礦石中少量鎳的催化極譜測定

劉戰英（內蒙古自治區有色地質勘查局一○八隊,內蒙古　赤峰　024000）

礦石中少量鎳的催化極譜測定

劉戰英
（內蒙古自治區有色地質勘查局一○八隊,內蒙古赤峰024000）

摘要：礦石中少量鎳的測定，以前是采用在氨底液中進行。

關鍵詞：礦石；鎳；測定

1　主要試劑

1.1試劑和標準溶液的制備

（1）鎳標準溶液。準確稱取金屬鎳1.000克于250毫升燒杯中，加入20毫升1：1硝酸溶解，蒸干，用5毫升濃鹽酸蒸干兩次趕凈硝酸，加入1：1鹽酸20毫升加熱溶解鹽類，冷卻后，移入1000毫升容量瓶中，用水稀至刻度，搖勻，此溶液1毫升相當于1毫克鎳。

（2）鐵的標準溶液。稱取不含鎳的金屬鐵絲1.000克溶于10毫升1：1的鹽酸中，加熱使其全溶。冷卻移入100毫升容量瓶中，稀至刻度，搖勻。此液每毫升相當于10毫克鐵。

1.2底液的制備

（1）4%的硫酸溶液：量取濃硫酸40.00毫升于1000毫升容量瓶中，用水稀至刻度，搖勻。

（2）2.5M的硫氰酸鉀溶液：稱取243克硫氰酸鉀于250毫升燒杯中，用水溶解，移入1000毫升容量瓶中，用水稀至刻度，搖勻。

（3）20%的抗壞血酸：稱取20克抗壞血酸溶于100毫升水中，用時現配。

2　試驗和討論

2.1條件試驗

以下實驗，汞柱高50厘米，通二氧化碳5分鐘后進行。

（1）酸度的選擇：鎳10微克/10毫升，硫氰酸鉀濃度0.25M，改變硫酸濃度，對峰高的影響如下表。

由上表我們看出，峰高隨著硫酸濃度的增大而增高，但當濃度大于0.2N后，峰后角隨著變差。

（2）硫氰酸鉀濃度對峰高的影響。實驗條件：鎳濃度為5微克/10毫升，硫酸濃度為0.15N。改變硫氰酸鉀濃度，實驗結果如圖1。

實驗結果表明，峰高隨著硫氰酸鉀濃度的增加而稍增加。在硫氰酸鉀濃度0.2M到0.4M范圍內，鎳的峰值基本不變。

（3）峰高與鎳的濃度關系。圖3及圖4表示在硫酸濃度為4%，硫氰酸鉀濃度為0.25M，峰高與鎳的濃度關系。（10毫升體積）

由圖2及圖3可以看出鎳的濃度在0.1微克～20微克／毫升范圍內與峰高成正比關系。

（4）除氧時間對峰高的影響。實驗證明除氧時間對峰高有影響，但在通CO24～6分鐘范圍內，峰電流值基本不變，所以選擇除氧時間為5分鐘。

（5）抗壞血酸對峰高的影響。溶液中加入抗壞血酸后，隨著抗壞血酸量的增加峰電流值相應降低。但當抗壞血酸的量在1%～3%時，峰電流值基本不變。

2.2反應機理的探討及討論

（1）峰高與汞柱高度無關，屬動力波。在鎳的濃度為5微克／10毫升，硫酸濃度為4%，硫氰酸鉀濃度為0.25M，除氧5分鐘的條件下改變汞柱高，峰高的變動如圖4（分路f＝5）。2、電解關系。取鎳的標準溶液50微克于20毫升比色管中，加入鐵20毫克，加入20%的抗壞血酸2毫升將鐵還原至2價，準確加入4%的H2SO42毫升，2.5M的KSCN2毫升，用水稀至刻度，搖勻。取此液5毫升置于盛有5毫升四氯化碳的小燒杯中進行電解。（加入四氯化碳是為了防止可能還原到滴汞上的鎳再進入溶液中）。電解一小時，每隔10分鐘，除氧5分鐘照一次圖。汞柱高50厘米，結果如下表（f＝10）：

