复杂铜物料属性的鉴别

复杂铜物料属性的鉴别
张庆建#! 丁仕兵#! 郭 ! 兵#! 李 ! 晨!! 闵国华#! 冯丽丽#
" 山东出入境检验检疫局 ! 山东青岛 ! 上海出入境检验检疫局 ! 上海 ! # #T B B " " #% !T " " # $ 7
摘!要 对海关检验监管过程中抽检的一批 ) 粗制氧化铜 * 进行鉴别 $ 从而判断其是否为固体废 通 过 外 观# 化 学 分 析# 物 % 试样通过筛分制备成三个不同粒级分 析 样 品 $ \ 射线荧光光谱和 \ 射线衍射光谱等分析手段 $ 得出试样主要由铜 # 氧化亚铜 # 碱式氯化铜构成 $ 判断其为铜材机械 加工 # 抛光过程中产生的残渣 $ 属于固体废物 $ 而 不 是 工 业 产 品 或 天 然 铜 矿 石%同 时 分 析 了 其 中有害元素铅 # 镉# 汞# 砷# 氟的含量 $ 为海关监管和资源再利用提供了科学依据 % 关键词 铜物料 & 属性 & 鉴别
图中可以看出 ! 5" C # 7 HH 样 品主 要物 相组 成 为 氧化 亚 铜 " &铜 " &碱 式 氯 化 铜 A , A ,# !: # " # ! 此外还含有少量的二氧化硅 A , :O# A + !" $ " & 四氧化 三 铁 " 等% < / : ^ ( " C # 7#" C 7 HH& !# $: %# 主要包括 i" C 7 HH 样 品 具 有 相 同 的 物 相 组 成 ! 铜" &氧 化 亚 铜 " &碱 式 氯 化 铜 A ,# A , !: # " # 等' A , :O# A + !" $
冶金分析 ! " # $ ! " # $! $ $ % % " & % $ ! " # $ ' ( ) * + + , / 0 * +1 2 * + 4 / 4 ! " # $! $ $ % % " & % $ . 3 文章编号 # " " "56 7 6 # ! " # $ " %5" " % "5" %
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张庆建 ! 丁仕兵 ! 郭兵 ! 等T 复杂铜物料属性的鉴别 T 冶金分析 ! " # $ ! " # $! $ $ % % " & % $
分析 ! ? G!_ 射线衍射 " _ S B# 将样 品 装 入 样 品 槽 ! 压 实 压 平! 扫描获取 \ 射线 衍 射 图 谱' 仪 器 工 作 条 件 为$ 铜靶" ] ! 扫描速度" + 步长 " + " C # 7 %" B2 H# C 74 4 ) ( C " ! q =! 测角范围 7 ' 4 ) ( q " q #D =!
6 ! 结果与讨论
6 ? !! 外观特征 样品 为 灰 褐 色 片 状 物 " & 黄色薄片状物 1# " & 颗粒 " 及 粉 末 的 混 合 物! 混合物中明显可 @# A# 如图 # 所示 ! 见 1 和 @! A 为盐酸溶解样品后剩余 物! 为金属铜颗粒 ' 其中 1& @& A 及粉末所占比例 分别约为 %[ & ![ & B "[ & $ %[ ' 6 ? 6! 元素分析 不同粒级样品所占比例及铜含量如表 # 所
!
