ICP-AES法測定鎳系統(tǒng)陽極液、除鐵后液中鈷、銅、鐵

梁玉霞，趙志虎，李 婷，趙婉瑩，于 靜

（金川集團有限公司檢測中心，甘肅 金昌 737100）

陽極液、除鐵后液是電解鎳生產(chǎn)過程中的重要中間控制物料，由于生產(chǎn)規(guī)模的擴大，快速、準(zhǔn)確地分析這些物料中的雜質(zhì)成分成為分析的重要課題。鎳系統(tǒng)物料中鈷、銅、鐵的分析方法主要采用有機試劑萃取比色法，需要采用不同的測定方法，并且使用大量的四氯化碳、乙酸乙脂等有毒有害試劑，硝酸、硫酸、草酸等腐蝕性試劑也給員工的身心健康和操作環(huán)境帶來危害。經(jīng)過試驗，建立了ICPAES 光譜法陽極液、除鐵后液中鈷、銅、鐵的分析方法，即新建分析方法簡便、準(zhǔn)確、快速，一次取樣多元素同時測定。不僅解決了原有分析方法的弊端，而且完全滿足了中間控制生產(chǎn)的需要，還具有推廣應(yīng)用價值。

1 實驗部分

1.1 試劑

1）鹽酸（1+1）

2）硝酸（1+1）

3）鈷標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液：稱取1.0000g 金屬鈷（wCo≥99.98%）于500mL 燒杯中，加入20mL 硝酸（1.1.2），蓋上表皿，加熱溶解蒸至小體積，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1mL 含鈷lmg。

4）銅標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液：稱取1.0000g 金屬銅（wCu≥99.98%）于500mL 燒杯中，加入20mL 硝酸（1.1.2），蓋上表皿，低溫溶解至小體積，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 含銅lmg。

5）鐵標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液：稱取1.4297g 三氧化二鐵（wFe2O3≥99.98%）于500mL 燒杯中，加入10mL 鹽酸（1.1.1），蓋上表皿，低溫加熱溶解至小體積，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 含鐵（Ⅲ）lmg。

1.2 儀器

1）美國熱電ICP-AES6300 型電感耦合等離子體發(fā)射光譜。

2）儀器工作參數(shù)（見表1）。

表1 儀器工作參數(shù)

1.3 實驗方法

移取適量樣品，置于50mL 容量瓶中，加入1mL硝酸，用水稀釋至刻度，混勻。根據(jù)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

分別配制含鈷、銅0.00mg/L、1.00mg/L、10.00mg/L、100.00mg/L，0.00mg/L、含鐵0.50mg/L、5.00mg/L、50.00mg/L 標(biāo)準(zhǔn)系列溶液，在確定的儀器工作參數(shù)下，選擇元素的分析譜線，進行測定，線性相關(guān)系數(shù)如圖1、圖2、圖3 所示。

圖1 鈷的工作曲線及線性

圖2 銅的工作曲線及線性

圖3 鐵的工作曲線及線性

2 結(jié)果與討論

2.1 分析譜線的選擇

每個元素選擇2 條～4 條較靈敏線，對試劑空白、標(biāo)準(zhǔn)溶液進行掃描，選擇不受干擾或干擾較小的譜線作分析線，確定分析線譜線見表2。

表2 分析譜線的選擇

2.2 元素譜線干擾研究

用混合測試溶液、試劑空白溶液，在元素分析譜線中心波長附近圍內(nèi)進行掃描，獲得干擾元素、分析元素、試劑空白光譜掃描圖形，結(jié)果如圖4、圖5、圖6 所示。

圖4 鈷的譜線

圖5 銅的譜線

圖6 鐵的譜線

2.3 介質(zhì)的選擇

分別配制鈷、銅濃度0.00mg/L、1.00mg/L、10.00、100.00mg/L、鐵濃度0.00mg/L、0.50mg/L、5.00mg/L、50.00mg/L 標(biāo)準(zhǔn)系列，考察硝酸、鹽酸、王水對測定的影響，來確定最佳酸度。結(jié)果見表3。

由表3 看出：硝酸、鹽酸、王水對標(biāo)準(zhǔn)曲線的靈敏度和測定的樣品結(jié)果影響不大，確定介質(zhì)為硝酸。

2.4 方法的檢出限

用體積分?jǐn)?shù)2%硝酸空白溶液平行測定11 次，取3 倍標(biāo)準(zhǔn)偏差所對應(yīng)的濃度為各元素的檢出限，見表4。

2.5 基體干擾影響

樣品大倍率的稀釋后基體干擾很小，基體一般在1.2g/L 左右，結(jié)果見表5。

由表5 看出：當(dāng)基體小于1.2g/L 時，基體干擾很小，不影響測定結(jié)果，可忽略不計。

2.6 精密度測定

在確定的儀器工作條件下，按照試驗條件，進行精密度試驗，結(jié)果見表6。

表3 介質(zhì)的選擇

表4 各元素的檢出限（n=11）

表5 基體影響試驗

表6 精密度的測定（n=12）

從表6 看出，本實驗方法準(zhǔn)確、穩(wěn)定，測定結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差滿足要求。

2.7 加標(biāo)回收試驗

為驗證方法的可靠性，進行加標(biāo)回收試驗，結(jié)果見表7。

表7 加標(biāo)回收試驗

從表7 看出，鈷、銅、鐵加標(biāo)回收率分別在92.7%～109.7%、92.5%-102.6%、89.5%～98.8%之間，結(jié)果令人滿意。

2.8 對照試驗

為進一步驗證方法的可靠性，進行了方法對照試驗，結(jié)果見表8。

表8 ICP-AES 法與化學(xué)法結(jié)果對照

從表8 看出，不同方法之間測定結(jié)果基本一致，表明方法具有較好的準(zhǔn)確性。

3 結(jié)論

ICP-AES 法無需繁瑣的化學(xué)分析過程，一次取樣直接測定陽極液、除鐵后液中鈷、銅、鐵等多種元素，方法簡便、快速，準(zhǔn)確，解決了化學(xué)方法存在的諸多問題，完全滿足中間控制分析的要求。