段，即氟硅酸鉀沉澱的溶解反應及氟硅酸根離子的水解反應，反應式如下：

K₂SiF₆→2K^＋＋［SiF₆］^2-

［SiF₆］^2-＋3H₂O→H₂SiO₃＋2F^-＋4HF

兩步反應均為吸熱反應，水溫越高、體積越大，越有利於反應進行。故實際操作中，應用剛剛沸騰的水，並使總體積在200mL以上。

上述水解反應是隨著氫氧化鈉溶液的加入，K₂SiF₆不斷水解，直到終點滴定時才趨於完全。故滴定速度不可過快，且應保持溶液的溫度在終點時不低於70℃為宜。若滴定速度太慢，硅酸會發生水解而使終點不敏銳。

（9）注意空白。測定試樣前，應檢查水、試劑及用具的空白。一般不應超過0.1mL氫氧化鈉溶液（0.15mol/L），並將此值從滴定所消耗的氫氧化鈉溶液體積中扣除。如果超過0.1mL，應檢查其來源，並設法減小或消除。例如，僅用陽離子交換樹脂處理過的去離子水、攪拌時用帶顏色的塑料筷子、使用玻璃量筒和許多劃痕的舊燒杯脫堝等，均會造成較大的空白值。

四、光度法

硅的光度分析方法中，以硅鉬雜多酸光度法應用最廣，不僅可以用於重量法測定二氧化硅後的濾液中的硅（GB/T176-2008 ），而且採用少分取濾液的方法或用全差示光度法可以直接測定硅酸鹽樣品中高含量的二氧化硅。

在一定的酸度下，硅酸與鉬酸生成黃色硅鉬酸雜多酸（硅鉬黃）H₈［Si（MO₂O₇）₆］，可用於光度法測定硅。若用還原劑進一步將其還原成鉬的平均價態為＋5.67 價的藍色硅鉬雜多酸（硅鉬藍），亦可用與光度法測定硅，而且靈敏度和穩定性更高。

硅酸與鉬酸的反應如下：

H₄SiO₄＋12H₂MoO₄→H₈［Si（Mo₂O₇）₆］＋10H₂O

產物呈檸檬黃色，最大吸收波長為350～355nm，摩爾吸光系數約為10³L/（mol · cm），此法為硅酸黃光度法。硅鉬黃可在一定酸度下，被硫酸亞鐵、氯化亞錫、抗壞血酸等還原劑所還原。

H₈［Si（Mo₂O₇）₆］＋2C₆H₈O₆→H₈［Si（Mo₂O₇）₄（Mo₂O₆）₂］＋2C₆H₆O₆＋2H₂O

產物呈藍色，λ_max＝810nm，ε_max＝2.45×10⁴L/（mol·cm）。通常採用可見分光光度計，於650nm波長處測定，摩爾吸光系數為8.3×10³L/（mol·cm），雖然靈敏度稍低，但恰好適於硅含量較高的測定。此法為硅鉬藍光度法。

該法應注意以下問題。

1.正硅酸溶液的制備

硅酸在酸性溶液中能逐漸聚合，形成多種聚合狀態。高聚合狀態的硅酸不能與鉬酸鹽形成黃色硅鉬雜多酸，而只有單分子正硅酸能與鉬酸鹽生成黃色硅鉬雜多酸，因此，正硅酸的獲得是光度法測定二氧化硅的主要關鍵。

硅酸的聚合程度與硅酸的濃度、溶液的酸度、溫度及煮沸和放置的時間有關。硅酸的濃度越高、酸度越大、加熱煮沸和放置時間越長，則硅酸的聚合現象越嚴重。如果控制二氧化硅的濃度在0.7mg/mL以下，溶液酸度不大於0.7mol/L，則放置8d，也無硅酸聚合現象。

2.顯色條件的控制

正硅酸與鉬酸銨生成的黃色硅鉬雜多酸有兩種形態：α-硅鉬酸和β-硅鉬酸。它們的結構不同，穩定性和吸光度也不同。而且，它們被還原後形成的硅鉬藍的吸光光度和穩定性也不相同。α-硅鉬酸的黃色可穩定數小時，可用於硅的測定，甚至用於硅酸鹽、水泥、玻璃等樣品的分析，其結果可與重量法媲美，但許多金屬離子將沉澱或水解。β-硅鉬酸因穩定性差而難用於分析。α-硅鉬酸和β-硅鉬酸被還原所得產物不同，α-硅鉬酸被還原後所得產物呈綠藍色，λ_max＝742nm，不穩定而很少採用；β-硅鉬酸的還原產物則呈深藍色，λ_max＝810nm，顏色可穩定8h以上，被廣泛用於分析。