但目前我 国 没 有 完 整 的 废 物 鉴 别 体 系 和 废 物 标 ' \ 射线衍 射 仪 与 \ 射 线 荧 光 光 谱 仪 已 广 泛 ) 8 & # " ! 实验结合 \ 射线衍射与 \ 应用于矿物分 析 ( 射线 荧 光 技 术 ! 综 合 物 质 物 理& 化 学 及 结 构 特 征! 对物质属性进行判断 术资料 '
来越多 ! 一些非法转移问题仍然存在 ! 虽然多个部 门发布了 1 固体废物管理 目录 2 ! 1 进口可 用作 原料 & 1 固体废物进口管 的固体废物环境保护管理规定 2 理办法2 ! 并发布 1 固 体 废 物 鉴 定 导 则2 " 试 行# 准! 这对固体废物鉴别提出了更高的要求
( 6) ( ) 7 & B
示! 初始样品最终铜含量为6 $ C $ $[ ' 由 于 i 按元素分析方法 " C # 7HH 以 上 样 品 粒 度 较 大 ! " 只 对 5" # C $ 节# C # 7 HH 样 品 进 行 其 它 元 素 分 析! 结果如表 ! 所示 '
表 !! 样品中铜含量 ' ( ) * +!!' E +2 0 1 . + 1 . 0 5 2 0 + / 14 ( ; * + , , , 样品 < * H + ( = 5" C # 7HH 分析样品 " C # 7#" C 7HH 分析样品 i" C 7HH 分析样品 初始样品 !! 注 $ ( 初始样品铜含量由不同粒度样品铜含量加权得出 ' 表 6! ]& ? ! H;; 分析样品中各元素含量 ' ( ) * +6!' E +2 0 1 . + 1 . 0 5 + ( 2 E+ * + ; + 1 . / 1( 1 ( * . / 2 ( * 4 ( ; * +0 5]& ? ! H;; F , 元素 G + ( H ( 2 ) 含量 A K 2 ) ( 2 ) 元素 G + ( H ( 2 ) 含量 A K 2 ) ( 2 ) 1 + # C D % Y / " C # " A + % C 8 B A " C # B < / ! C " B ' 2 " C ! B ^ ( % C D $ R / " C " B 7 N 2 ! C % 6 < 2 " C # B R * " C 7 6 ; V " C ! " ' . " C B $ A U A * " C B # O . ; " C " B % 1 4 %[ % M " C # # ^ " C " ! D 质量百分比 +[ ' * 4 4= ( 0 ( 2 ) 7 D C B 8 ! # C 7 8 # 8 C 6 7 # " " 铜含量 +[ A K 2 ) ( 2 )K X 0 K ( -% = = B B C 8 " 8 ! C 7 # 8 $ C B # 6 $ C $ $(
中图分类号 : B 7 6 C $!!!! 文献标识码 1
铜及其制品在国民经 !! 铜矿物属战 略 性 资 源 ! 济中的 地 位 非 常 重 要 ' 随 着 国 际 贸 易 的 迅 速 发 展! 我国每年都要进口大量铜矿石 ! 以满足日益增 每生产一 长的铜加工 材 的 需 要 ' 铜 冶 炼 过 程 中 ! 吨铜约 产 生 ! 全世界每年铜渣产量约 C ! 吨 渣!
生的铜皮和铜及 铜 合 金 铸 造 & 锻压产生的含铜物
$! # $) ! 其 料以及机械 切 削 产 生 的 边 角 料 的 混 合 物 ( # %) 中也可能存在铜的锈蚀产物 ( ! 属于固体废物 '
图 6!$ 样品的 _ 射线衍射图谱 @ / ? 6!_ S B4 + 2 . D ;5 0 wk.baidu.com ( ; * +$ A , ,
) # ! 不是天然铜矿物组合 ( ! 判断 样 品 为 铜 热 拔 丝 产
< ! 结论
实验发现待 测 样 品 主 要 物 相 为 金 属 铜 & 氧化 亚铜 & 碱 式 氯 化 铜! 还 有 少 量 的 二 氧 化 硅& 四氧化 三铁等 ! 其主 要 含 有 铜 & 铁& 氯& 硅& 铝& 锌 等 元 素!
