梁玉霞,趙志虎,李 婷,趙婉瑩,于 靜
(金川集團(tuán)有限公司檢測(cè)中心,甘肅 金昌 737100)
陽(yáng)極液、除鐵后液是電解鎳生產(chǎn)過(guò)程中的重要中間控制物料,由于生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)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(jī)試劑萃取比色法,需要采用不同的測(cè)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(lái)危害。經(jīng)過(guò)試驗(yàn),建立了ICPAES 光譜法陽(yáng)極液、除鐵后液中鈷、銅、鐵的分析方法,即新建分析方法簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確、快速,一次取樣多元素同時(shí)測(cè)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(jià)值。
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)美國(guó)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(jiàn)表1)。
表1 儀器工作參數(shù)
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(cè)量條件,測(cè)量溶液的強(qiáng)度,利用曲線計(jì)算含量。
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(jìn)行測(cè)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
每個(gè)元素選擇2 條~4 條較靈敏線,對(duì)試劑空白、標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)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(jiàn)表2。
表2 分析譜線的選擇
用混合測(cè)試溶液、試劑空白溶液,在元素分析譜線中心波長(zhǎng)附近圍內(nèi)進(jìn)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
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(duì)測(cè)定的影響,來(lái)確定最佳酸度。結(jié)果見(jiàn)表3。
由表3 看出:硝酸、鹽酸、王水對(duì)標(biāo)準(zhǔn)曲線的靈敏度和測(cè)定的樣品結(jié)果影響不大,確定介質(zhì)為硝酸。
用體積分?jǐn)?shù)2%硝酸空白溶液平行測(cè)定11 次,取3 倍標(biāo)準(zhǔn)偏差所對(duì)應(yīng)的濃度為各元素的檢出限,見(jiàn)表4。
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(jiàn)表5。
由表5 看出:當(dāng)基體小于1.2g/L 時(shí),基體干擾很小,不影響測(cè)定結(jié)果,可忽略不計(jì)。
在確定的儀器工作條件下,按照試驗(yàn)條件,進(jìn)行精密度試驗(yàn),結(jié)果見(jiàn)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(yàn)
表6 精密度的測(cè)定(n=12)
從表6 看出,本實(shí)驗(yàn)方法準(zhǔn)確、穩(wěn)定,測(cè)定結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差滿足要求。
為驗(yàn)證方法的可靠性,進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn),結(jié)果見(jiàn)表7。
表7 加標(biāo)回收試驗(yàn)
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。
為進(jìn)一步驗(yàn)證方法的可靠性,進(jìn)行了方法對(duì)照試驗(yàn),結(jié)果見(jiàn)表8。
表8 ICP-AES 法與化學(xué)法結(jié)果對(duì)照
從表8 看出,不同方法之間測(cè)定結(jié)果基本一致,表明方法具有較好的準(zhǔn)確性。
ICP-AES 法無(wú)需繁瑣的化學(xué)分析過(guò)程,一次取樣直接測(cè)定陽(yáng)極液、除鐵后液中鈷、銅、鐵等多種元素,方法簡(jiǎn)便、快速,準(zhǔn)確,解決了化學(xué)方法存在的諸多問(wèn)題,完全滿足中間控制分析的要求。