ICP-AES 法連續測定鈷物料中的鈷、鎳、鉛、鋅、鐵、鎘、銅、錳、鈣、鎂

趙志虎

（金川集團有限公司檢測中心分析室，甘肅 金昌 737100）

在鈷物料分析中，一般采用原子吸收光譜分析逐一多個元素，這些方法操作步驟繁瑣，樣品分析周期長，需投入較多的人力、物力，仍不能滿足生產車間的快速分析要求。ICP-AES 因其高激發能力、干擾少、穩定性好、線性范圍寬、檢出限低，測定方法具有操作步驟簡單，多元素同時分析和分析周期短的優點。本文利用ICP-AES 的優點，將試樣分解處理，直接在ICP-AES 上連續測定鈷、鎳、鉛、鋅、鐵、鎘、銅、錳、鈣、鎂等10 種元素。新建立的方法簡便、快速、準確。完全能夠滿足中間控制分析的需要。

1 實驗部分

1.1 試劑

1）鹽酸（1+1）。

2）硝酸（1+1）。

3）硫酸（1+1）

4）鎳標準貯存溶液：稱取1.0000g 金屬鎳（wNi≥99.95%），置于1000mL 燒杯中，加入20mL硝酸（1.1.2），蓋上表皿，加熱溶解至小體積，取下冷卻，用水沖洗表皿及杯壁，加熱溶解鹽類，取下冷卻，移入1000mL 的容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。此溶液lmL 含1mg 鎳。

5）銅標準貯存溶液。稱取1.0000g 金屬銅（wCu≥99.95%），置于1000mL 燒杯中，加入20mL硝酸（1.1.2），蓋上表皿，加熱溶解至小體積，取下冷卻，用水沖洗表皿及杯壁，加熱使鹽類溶解，取下冷卻，移入1000mL 容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。此溶液lmL 含lmg 銅。

6）鐵標準貯存溶液。稱取1.4297g 三氧化二鐵（wFe2O3≥99.98%）于1000mL 燒杯中，加入20mL鹽酸（1.1.1），蓋上表皿，加熱溶解至小體積，取下冷卻，用水沖洗表皿及杯壁，移入l000mL 容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。此溶液lmL 含lmg 鐵（III）。

7）鈷標準貯存 溶液。稱取1.0000g 金 屬鈷（wCo≥99.95%）于500mL 燒杯中，加入20mL 硝酸（1.1.2），蓋上表皿，加熱溶解至小體積，取下冷卻，用水沖洗表皿及杯壁，移入1000mL 的容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。此溶液lmL 含lmg 鈷。

8）鈣標準貯存溶液。稱2.4950g 取碳酸鈣（于105℃～110℃干燥至恒量），置于1000mL 燒杯中，加入10mL 鹽酸（1.1.1），加熱溶解，取下冷卻，移入1000mL 容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。此溶液lmL 含lmg 鈣。

9）鎂標準貯存溶液。稱取1.6582g 氧化鎂（于800℃灼燒至恒量）于1000mL 燒杯中，加入10mL 鹽酸（1.1.1），加熱溶解，取下冷卻，移入1000mL 容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。此溶液lmL 含lmg 鎂。

10）鉛標準貯存溶液。稱取1.0000g 金屬鉛（wPb≥99.95%），置于1000mL 燒杯中，加入20mL硝酸（1.1.2），蓋上表皿，加熱溶解，取下冷卻，用水沖洗表皿及杯壁，移入1000mL 容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。此溶液lmL 含lmg 鉛。

11）鋅標準貯存溶液。稱取1.0000g 金屬鋅（wZn≥99.95%），置于1000mL 燒杯中，加入20mL鹽酸（1.1.1），蓋上表皿，加熱溶解，取下冷卻，用水沖洗表皿及杯壁，移入1000mL 容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。此溶液lmL 含lmg 鋅。

12）錳標準貯存溶液。稱取1.0000g 金屬錳（wMn≥99.95%），置于1000mL 燒杯中，加入100mL硫酸（1.1.3），蓋上表皿，加熱溶解，取下冷卻，用水沖洗表皿及杯壁，移入1000mL 容量瓶中,用水稀釋至刻度，混勻。此溶液1mL 含1mg 錳。

13）鎘標準貯存溶液。稱取1.0000g 金屬鎘（wCd≥99.95%），置于1000mL 燒杯中，加入10mL硝酸（1.1.2），蓋上表皿，加熱溶解，取下冷卻，用水沖洗表皿及杯壁，移入1000mL 容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。此溶液lmL 含lmg 鎘。