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N O1Ra F / 2 & / * 2! f ? Ra< J / & V / 2 aQ:@ / 2 ( )* + T ? U ( 2 ) / X / 0 * ) / K 2K X ) J (0 J * * 0 ) ( / 4 ) / 0 4K X 0 K H + ( d0 K ( -H * ) ( / * + T . S .! .! = = = ! $ ' ( ) * + + , / 0 * +1 2 * + 4 / 4 ! " # $! $ $" %# % " & % $ . 3
收稿日期 ! " # !5# "5" 8
基金项目 国家质检总局科研计划项目 " # ! 质检公益性行业科研专项计划 " # ! " # $ ? M " # $ ! " # $ # " " B 7 作者简介 张庆建 " ! 男! 工程师 ! 博士 ! 现从事矿产品检验方面工作 % $ # D 8 #5 # G & H * / + I / * 2 H * / + C 0 K H !. W S
C " " # "" C " " # "" C " " 7 ""
随着粒度的增加 ! 分析样品 !! 从表 # 可以看出 ! 中铜含量 增 大 % 从 表 ! 可 以 看 出! 5" C # 7 HH 分 析样品除了含有铜外 ! 主要含有氯 & 铁& 锌& 铝等元 素' 6 ? <!_ 射线衍射分析 灰褐色片状 物 1 的 \ 射 线 衍 射 图 谱 如 图 ! 所示 ! 从图 ! 可以看出其主要物相为氧化亚铜 ' 图 $# 图 7 分 别 为 5" C # 7 HH& " C # 7#" C 7 HH& i" C 7HH 分析样品的 \ 射线衍射图 谱 ' 从
( ) # #
! 为海 关 检 验 监 管 提 供 技
! ! 实验部分
! ? !! 仪器与试剂 德国 < % OG L N : a压片机" ? 'G R N G 公 司# 德国 L % ;' % " "研 磨 机 " G Y < AO 公 司 # < %; ? : & 射线荧 光 光 谱 仪 " 德国 @ R G G L\ & LQM G L1 \ <
() 含铜废料 涉 及 废 铜 催 化 剂 & 电缆工 " C ! % B 亿吨 # ! ( ) & % 业废杂铜 & 阳极铜灰 ! 等 ' 我国废杂铜的进口 越
公司 # % 射线衍射仪" 德国 f 81 f Z1R A G \ & % @ LQM G L 1\ < 公 司# Z ? < Y 1; L : 电感耦合等 离子体发射光谱仪 " 美国 1a ' ? 9 G RY 公司 # 微晶 纤 维 素 " 柱 层 析# &铜 片 " 纯度 * & 硫代 硫 酸 钠 & 无 水 碳 酸 钠& 乙 酸 铵& 淀 D D C D D[ # 粉& 氟化氢 铵 & 碘 化 钾& 碘& 三 氯 化 铁& 冰 乙 酸& 盐 酸& 硝酸 & 高氯酸 " ' 1L!国药集团试剂有限公司 # ! ? 6! 样品制备 样品 缩 分 后 利 用 研 磨 机 研 磨 " 转速$ + 7 "时间 ! ! 然 后 筛 分 制 得 5" H / 2! "H / 2# C # 7 HH& " C # 7#" C 7 HH& i" C 7 HH 分 析 样 品 ' 将 分 析 样 品于 # 置于干燥器中备用 ' " 7 j 下预干燥 ! ! ? <! 元素分析 " C # 7#" C 7 HH& i" C 7 HH 分 析 样 品 粒 度 较 大! 只进行了铜含量分析 ' 准确称取 " # 8p" C " " "# 于研磨罐 5" C # 7 HH 分 析 样 品 # .预 干 燥 样 品 " 中! 加入 " 放入研磨 ! C "p" C " " "## .微 晶 纤 维 素! 机! 在! + 然后将混合物放 " "H / 2 下混匀 ! "H / 2! 入压片机 ! 压 制 成 片! 利用 \ 射线荧光光谱无标 样分 析 方 法 " 分析样片成分含 ' , + ) / L ( 4 & Z * 0 $ %# 量 ' 在荧光评估程序中利用化学法得到的元素含 量进行 修 正 ! 以 减 少 元 素 之 间 的 干 扰' 铜 利 用 碘 量法测量 ! & & & ; V A U O 1 4利用 电感 耦 合 等 离 子 体 . 发射光谱测量 ! 氟利用离子选择电极法测量 '
图 !! 样品及样品中分拣物 " $!灰褐色片状物 + 9!黄色薄片状物 + =!颗粒 # @ / V !!' E +; ( . + / ( * ( 1 34 + * + 2 . + 34 ( ; * + 4 A , " + ! + # $! Z ( / 4 E) 0 K 1 4 E + + . 9 b + * * 0 K4 * / 2 + =! # ( . / 2 * + F