一、金属金属交换采用什么方法检测茶叶中的什用重金属
1样品的前处理方法概述
茶叶中重金属元素检测的前处理一般是除去茶叶中的有机成分，保留包括所需要检测的回收重金属元素在内的无机成分。
1.1传统方法
传统方法一般分为灰化法和消化法两种。金属金属交换灰化法采用高温灼烧破坏样品中的什用有机物，最后用稀硝酸来溶解灰分中的回收重金属。消化法则利用浓硝酸和浓硫酸或硝酸和高氯酸等强氧化剂，金属金属交换并加热消煮使样品中的什用有机物质完全分解、氧化，回收呈气态逸出，金属金属交换待测成分则转化为无机物状态存在于消化液中供测试用。什用这两种方法是回收国家标准规定的样品处理方法，但在检测过程中发现这两种方法都有一些不利因素：
灰化法时间太长，金属金属交换一般需要6～8 h，什用有时甚至需花费几十小时，回收还可能造成挥发元素的损失或坩埚吸留降低测定值和回收率；消化法同样消化周期长，步骤繁琐，消化过程中易产生大量的有害气体，且试剂用量多，易使空白值偏高。
1.2微波消解和高压消解
微波加热方式是一种直接的“体加热”方式，其能量可以透过包装材料，直接进入试液内部。很多科学工作者都进行过这方面的研究。傅明等采用微波消解法和电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定了茶叶中铅、砷、铜、镉、锰、铁、锌、硒等12种元素，RSD均小于9%，回收率为84.5%～115%。林捷等采用微波法消解样品，测定了茶叶中的Cu、Pb元素，回收率93.1%～105.9%，该方法具有快速、高效、简便、节约试剂、空白值低等优点。
高压消解是将茶叶置于高压消解罐中，利用罐体内高温高压密闭的强酸或强碱的环境来达到快速消解难溶物质的目的，可使消解过程大为缩短，且使被测组份的挥发损失降到最小限度，有利于控制测定的准确度。目前已被广泛应用于各分析领域，并被认定为标准方法，这一方法消解程度比较好，且成本也不高，但危险系数较其他方法相对要高。陆洋等建立密封消解原子荧光光谱法同时测定茶叶中硒和锡的方法，硒检出限为0.32μg／L，测定相对标准偏差为1.8％，样品加标回收率为96.4％～98.8％，锡检出限为0.30μg／L，测定相对标准偏差为3.5％，样品回收率为92.7％～102.0％。彭玉魁用增压溶样和等茶叶中重金属检测研究概述
1.3酸提取法
酸提取法作为样品快速测定的预处理技术，也被国内外学者广泛研究。浸提法是用适当的浸取剂将其中的被测组分浸出，该法操作简便、快速，但有时并非所有被测组分都能提取完全，必须注意检查提取的程度。李大春用HCl浸提和原子吸收测定茶叶中铅、铜，与用国家标准NHO3-H2SO4-HClO4法测定茶叶标样结果的精密度和准确度基本一致。袁建采用2 mol/L的盐酸在70℃时浸泡60 min提取茶叶中重金属元素，Cu的提取率为96.7%，Pb的提取率为93.2%。
1.4其它方法
传统的样品预处理方法存在着操作繁琐费时、回收率低、实验空白值高、以及试剂对环境的污染等问题，寻找简便有效的样品预处理方法一直是分析工作者的研究课题。如汪江节等应用悬浮液进样技术和火焰原子光谱法，测定了茶叶中的铜。翁棣等利用超声搅拌悬浮液进样技术和火焰原子吸收光谱法，成功测定了茶叶中铜、铁、锌、铅、镉的含量。电热蒸发(ETV)作为ICP-AES和ICP-MS联用的一种进样技术，具有进样效率高、样品需求少、检出限低以及可直接分析固体试样等优点。陈世忠以聚四氟乙烯(PTFE)悬浮体为化学改进剂，采用悬浮体制样ETV-ICP-AES法直接同时测定茶叶中的痕量元素La、Yb、Y、Cu、Cr的蒸发行为，并对主要影响因素进行了研究。
2样品检测方法概述
2.1原子光谱法