1.2 儀器

1）美國熱電ICP-AES6300 型電感耦合等離子體發射光譜。

2）儀器工作參數。見表1。

表1 儀器工作參數

1.3 實驗方法

稱取0.5000g 鈷物料，（精確至0.0001g）。置于500mL 的燒杯中，加入20mL 鹽酸(1+1)，低溫分解并蒸至小體積，加入10mL 鹽酸(1+1)溶解鹽類，移入100mL 的容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。根據含量分取合適的樣品溶液，根據儀器最佳測量條件，測量溶液的強度，利用曲線計算含量。

1.4 工作曲線

根據鈷物料中分析元素的含量范圍，配制Co 0.00mg/L、2.00mg/L、20.00mg/L、200.00mg/L，Ni、Cu、Fe、Ca、Mg、Mn、Zn0.00mg/L、1.00mg/L、10.00mg/L、100.00mg/L，Cd、Pb0.00mg/L、0.10mg/L、1.00mg/L、10.00mg/L 標準溶液系列，在確定的儀器工作參數下，選擇不同的分析譜線，測定建立工作曲線。線性見表2。

表2 標準曲線的線性

2 實驗結果與討論

2.1 測定介質濃度的選擇

實驗選用20mL 鹽酸低溫分解試樣，分析測定介質濃度見表3。

從表3 可以看出：結果表明，隨鹽酸濃度增加，鹽酸介質對測定無影響，考慮到樣品的溶解的酸度和維護儀器，選用鹽酸(5+95)為測定介質。

2.2 精密度試驗

按樣品處理方法操作進行精密度試驗測定，結果見表4。

表3 測定介質濃度的選擇

表4 精密度的測定（n=11）

2.3 加標回收試驗

為了考察本方法的準確度，分別在樣品中加入不同濃度的被測元素的標準溶液，按樣品處理方法進行方法的回收率實驗，測定結果見表5。

由表5 可見，本方法的加標回收率分別為Co 91.8%～94.9%、Ni97.5%～99.8%、Cu93.4%～99.0%、Fe100.6%～106.4%、Ca92.6%～102.0%、Mg96.4%～99.4%、Pb94.4%～102.6%、Zn101.1%～109.8%、Cd90.0%～100%之間。結果令人滿意。

2.4 待測元素間的干擾

試驗表明：分別加入質量分數為1%各待測元素，相對誤差在±10%以內，所測元素之間能引起的互相干擾，可以通過選擇適當的波長將相互干擾降為最低，基本可以排除離子干擾。各元素之間沒有影響。具體結果見表6。

表5 加回收試驗

表6 元素干擾

2.5 鈷的基體效應

本實驗驗證了當鈷的濃度分別為0.72mg/mL、1.44mg/mL、2.16mg/mL、2.88mg/mL、3.60mg/mL、4.32mg/mL、5.04mg/mL、5.76mg/mL 時，對分析元素信號強度的影響。測定結果見表7。

表7 基體效應

有表7 數據可以看出：2.80mg/ml 以下的鈷基體不干擾各元素的測定，本方法中鈷基體基本在1.5mg/mL 左右，基體干擾很小。

3 樣品分析

3.1 方法的檢出限

按試驗方法，連續測定空白溶液11 次，3 倍空白樣品濃度值的標準偏差即為本方法的檢出限。鈷0.012ug/mL、鎳0.026 ug/mL、銅0.0069 ug/mL、鐵0.033 ug/mL、鉛0.021 ug/mL、鋅0.0010ug/mL、鈣0.013 ug/mL、鎂0.0018 ug/mL、錳0.0060 ug/mL、鎘0.0025ug/mL。

3.2 結果對照

按試驗方法進行樣品分析，與原子吸收結果進行對照，對照結果見表8。

表8 結果對照

從表8 可以看出：兩種方法之間測定結果基本一致，表明新方法具有較好的準確性。

4 結論

ICP-—AES 充分運用CID 作檢測器的全譜直讀等離子光譜儀的性能特點，無需繁瑣的化學分析過程，直接連續測定鈷物料中鎳、鈷、鉛、鋅、鐵、鎘、銅、錳、鈣、鎂等10 種元素，方法簡便快速，結果可靠，完全能夠滿足中間控制分析的需要。