由上表可看出，電解一小時，峰高不降低，而稍有增高。

（3）溫度對峰高的影響。和電解條件相同，我們做了溫度對峰高的影響試驗。結果如下表：

溫度℃　20　25　30　40　45　50　55　60峰高（厘米）　4.1　4.45　4.7　5.1　5.65　6.2　6.35　6.9 logi　1.41　1.48　1.55　1.63　1.73　1.82　1.85　1.93

由上表得知峰高隨溫度升高而增大。溫度系數1.5%，大于1.3%，說明此波是動力波（溫度系數如圖5所示）：

（4）加入動物膠對峰高的影響。在鎳的濃度5微克/10毫升，H2SO4濃度4%，KSCN濃度0.25M，汞柱高50厘米，溶液中動物膠濃度從0.001%～0.01%時對峰高的影響如下表（f=5）。

動物膠濃度(%) 0　0.001　0.002　0.003　0.004　0.005　0.006　0.007　0.008峰高(厘米)　1.8　1.8　1.8　1.75　1.6　1.75　1.55　1.5　1.65

和上面條件相同，我們又作了活性物質四甲基碘化銨從0.002%～0.02%對峰高的影響如下表（f＝5）：

四甲基碘化銨(%)　0　0.002　0.004　0.006　0.01　0.016　0.02峰高(厘米)　1.95　2.05　1.85　1.95　1.9　1.9

從以上兩表我們看出當加入活性物質后，對峰高基本沒有影響。所以就說明此催化波不屬于吸附波。

2.3干擾元素及其消除

在本實驗條件下，一定量的鈷、鋅、釩對鎳的峰高沒有干擾。如下表：

干擾元素量(微克)　0　5　10　30　50　80　100　150　200鈷　2.8　2.6　2.7　2.8　2.8　2.7　3.0鋅　3.0　3.05　3.0　2.8　3.05　2.9　2.8　2.85峰高(厘米)五氧化二釩　3.05　3.0　3.05　2.8　3.15　3.1　3.2

溶液中含2%抗壞血酸還原鐵的結果如下表（鎳10微克/10毫升，硫酸4%，硫氰酸鉀0.25M，f＝10）。

(毫克)　0　10　20　30　40　50　60　70　80　100峰高(厘米)　1.8　1.8　1.65　1.65　1.65　1.75　1.55　1.65　1.8　1.7 鐵

3　礦樣分析

稱取0.100克礦樣于150毫升燒杯中，以少量水潤濕。加入15毫升鹽酸，置于電熱板上加熱15分鐘，然后加人5毫升硝酸，加熱使礦樣全部溶解，蒸干。趕凈硝酸。再用數滴鹽酸溶解殘渣，水洗杯壁，微熱使其溶解，移入20毫升比色管中（體積不得超過10毫升）。用20%的氫氧化鉀溶液中和至三價鐵的沉淀析出，然后用5%的硫酸中和至鐵的沉淀剛好溶解為止。加入20%的抗壞血酸2毫升使三價鐵全部還原。準確加入4%的硫酸2毫升，2.5M的硫氰酸鉀2毫升，用水稀至刻度，搖勻。取5毫升左右置于電解池中，通二氧化碳5分鐘，在-0.5伏至-0.9伏間照圖。用標準曲線法求其含量。用本法分析礦樣結果如下：

礦樣編號　183037　183038　183040　183435　183440　183442本法分析結果　0.015　0.014　0.003　0.072　0.097　0.039比色法　0.014　0.013　0.005氨底液法　0.071　0.091　0.025

4　結論

（1）此法初步應用到鐵礦石、硅酸鹽中小量鎳的測定，所得結果與比色法和極譜法（氨底液）所測結果基本相符。還未經大批礦樣考驗。

（2）由汞柱高度的試驗、溫度系數的試驗，加入明膠及四甲基碘化銨的試驗及電解試驗可見此波是屬于鎳的催化波而非擴散波。

（3）酸度對峰高有影響，所以在調PH時需嚴格控制。但是用5%的硫酸最后中和時過量3～4滴沒有影響。