原子吸收光谱法(Atomic Absorption Spectrome-try，AAS) [2][6][10][20]是目前茶叶中重金属元素检测最常用的一种方法，对分析茶叶中的Pb、Cd、Zn、Cu等重金属元素都有较高的灵敏度。该方法是基于气态的被测元素基态原子外层电子对紫外光和可见光的吸收为基础进行元素定量分析的方法。根据原子化的方式不同，可分为火焰原子吸收光谱法(FAAS)和石墨炉原子吸收光谱法(GF-AAS)。FAAS是一种成熟的分析技术，具有操作简单、分析速度快、测定高浓度元素时干扰小、信号稳定等优点。GF-AAS是一种常用的痕量分析技术，灵敏度很高，且具有取样量少、化学预处理简单、能直接分析固体及高粘度液体试样等优点。这2种方法的缺点是，FAAS不宜测定在火焰中不能完全分解的耐高温元素(如B、V、Ta、W、Mo)和碱土金属元素以及共振吸收线在远紫外区的元素(如P、S、卤素)；GF-AAS法基体干扰较严重，且不适合做多元素分析。马戈等[21]研究了横向加热石墨炉原子吸收光谱法测定茶叶中铅和锡，用磷酸二氢铁和硝酸镁作混合基体改进剂，消除基体干扰，铅和锡的检出限分别达到0.0078μg/g和0.0015μg/g。原子发射光谱法(Atomic Emission Spectrome-try，AES)是利用气态原子(或离子)在受到热或电的激发时发射出紫外及可见光的特征辐射进行检测的一种方法。该法灵敏度高，选择性好，能同时分析多种元素，是一种常用的分析方法，尤其是ICP-AES灵敏度更高，且线性范围宽(0～105)，近年来研究较多。
原子荧光光谱法(Atomic Fluorescence Spec-trometry，AFS)是通过测量待测元素的原子蒸气在辐射能激发下所产生的荧光强度，来测定待测元素含量的一种方法。该法基体干扰少，灵敏度高，缺点是应用面窄，测定时受散射光影响较严重。1969年，Holak把经典的砷化氢发生反应与原子光谱法相结合，创立了氢化物发生-原子光谱分析(HG-AAS)联合技术。1974年，Tsjiu和Kuga把氢化物发生进样技术与无色散原子荧光分析相结合，实现了氢化物发生-无色散原子荧光光谱(HG-AFS)的联合分析，随后HG-AFS分析技术得到了迅速的发展和应用，目前已成为金属元素分析的重要手段。近年来已有用该法测定茶叶
2.2电化学法
用电化学方法检测茶叶中微量元素和重金属也有较多报道，它以极谱分析法为代表，在此基础上又第1期侯芳茶叶中重金属检测研究概述 15
衍生出伏安分析及离子选择性电极等方法。汪晖等在0.1 mol／L HCl底液中，以银基汞膜电极为工作电极，采用差分脉冲溶出伏安法测定了茶叶中的铅含量，铅的峰电流与其质量浓度在0.1～15μg／mL范围内有良好线性关系，最低检出限为0.01μg／mL。电化学分析法具有不受样液色质、混浊度影响，测定范围广，灵敏度高，分析步骤简单、快速，不使用大型仪器和经济适用等优点。其缺点是条件苛刻，测定结果重现性差。随着各种生物传感器、催化体系和络合体系的发展，以及酶电极、微型电极和修饰电极的研制，电化学在茶叶的重金属分析中的应用具有广阔的前景。赵广英等[30]利用同位镀汞法修饰的丝网印刷碳电极，电化学方波溶出伏安法快速检测茶叶中的铅含量，方法的灵敏度、线性范围和检测限分别为22.7 nA·μg-1·L-1，10～225μg·L-1(r=0.9986)和0.74μg·L-1(S/N=3)。
2.3ICP/MS法
ICP/MS(Inductively Coupled Plasma Mass Spec-trometry)是以电感耦合等离子体(ICP)为离子化源的质谱分析法。国内外已有不少人用该法测定了茶叶中的重金属，现在的ICP-MS仪器线性检测范围可达9个数量级。黄志勇等[31]用ICP-MS同时测定了测定了碧螺春、乌龙茶、毛峰、茉莉花茶和云南滇红5种茶叶中微量元素的含量，方法的回收率大多介于95%～110%之间，相对标准偏差小于5%。
2.4其他方法
紫外-可见分光光度法灵敏度高，设备简单，测定成本低，定量性好，适宜在实验室中使用。该法的缺点是对低含量的重金属检出限达不到要求，某些元素的测定存在需用有机溶剂多次萃取、操作较繁琐等问题。万益群等利用蜡相分光光度法测定茶叶中痕量锰，检出限为1.6×10-9 g/mL，方法灵敏度是液相光度法的10倍。潘仲巍等利用离子交换树脂光度法测定3种茶叶中的微量铜，方法较溶液光度法的灵敏度提高了近7倍。
