胡續(xù)一 劉磊（江西銅業(yè)集團(tuán) 貴溪冶煉廠 江西省 貴溪市 335424)

一、前言

國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道中，主要采用陽極溶出伏安法對(duì)銅進(jìn)行測定、化驗(yàn)，而鈷、鎳主要選取吸附溶出伏安法。本文通過在氨-氯化銨緩沖溶液中建立一個(gè)鋅試劑-丁二酮肟體系，以此在相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)儀器參數(shù)、條件下，采用差分脈沖吸附溶出伏安法對(duì)銅、鈷、鎳進(jìn)行測定、化驗(yàn)。

二、差分脈沖吸附溶出伏安法測定、化驗(yàn)銅、鈷、鎳

1.銅、鈷、鎳生產(chǎn)的化驗(yàn)實(shí)驗(yàn)儀器、試劑

(1)實(shí)驗(yàn)儀器

主要包括：①三電極系統(tǒng)：將飽和甘汞電極作為參比電極，將玻碳電極作工作電極或者輔助電極；②原子型1810a摩爾超純水機(jī)（由上海摩勒科技儀器有限公司生產(chǎn)制造）；③PB203-N電子天平（由上海梅特勒-托利多儀器有限公司生產(chǎn)制造）；④E-201-C型pH復(fù)合電極（上海精科雷磁）；⑤PHS-25型pH計(jì)（上海精科雷磁）；⑥Optima5300ICP-AES（Perkin Elmer公司）。

(2)實(shí)驗(yàn)試劑

主要包括：亞硫酸鈉溶液（20.0g/L）、氨-氯化銨緩沖溶液（48mL濃氨水，PH=9.50,500mL，70.000g氯化銨）、鋅試劑的乙醇溶液（500mL，0.220g/L）、丁二酮肟的乙醇溶液（500mL，0.220g/L）以及硝酸鋅（250mL，65.000g/L）鎳、鈷以及銅的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液(250mL,1.00g/L)。

2.實(shí)驗(yàn)方法

將適量的銅、鈷、鎳的標(biāo)準(zhǔn)溶液、0.50mL亞硫酸鈉、0.15mL丁二酮肟、3.00mL鋅試劑、10.0mL氨-氯化銨緩沖溶液以及1.00mL鋅電解液加入25mL容量瓶中，對(duì)其進(jìn)行稀釋處理，稀釋至刻度位置，揺均之后將其置于小燒杯中，儲(chǔ)存于25℃室溫中，放置時(shí)間為10min，當(dāng)氧氣反應(yīng)結(jié)束之后，選用陰極差分脈沖伏安法進(jìn)行掃描，在-0.65V時(shí)記錄銅的峰電流，在-0.92V時(shí)記錄鈷的峰電流，在-1.06V時(shí)記錄鎳的峰電流。每一個(gè)試樣分別重復(fù)掃描4次，然后取每一個(gè)試樣在第4次掃描完成之后的伏安曲線。

實(shí)驗(yàn)儀器的參數(shù)，主要包括：①靜置時(shí)間（100s）；②脈沖周期（0.2s）；③脈沖寬度（0.06s）；④掃描范圍（0-1.2V）。

3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

(1)掃描時(shí)間間隔

掃描時(shí)間間隔，實(shí)質(zhì)上就是兩次重復(fù)掃描在時(shí)間上的間隔。掃描儀器在運(yùn)行過程中，會(huì)對(duì)工作電極施加初始電壓，若是連續(xù)兩次掃描時(shí)的時(shí)間間隔比較短，那么前一次掃描產(chǎn)生的法拉第電流就會(huì)對(duì)第二次掃描的結(jié)果造成影響，導(dǎo)致重現(xiàn)性差。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，靜止時(shí)間在超過100s的時(shí)候，連續(xù)兩次掃描基本上處于一個(gè)重合狀態(tài)，所以應(yīng)當(dāng)將連續(xù)兩次掃描的時(shí)間間隔設(shè)定為100s。

(2)合理選擇鋅試劑加入量

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)方法，對(duì)鋅試劑的加入量進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)定，將其設(shè)定為1.00mL、3.00mL、5.00mL，然后選取陰極差分脈沖伏安法進(jìn)行掃描處理，記錄銅的峰電流、鈷的峰電流以及鎳的峰電流，如表1所示。

