丁二酮分光光度法测定红土镍矿中镍

丁二酮分光光度法测定红土镍矿中镍

1红豆镍矿中的镍南宋是一种银金属，具有高度的耐磁性性、耐磁性性和强磁性。广泛应用于机械工程、化工、军事、船舶和航空航天等领域。镍的世界储量约为4.7亿t,镍矿床主要有硫化镍矿和红土镍矿,由于硫化镍矿资源日愈枯竭,红土镍矿是将来开发的主要镍资源。红土镍矿是由含铁镁硅酸盐矿物的超镁铁质岩经长期风化变质形成的,大量的铁、镁等与其伴生,其镍的含量一般为1%~4%。对于低含量的镍矿中镍的常见测定方法有丁二酮肟分光光度法,有关丁二酮肟分光光度法测定镍含量的报道不少,但各有适用体系,当样品中有大量的铁、镁等杂质时,还需要萃取,使镍与干扰离子分离后才能测定,操作繁琐、费时。针对红土镍矿中镍的测定,在碱性条件下采用酒石酸钠掩蔽、过硫酸铵氧化、丁二酮肟显色,并通过加标回收试验以检验方法的准确性。2实验部分2.1红色络合物的组成显色机理:二价镍离子Ni(Ⅱ)在碱性溶液中被过硫酸铵氧化为四价Ni(Ⅳ),Ni(Ⅳ)与丁二酮肟(H2DX)形成水溶性酒红色络合物。随溶液介质及碱度的不同,络合物分子的组成比Ni:H2DX可能为1∶2、1∶3或1∶4。1∶2络合物在波长440nm处有最大吸收峰,在波长530nm处有一小吸收峰,1∶4络合物最大吸收峰在440~470nm处。溶液中共存的Cu、Fe、Mg等离子因与显色剂生成有色络合物或者在碱性的条件下水解析出沉淀,干扰镍的测定,用酒石酸钠掩蔽可消除干扰。2.2试验溶液和仪器WFJ-2100分光光度计(尤尼柯上海仪器有限公司)。镍标准储存溶液(1000μg/mL);镍标准溶液(50μg/mL);酒石酸钠溶液(300g/L);丁二酮肟乙醇溶液(10g/L);过硫酸铵溶液(80g/L);NaOH溶液(100g/L)。2.3实验方法2.3.1虾期中亚硝酸盐溶液称取1.0000g试样于聚四氟乙烯烧杯中,加15.0mL盐酸微热10min,加5.0mL硝酸、5.0mL氢氟酸继续加热,试样全溶后,加5.0mL高氯酸,蒸发至冒高氯酸烟,稍冷,加少量水使盐类溶解。溶液冷却至室温后,移入250mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。2.3.2钠、过硫酸铵溶液移取适量待测液,置于50mL比色管中,加入10.0mL酒石酸钠溶液、5.0mLNaOH溶液、5.0mL过硫酸铵溶液,2.0mL丁二酮肟溶液,用水稀释至刻度,摇匀,放置5~20min。以空白为参比液,在分光光度计上于波长530nm处,测量其吸光度。3结果与讨论3.1标准曲线的绘制分别移取0、1.00、2.00、2.50、3.00、3.50、4.00mL镍标准溶液(50μg/mL)置于50mL比色管中,以下按测定步骤,然后以试剂空白为参比液,在分光光度计波长为530nm处测量吸光度,以吸光度为横坐标,镍含量为纵坐标,绘制标准曲线,结果见图1。3.2镍与丁二酮络合物的吸收特性吸取3.00mL待测溶液于50mL比色管中,以下按测定步骤,然后以试剂空白为参比在波长400~550nm每隔15nm测其吸光度值,测得结果见图2。由图2可知,镍与丁二酮肟络合物在440~470nm之间吸收峰较大。溶液中的铁、镁生成的酒石酸铁、镁的络合物在波长440~470nm处亦有很强的吸收,但它对500nm以上的光几乎不吸收。为了减少铁、镁等杂质离子的干扰选择灵敏度稍低的530nm为测定波长。3.3naoh加入量的确定吸取3.00mL待测溶液于50mL比色管中,除NaOH溶液的加入量外其它按实验方法进行,依次加入不同体积的NaOH溶液,以试剂空白为参比液在530nm波长下测定吸光度,结果见图3。当NaOH的加入量小于5.0mL时,溶液会产生沉淀或使溶液的吸光度不稳定,由图3可知,当NaOH的加入量大于5.0mL溶液的吸光度才趋于稳定。综合考虑选择NaOH溶液加入量5.0mL。3.4铵吸光度测定分别吸取3.00mL待测溶液于50mL比色管中,除过硫酸铵外其它均按测定方法,加入不同量的过硫酸铵,然后以试剂空白为参比液在530nm波长下测定吸光度值,测得结果见图4。由图4可知,在测定的体系中,含158.69μg的镍,当加入1.0mL过硫酸铵(80g/L)便可完全把二价的镍氧化成四价,但是在体系中还有其它大量杂质离子,需加大其用量,实验选择加入5.0mL过硫酸铵(80g/L)溶液。3.5丁二酮的用量分别吸取3.00mL待测溶液于50mL比色管中,除丁二酮肟溶液外其它均按测定方法操作,加入不同量的丁二酮肟溶液,然后以试剂空白为参比液在530nm波长下测定吸光度,测得结果见图5。由图5可知,在测定条件下,对于158.69μg镍,当加入1.5mL丁二酮肟(10g/L),溶液显色即可完全。但有些杂质离子亦与丁二酮肟生成络合物而消耗试剂,需加大其用量,实验中显色剂用量为2.0mL。3.6酒石酸钠标准红土镍矿大量伴生的铁、镁等对镍的分析有一定的干扰,实验用的红土镍矿中铁、镁的含量分别为17.4%、9.8%,通过加入酒石酸钠掩蔽,再按上述步骤操作,结果见图6。由图6可知,随着酒石酸钠用量增大,溶液的吸光度先减小后趋于不变,当加入量为9.0mL时,溶液的吸光度趋于稳定,综合考虑实验选择掩蔽剂为10.0mL酒石酸钠(300g/L)。3.7镍标准溶液的加入量为验证实验方法的可行性,在5个50mL比色管中分别加入1.00mL待测液,依次在其中加入0、0.50、1.00、1.50和2.00mL镍标准溶液,然后按照绘制工作曲线的步骤操作,测定其吸光度,计算出镍含量,结果见表1。各次实验的加标回收率都接近100%,平均回收率为101.1%,表明方法的准确性较高。3.8镍含量测定结果吸取3.00mL上述待测溶液于50mL比色管中,按实验方法进行,以试剂空白为参比液在530nm波长下测定吸光度,按照绘制工作曲线的步