另外，还有荧光熄灭法、液相色谱法、化学发光法、中子活化分析法等方法。用离子色谱法测定了茶叶中铜、铅等7种金属元素的含量。舒友琴等用毛细管离子分析(CIA)法测定了茶叶中的锌、锰、铜、铅和镉，平均回收率在96.4%~104.2%之间，方法检测限为0.02~0.2μg/ml。周跃花等利用分子荧光法测定了茶叶中硒的含量。
二、离子交换树脂的用途是什么呢
什么是离子交换树脂：
离子交换树脂作用环境中的水溶液中，含有的金属阳离子（Na+、Ca2+、 K+、 Mg2+、Fe3+等)与阳离子交换树脂(含有的磺酸基（—SO3H）、羧基（—COOH）或苯酚基（—C6H4OH）等酸性基团，在水中易生成H+离子)上的H+进行离子交换，使得溶液中的阳离子被转移到树脂上，而树脂上的H+交换到水中，（即为阳离子交换树脂原理）。
水溶液中的阴离子(Cl-、HCO3-等)与阴离子交换树脂（含有季胺基[-N（CH3）3OH]、胺基（—NH2）或亚胺基（—NH2）等碱性基团，在水中易生成OH-离子）上的OH-进行交换，水中阴离子被转移到树脂上，而树脂上的OH-交换到水中，（即为阴离子交换树脂原理）。而H+与OH-相结合生成水，从而达到脱盐的目的。
离子交换树脂的用途：
用于水中的各种阴阳离子的去除。
离子交换树脂可用于制糖、味精、酒的精造、生物制品等工业装置上。
制药工业离子交换树脂对发展新一代的抗菌素及对原有抗菌素的质量改良具有重要作用。
在有机合成中常用酸和碱作催化剂进行酯化、水解、酯交换、水合等反应。
目前，许多水溶液或非水溶液中含有有毒离子或非离子物质，这些可用树脂进行回收使用。如去除电镀废液中的金属离子，回收电影制片废液里的有用物质等。
离子交换树脂可以从贫铀矿里分离、浓缩、提纯铀及提取稀土元素和贵金属。
三、钯铂铑混合物用什么溶解
通过溶液置换，
或以下提炼
3、湿法回收
用硫酸或于压力下用氢氧化钠在碱性介质内进行分解，使载体溶解。溶解后贵金属留在残渣内，再用氯气和盐酸浸出，使铂族金属进入溶液。在碱法中，所含SiO2不溶解全部留下来，从而妨碍了对贵金属的进一步加工处理。用这类方法再生块状载体并不可取，因为在催化剂有效使用期间γ-Al2O3已转变为不溶的α- Al2O3。
而另一方面，各种溶解贵金属的方法及贵金属的回收率有较大的变化幅度，这些都是众所周知的，例如用盐酸和氯气、盐酸和硝酸或盐酸和过氧化氢等溶解方法。所有这些方法的主要问题之一，就在于很难将铂族金属与有色金属在稀溶液实现分离。这些方法的回收率，尤其是铑的回收率不能令人满意。
湿法冶金再生过程的负面效应可归纳如下：
①废水数量过大；
②浸出过的载体扔弃后有待堆放；
③损失贵金属；
④铝酸盐母液硫酸铝溶液不易利用。
它们的优点是：工作温度低；在贱金属含量低的情况下贵金属含量易于监控并且沉淀过程易于进行。
4、火法回收
通常火法回收汽车尾气催化剂涉及陶瓷载体的熔炼同时与贵金属在金属捕收剂内的富集。载体在不损失贵金属的情况下形成熔渣，对该过程至关重要。
氧化铝颗粒的熔点过于高（大约2000℃）是个大问题。因此，对这类材料只能加入助熔剂或采取极高的熔融温度进行造渣。一般考虑使用铜、镍、铅和铁作铂族金属的可能捕收剂。选用的依据是加工过程及其后的湿法化学阶段的难易。用硫酸浸出法将贵金属—铂、钯、铑与金属捕收剂分开。如果选用铜作捕收剂，也可以用电解法使之分离。与湿法冶金再生废汽车催化剂相比，火法的优点要大得多：
①在金属相内富集的浓度高；
②贵金属回收率高；
③可在有色金属常用的炉型（鼓风炉、转炉）或专用装置（如电炉）内进行再生；
④副产物或残渣的产出少。
4．1普通熔炼过程