硅鉬雜多酸的不同形態的存在量與溶液的酸度、溫度、放置時間及穩定劑的加入等因素有關，所以對顯色條件的控制也非常關鍵。

酸度對生成黃色硅鉬酸的形態影響最大。當溶液pH＜1.0時，形成β-硅鉬酸，並且反應迅速，但不穩定，極易轉變為α-硅鉬酸；當pH＝3.8～4.8時，主要生成α-硅鉬酸，且較穩定；當pH＝1.8～3.8時，α-硅鉬酸和β-硅鉬酸同時存在。在實際工作中，若以硅鉬黃（宜採用α-硅鉬酸）光度法測定硅，可控制pH＝3.0～3.8；若以硅鉬藍光度法測定硅，宜控制生成硅鉬黃（β-硅鉬酸）的pH＝1.3～1.5，將β-硅鉬酸還原為硅鉬藍的酸度控制在0.8～1.35mol/L，酸度過低，磷和砷的干擾較大，同時有部分鉬酸鹽被還原。近年有人實驗證明，採用赤黴素 - 葡萄糖 - 氯化亞錫為還原劑，在硝酸（0.2mol/L）介質中還原生成硅鉬雜多藍，λ_max＝801nm，ε_max＝1.28×10⁴L/（mol·cm），且還原速度快，穩定性較好。

同時，硅鉬黃顯色溫度以室溫（20℃左右）為宜。低於15℃時，放置20～30min；15～25℃時，放置5～10min；高於25℃時，放置3～5min。溫度對硅鉬藍的顯色影響較小，一般加入還原劑後，放置5min測定吸光度。有時在溶液中加入甲醇、乙醇、丙酮等有機溶劑，可以提高β-硅鉬酸的穩定性，丙酮還能增大其吸光度，從而改善硅鉬藍光度法測定硅的顯色效果。

3.干擾元素及其消除

與鉬酸銨作用形成同樣的黃色雜多酸，也能還原生成藍色雜多酸，因此在硅鉬藍光度法中採用較大的還原酸度，以抑制磷鉬酸和砷鉬酸的還原，而且有利於硅鉬酸的還原。]]

3＋會降低Fe^2＋的還原能力，使硅鉬黃還原不完全，可加入草酸來消除。鈦、鋯、釷、錫的存在，會由於生成硅鉬黃時溶液酸度很低，水解產生沉澱，帶下部分硅酸，使結果偏低，可加入EDTA溶液來消除影響。大量Cl^-使硅鉬藍顏色加深，大量

使硅鉬藍顏色變淺。

技能訓練

重量法檢測二氧化硅

（一）檢測流程

岩石礦物分析

（二）試劑配製

（1）動物膠溶液（1%）：取動物膠1g溶於100mL熱水（用時配製）。

（2）鹽酸洗液：密度1.19g/cm³，（3＋97）。

（3）氫氧化鈉：固體粒狀，分析純。

（三）操作要點

1.熔樣

稱取在105℃烘乾過的試樣0.5000g於鎳坩堝中，加入3～4g NaOH，然後放入已升至400℃的馬弗爐中，繼續升至700℃，熔融10min（熔融物呈透明體狀）取出稍冷，移入250mL燒杯中，加入熱水20mL（立即蓋上表面皿）並洗凈鎳坩堝（可用少許鹽酸清洗坩堝）。

2.測定

在提取溶液中加20～30mL 鹽酸，將燒杯移至水浴上（或低溫電熱板上）蒸干，蒸干後取下加20mL鹽酸，以少許水吹洗燒杯壁，在60～70℃保溫10min，加入10mL新配製的動物膠溶液（1%），充分攪拌後再保溫10min取下，加25mL熱水，以中速定量濾紙過濾，濾液收集在250mL容量瓶中，以熱鹽酸（3＋97 ）的洗液洗燒杯4～5次，並將沉澱全部移入濾紙內，然後用一小片濾紙擦凈燒杯，也移入漏斗內，沉澱繼續用鹽酸（3＋97 ）洗液洗至無鐵的黃色，以後即用熱水洗滌至無氯離子（用熱水洗8～10 次），濾液以水稀釋至250mL 刻度，搖勻，供測 Fe、Al、Ti、Ca、Mg、Mn、P等用。

將濾紙連同沉澱一起移入已恆重的瓷坩堝中，低溫灰化（馬弗爐中的溫度不得高於400℃）後繼續升溫至900～950℃灼燒1h，取出，稍冷，放入乾燥器中，冷卻半小時，稱重再灼燒至恆重。

3.數據處理

SiO₂質量分數按下式計算：

岩石礦物分析

式中：w（SiO₂）為SiO₂的質量分數，%；m₁為坩堝質量＋沉澱質量，g；m₂為坩堝質量，g；m為稱取試樣質量，g。

實驗指南與安全提示

試樣的處理。由於水泥試樣中或多或少含有不溶物，如用鹽酸直接溶解樣品，不溶物將混入二氧化硅沉澱中，造成結果偏高。所以，在國家標准中規定，水泥試樣一律用碳酸鈉燒結後再用鹽酸溶解。若需准確測定，應以氫氟酸處理。