表1 不同鋅試劑加入量對(duì)銅、鈷、鎳的峰電流影響

由表1可知，鋅試劑加入量為3.00mL的時(shí)候，銅、鈷、鎳三個(gè)元素的析出電位處于一個(gè)穩(wěn)定的狀況，而且峰電流的大小適中，峰形比較好。所以，在本次實(shí)驗(yàn)過程中，應(yīng)當(dāng)選取3.00mL鋅試劑加入量。如圖1所示，不同鋅試劑加入量對(duì)銅、鈷、鎳的峰電流影響。

圖1 鋅試劑加入量對(duì)銅、鈷、鎳的峰電流影響示意圖（1-4）：0,1,3, 5mL

(3)合理選擇丁二酮肟加入量

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)方法對(duì)丁二酮肟的加入量進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)定，將其設(shè)定為0.15mL、0.50mL、0.70mL，然后選取陰極差分脈沖伏安法進(jìn)行掃描處理，記錄銅的峰電流、鈷的峰電流以及鎳的峰電流，如表2所示。

表2 不同丁二酮肟加入量對(duì)銅、鈷、鎳的峰電流影響

由表2可知，加入量為0.15mL的時(shí)候，銅、鈷、鎳三個(gè)元素的析出電位處于一個(gè)穩(wěn)定的狀況，而且峰電流的大小適中，峰形比較好。加入量為0.70mL的時(shí)候，銅、鈷、鎳三個(gè)元素的析出電位不夠穩(wěn)定，銅、鈷的峰電流較低，而鎳的峰電流較高，鋒形比較差。所以，在本次實(shí)驗(yàn)過程中，應(yīng)當(dāng)選取0.15mL丁二酮肟加入量。如圖2所示，不同鋅試劑加入量對(duì)銅、鈷、鎳的峰電流影響。

圖2 丁二酮肟加入量對(duì)銅、鈷、鎳的峰電流影響示意圖（1-4）：0,0.15,0.5,0.7mL

(4)合理選擇亞硫酸鈉加入量

在已經(jīng)除去溶液的溶解氧中應(yīng)用亞硫酸鈉，當(dāng)亞硫酸鈉加入量為0.50mL的時(shí)候，不僅能夠有效的將溶液中含有的氧去除，還能夠確保銅、鈷、鎳的峰電流處于一個(gè)較高的水平，保持良好的峰形。除此之外，在溫度處于25℃的時(shí)候，需要將溶液放置10min，只有這樣才能夠?qū)⑷芙庋鯊氐紫鐖D3所示。

圖3 亞硫酸鈉去除待測液中氧氣的加入量關(guān)系（1-4）：2,6,8,10min

(5)測定樣品

按照上述實(shí)驗(yàn)方法，采取ICP-AES光譜儀進(jìn)行測定，主要在于ICP-AES光譜儀具有效率高、準(zhǔn)確性強(qiáng)等特點(diǎn)；由標(biāo)準(zhǔn)工作曲線中獲取銅、鈷、鎳含量，結(jié)果見表3。與相關(guān)研究結(jié)果基本吻合。

表3 樣品測定結(jié)果

三、結(jié)語

就目前來看，采用伏安法同時(shí)對(duì)多種金屬離子進(jìn)行分析、測定的相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道比較多，主要包括：差分脈沖陽極與吸附溶出伏安法、方波陽極與吸附溶出伏安法、2.5次微分溶出伏安法、陽極溶出伏安法、導(dǎo)數(shù)陽極溶出伏安法、微波消解-溶出伏安法；運(yùn)用這些方法化驗(yàn)、測定銅、鈷、鎳。這在很大程度上提升了銅、鈷、鎳的檢測、化驗(yàn)靈敏度。

[1]沈芳.鋅電解液中銅鈷鎳的電化學(xué)分析方法研究[D].中南大學(xué),2012.

[2]萬建新.有機(jī)磷酸類萃取劑對(duì)銅鈷鎳的固液萃取研究[D].西北師范大學(xué),2009.