铜、镍或铅工业所用炉子的温度通常大约1300℃，因此不十分适于熔化陶瓷基汽车尾气催化剂。这种炉子用焦碳、煤气、燃油或富氧空气加热。大的熔炼厂对额外处理这类材料，肯定不存在任何问题。如果其进料量不足工厂总进料量的1%，则对熔炼过程不会产生任何影响。故而一方面，在这样大的炉子内借众所周知的冶炼方法处理含贵金属材料的真正优点是冶炼和处理进料成本低，但另一方面又存在不能以有效的回收率和高的产率回收贵金属特别是铑。铂族金属的稀释过分和造渣量过大。这种情况表明，后续的铂族金属回收与精炼等富集过程将需要更高的成本。获取纯金属是一个漫长而艰巨的过程。故而该法已被许多厂家摒弃。
目前大多数精炼厂和有色金属冶金工厂采用电热高温炉，其优点是：
①规格小容量高
②造渣量小
③其温度为特种目的所接受
④有利于环保，排放极少
此种电炉目前广泛用于炉渣净化过程、并用于处理烟道灰、熔炼矿物原料等。
现将适用于再生汽车尾气净化器的某些高温炉炉型介绍如下：
4．2等离子炉
其基本特点是高能密度、高温和短的熔炼时间。但高辐射强度和极高的等离子体温度（大于2000℃）使炉衬的寿命颇成问题。此外，某些美国汽车催化剂相当高的含铅量对加工和环境都造成很大麻烦。
4．3电炉
其中一种特殊类型的高温炉就是浸没式电弧炉。在这种以处理高熔点氧化物材料（如铬铁矿、氧化镍等）为特长的电炉内，以加入料为底电极。该法能保证以高的回收率快而完全地进行反应。电能系借导电的底衬直接进入熔体，单一的对电极位于炉顶的中心位置。一般采用直流电。
4．4德古萨电炉
德古萨（Degussa）起初在试验室规模的电炉内处理含贵金属物料取得令人鼓舞的结果。接着他们决定安装一台中试规模的炉子用来回收汽车尾气净化器内的铂族金属。选择汉纳马附近的沃尔夫冈精炼厂作这种炉型的炉址。供电系统的电源为兆瓦级（即数千千瓦）。炉底和供电系统均安装冷却系统。炉壳的内衬主要由高比例氧化铝和MgO的耐火材料组成，将一定数量的氮吹入炉内以保证炉气为中性气氛，并防止石墨电极迅速腐蚀。采用可移动的喷灯借以干燥新的炉衬，熔炼开始时，再把喷灯拿走。细心准备炉料极为重要。对未受扰动的进料，晶粒大小一定要合适。德古萨采用的进料系统极为复杂，系根据炉体的条件在实际的作业阶段能实现连续的依重力或体积进行加料。
汽车尾气净化催化剂需要一定量的助熔剂进行造渣使炉渣易于放掉。在高铝氧含量的情况下，以加入40%到50%的石灰为宜。如果处理催化剂基体所用石灰数量过少或偶然夹杂极少量的其它助熔剂，就要采取措施防止出现粘稠状的炉渣。含铂族金属的汽车催化剂和助熔剂皆需称重并借气动装置输送到混合器，然后再用传送带将进料送至炉内。
4．5在电炉内处理汽车催化剂
处理废汽车尾气净化催化剂的整个过程参见图9。第一步将铂族金属富集在金属捕收剂内，接着在第二个冶金阶段提高铂族金属的富集程度。铂族金属与金属相的分离则要在铂精炼厂用湿法化学手段完成。所回收铂族金属至少可再度用于制造新的汽车尾气净化催化剂。
废汽车尾气净化催化剂（含铂、钯、铑）
准备/取样
火法冶金铂族金属富集过程
高温电炉TBRC
金属
分离过程铂族金属/金属捕收剂
Pt Pd Ph
铂族金属化合物的生产
生产汽车尾气净化催化剂
借电极打弧开始冶金过程。为此必须存在一个“熔金属面”或者将金属薄片送入炉内，造成供电短路并产生液态金属熔池。然后加入进料并使之熔化。等待到适当时刻打开放渣孔，将炉渣倾侧入炉旁的渣罐内。
这种操作要重复多次直到金属内的铂族金属含量高到足以保证湿法化学加工在经济上合算为止。在整个过程中，热交换及对熔体的充分搅拌，为金属和溶解在炉渣内的贵金属之间提供了完善的接触。炉渣的温度通过供电和给料系统调控，使环境污染不会出现。
有一批汽车催化剂已在德古萨炉内进行了处理，在熔炼阶段的输入功率大约是1500kwh/t，熔体本身只需要大约500 kwh/t的电力借以保持温度。热损失极小，估计不超过10%。石墨电极的耗损量明显高于炼钢和炼铁工业（每t钢2~3kg），每t进料石墨的损耗约10 kg。
这种电炉内生产的炉渣贵金属含量低，易于抛弃或用作其它工业用途。
这种炉子为中试规模，其实际产能为每年100 t。
参考资料:电池黑粉回收