用鹽酸浸出燒結塊後，應控制溶液體積，若溶液太多，則蒸乾耗時太長。通常加5mL濃鹽酸溶解燒結塊，再以約5mL鹽酸（1＋1）和少量的水洗凈坩堝。

脫水的溫度與時間。脫水的溫度不要超過110℃。若溫度過高，某些氯化物（MgCl₂、AlCl₃等）將變成鹼式鹽，甚至與硅酸結合成難溶的硅酸鹽，用鹽酸洗滌時不易除去，使硅酸沉澱夾帶較多的雜質，結果偏高。反之，若脫水溫度或時間不夠，則可溶性硅酸不能完全轉變成不溶性硅酸，在過濾時會透過濾紙，使二氧化硅結果偏低，且過濾速度很慢。為保證硅酸充分脫水，又不致溫度過高，應採用水浴加熱。不宜使用砂浴或紅外線燈加熱，因其溫度難以控制。

沉澱的洗滌。為防止鈦、鋁、鐵水解產生氫氧化物沉澱及硅酸形成膠體漏失，首先應以溫熱的稀鹽酸（3＋97）將沉澱中夾雜的可溶性鹽類溶解，用中速濾紙過濾，以熱稀鹽酸溶液（3＋97）洗滌沉澱3～4次，然後再以熱水充分洗滌沉澱，直至無氯離子為止。但洗滌次數也不能過多，否則漏失的可溶性硅酸會明顯增加。一般洗液體積不超過120mL。洗滌的速度要快（應使用長頸漏斗，且在頸中形成水柱），防止因溫度降低而使硅酸形成膠凍，以致過濾更加困難。

沉澱的灼燒。實驗證明，只要在950～1000℃充分灼燒（約1.5 h ），並且在乾燥器中冷卻至與室溫一致，灼燒溫度對結果的影響並不顯著。灼燒後生成的無定形二氧化硅極易吸水，故每次灼燒後冷卻的條件應保持一致，且稱量要迅速。灼燒前濾紙一定要緩慢灰化完全。坩堝蓋要半開，不要產生火焰，以防造成二氧化硅沉澱的損失；同時，也不能有殘余的碳存在，以免高溫灼燒時發生下述反應而使結果產生負誤差：SiO₂＋3C→SiC＋2CO↑。

氫氟酸的處理。即使嚴格掌握燒結、脫水、洗滌等步驟的分析條件，在二氧化硅沉澱中吸附的鐵、鋁等雜質的量也能達到0.1%～0.2%，如果在脫水階段蒸發至干，吸附量還會增加。消除吸附現象的最好辦法就是將灼燒的不純二氧化硅沉澱用氫氟酸＋硫酸處理。處理後，SiO₂以SiF₄形式逸出，減輕的質量即為純SiO₂的質量。

⑤ 硝酸的純化有幾種方法

工業上硝嘩則或酸製法：

4NH₃ + 5O₂ ＝催化△= 4NO+6H₂O

2NO + O₂ = 2NO₂（工業上制時要不停通入氧氣）

3NO₂ + H₂O = 2HNO₃ + NO （NO循化氧化吸收）

4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃

4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃

純硝酸為無色透明液體，濃硝酸為淡黃色液體（溶有二氧化氮），正常情況下為無色透明液體，有窒息性刺激氣味。濃硝酸含量為68%左右，易揮發，在空氣中產生白霧（與濃鹽酸相同），是硝酸蒸汽盯虛（一般來說是濃硝酸分解出來的二氧化氮）與水蒸汽結合而形成的硝酸小液滴。

露光能產生二氧化氮，二氧化氮重新溶解在硝酸中，從而變成棕色。有強酸性。能使羊毛織物和動物組織變成嫩黃色。能與乙醇、松節油、碳和其他有機物猛烈反應。能與水混溶。能與水形成共沸混合物。

(5)離子交換樹脂濃硝酸擴展閱讀：

硝酸用途

1、作為硝酸鹽和硝酸酯的必需原料，硝酸被用來製取一系列硝酸鹽類氮肥，如硝酸銨、硝酸鉀等；也用來製取硝酸酯類或含硝基的炸葯。

2、由於硝酸同時具有氧化性和酸性，硝酸也被用來精煉金屬：即先把不純的金屬氧化成硝酸鹽，排除雜質亂伍後再還原。硝酸能使鐵鈍化而不致繼續被腐蝕。還可供製氮肥、王水、硝酸鹽、硝化甘油、硝化纖維素、硝基苯、苦味酸等.

3、將甘油放和濃硝酸、濃硫酸中，會生成硝化甘油。這是一種無色或黃色的透明油狀液體，是一種很不穩定的物質，受到撞擊會發生分解，產生高溫，同時生成大量氣體。氣體體積驟然膨脹，產生猛烈爆炸。所以硝化甘油是一種烈性炸葯。

⑥ 現在有濃硫酸和濃硝酸的混合液，請問用什麼方法可以將他們分開用選擇性離子交換膜行嗎

要同時直接分離出濃硫酸和濃硝酸基本是不可能。要純化還是有希望的
不過這種酸還是有公司需要的。
可以用於電鍍廠的廢水處理，和一些其他調PH的場所

⑦ 黃水的配置方法，怎麼樣把金從黃水中弄出來

王水：濃鹽酸和濃硝酸以3：1的比例混合。
把金提取出來，可以加入硫酸煮沸，然後就出來了，雜質在用硫酸溶解就可以。
或者放入離子交換樹脂然後電解。