原子吸收分光光度法测定元素钴、镍

李风琴（新疆维吾尔自治区有色地质勘查局706队　阿勒泰 836500）



原子吸收分光光度法测定元素钴、镍

李风琴
（新疆维吾尔自治区有色地质勘查局706队阿勒泰 836500）

摘要本方法用HCl、HNO3、HF、HClO4分解，制成HCl（1+24）溶液，将试液吸入空气-乙炔火焰中，用AAS法测定Co和Ni的吸光度。常见共存元素不干扰Co、Ni的测定。本法适用于岩石矿物中ω（Co、Ni）/10-2=0.001～1的测定。

关键词原子吸收分光光度空心阴极灯聚四氟乙烯

DOI∶10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2016.01.026

镍是一种银白色金属，属亲铁元素，具有良好的机械强度和延展性、难熔、在空气中不氧化等特性。其主要用途是制造不锈钢、高镍合金等，广泛用于飞机、雷达、导弹、原子反应等军工制造业。镍通常形成二价和四价化合物。在水溶液中，Ni2+以水合离子［Ni（H2O）6］2+形式存在，因而十分稳定，呈现亮绿色。钴是一种银白色磁性金属，与铁、镍的性质相似，称为铁系元素。在常温下，致密金属钴在空气和水中稳定；高于300℃时，钴在空气中开始氧化。钴是硬质合金的黏合剂，钴的氧化物是陶瓷制品的脱色剂和颜料。钴矿石主要分析钴和伴生有益、有害元素，对矿区进行综合评价，指导地质勘查和工业利用。

1　主要试剂、仪器及工作条件

1.1试剂

⑴钴标准贮存溶液∶称取1.0000 g光谱纯金属钴于烧杯中，加入20 mL HNO3（1+1），低温加热溶解，冷却至室温后移入1 000 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。此液含1 000 μg/mL的钴。

⑵镍标准贮存溶液∶称取1.0000 g光谱纯金属镍于烧杯中，加入20 mL HNO3（1+1），低温加热溶解，冷却至室温后移入1 000 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。此液含1 000 μg/mL的镍。

⑶钴、镍标准溶液：移取计算量的钴、镍标准贮存溶液，用（4+96）HCl逐级稀释配制成50 μg/mL的钴标准溶液及100 μg/mL的镍标准溶液。

⑷工作曲线的配制：用现配制的ρ（Co）=50 μg/mL的标准溶液移取计算量的1、3、5、10、15、20 mL于250 mL容量瓶中，加入10 mL HCl溶液用水稀释至刻度，摇匀。此液分别为ρ（Co）=0.2 μg/mL、ρ（Co）=0.6 μg/ mL、ρ（Co）=1 μg/mL、ρ（Co）=2 μg/mL、ρ（Co）=3 μg/mL、ρ（Co）= 4 μg/mL的工作液。

⑸工作曲线的配制：用现配ρ（Ni）=200 μg/mL的标准溶液移取计算量的2、4、6、8、10、20 mL于200 mL容量瓶中，加入8 mL HCl溶液用水稀释至刻度，摇匀。此液分别为ρ（Ni）=2 μg/mL、ρ（Ni）=4 μg/mL、ρ（Ni）=6 μg/mL、ρ（Ni）=8 μg/mL ρ（Ni）=10 μg/mL、ρ（Ni）=20 μg/mL的工作液。

⑹盐酸；硝酸；高氯酸；氢氟酸。

1.2仪器

WFX-120B原子吸收分光光度计。

1.3工作条件

工作条件见表1。

表1　工作条件

2　分析手续

准确称取0.1000 g试样于聚四氟乙烯坩埚中，用少许水湿润。加入5 mL氢氟酸15 mL盐酸，低温加热10 min后，加入5 mL硝酸，继续加热至试样分解并蒸至小体积，取下稍冷，加入2 mL高氯酸，再加热至冒尽高氯酸白烟，取下冷却，加入2 mL盐酸及少量水后加热溶解盐类，定容到50 mL容量瓶中待测。随样品带空白。

3　结果计算

式中，m1为从校准曲线上所得待测溶液中所含元素的质量，μg；m0为从校准曲线上所得空白溶液中所含元素的质量，μg；m为称取试样的质量，g。

4　讨论

4.1试剂的选择

表2　氢氟酸体积对元素Co的影响

表3　氢氟酸体积对元素Ni的影响

标准特质GBW07283中Co的含量为0.069%，其允许偏差YB应小于5.91%，GBW07101中Ni的含量为0.25%，其允许偏差YB应小于4.48%。由上表可看出，当样品分解时，加入不足5 mL的氢氟酸会造成结果偏低，而加入多于5 mL的量对于结果没有明显影响。因此在分解过程中为考虑样品分解完全程度和分解成本选择加入氢氟酸为5 mL。

4.2仪器条件的选择

⑴灯电流∶小电流能得到较高的吸收灵敏度，但信噪比低、稳定性差。使用较大电流可提高测定的稳定性，但灵敏度降低。灯电流过大，灯内气体消耗快，灯的寿命缩短，且谱线轮廓变坏，光输出也不稳定，因此在选择灯电流的时一般选择为3 mA为宜。

⑵燃烧器高度：燃烧器高度影响测定灵敏度、稳定性和干扰程度。火焰中原子密度是不均匀的，应使光源发出的光通过火焰原子密度最大的区域并且要消除干扰元素的影响。在火焰里，基态原子的分布随火焰类型、燃烧状态、元素性质的不同而不同，随火焰高度的变化而变化。

表4　燃烧器高度

通过上述实验，在同等条件下改变燃烧器高度针对钴、镍两种元素我们选用7 mm的高度测得相应浓度的吸光值最稳定、灵敏度最好。

（3）狭缝∶每一种元素都有它使用的通带，一般元素的通带为0.5～4 nm。在这个范围内可将共振线与非共振线分开。对谱线复杂的元素Co、Ni就需要小于0.2 nm的通带，否则吸收曲线会弯曲或变平，而过小的光谱通带可使光强求度减弱，降低信噪比，稳定性差，为了测试结果稳定，一般选用0.2 nm的狭缝。

4.3元素的干扰

原子吸收光谱法测定钴时，大多数元素不干扰钴的测定，仅大量铁有分子吸收干扰，使钴分析结果偏高，用氘灯或非吸收线扣除背景干扰，可取得满意结果。

4.4样品测定

⑴在选定的仪器条件下，用标准物质的测定值，来讨论方法的精密度，结果见表5。

表5　方法的精密度

⑵在样品中加入不同含量的标准溶液，用本方法测定回收率，根据测定结果的回收率测定分析方法的准确度，测定结果见表6。

表6　方法的准确度

5　结论

由以上数据可以看出，利用原子吸收分光光度计测定元素钴、镍精密度好，相对标准偏差均在5.3%以下，进行加标回收实验表明回收率均在99.3%～101.0%之间。并且在输入所配置标准点时，所得曲线的线性相关系数r值均在0.9998以上，因此该方法在测定钴、镍元素时，具有很高的应用价值，既易操作又能达到地质找矿工作的需要。

参考文献

［1］岩石矿物分析.地质出版社.

［2］有色地质分析规程.中国有色金属工业总公司地质局.

［3］岩石和矿石分析.陕西科学技术出版社.

收稿：2015-11-25