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

二乙酰分光光度法测定红土镍矿中的镍

1、红豆镍矿中的镍是一种银白色金属，抗磁性能好，抗磁性能强，在机械工程、化工、军工、船舶和航天等方面有广泛的应用。世界镍矿储量约4.7亿吨。镍矿主要有硫化镍矿和红土镍矿。随着硫化镍矿资源日益枯竭，红土镍矿是今后开发的主要镍资源。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作用形成的，伴生有大量的铁、镁等，其镍含量一般为1%~4%。低含量镍矿中镍的常用测定方法是二乙酰肟分光光度法。二乙酰肟分光光度法测定镍含量的报道较多，但各有适用体系。 当样品中含有大量铁、镁等杂质时，测定前需采用萃取方法将镍与干扰离子分离，操作繁琐、费时。对于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、丁二酮肟显色法，并通过加标回收试验验证方法的准确性。2 实验部分2.1 红色配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）生成水溶性的酒红色配合物。根据溶液介质和碱度的不同，配合物分子Ni：H2DX的组成比可能是1：2、1：3或1：4。1：2的配合物在440nm波长处有最大吸收峰，在530nm波长处有较小的吸收峰。 1：4配合物的最大吸收峰在440～470nm处。

溶液中共存的Cu、Fe、Mg离子在碱性条件下能与显色剂形成有色络合物或析出，对镍的测定产生干扰，可用酒石酸钠掩蔽法消除干扰。2.2 测试溶液及仪器WFJ-2100分光光度计（上海尤尼科仪器有限公司）。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硝酸和5.0mL氢氟酸继续加热，待试样完全溶解后，加5.0mL高氯酸，蒸发至出现高氯酸烟雾为止，稍冷后加少量水使盐溶解，待溶液冷却至室温后，转移至250mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。 2.3.2 过硫酸钠、过硫酸铵溶液 取适量试验溶液移入50 mL比色管中，加入10.0 mL酒石酸钠溶液、5. 溶液、5.0 mL过硫酸铵溶液、2.0 mL丁二酮肟溶液，用水稀释至刻度，摇匀，静置5～20 min。以空白为参比溶液，在分光光度计于530 nm波长处测定吸光度。 3 结果与讨论 3.1标准曲线的绘制 分别取0、1.00、2.00、2.50、3.00、3.50、4.00 mL镍标准溶液（50 μg/mL）于50 mL比色管中，按下列测定步骤进行：以试剂空白为参比溶液，在分光光度计于530 nm波长处测定吸光度。 以吸光度为横坐标，镍含量为纵坐标绘制标准曲线，结果如图1所示。

3.2 镍二酮络合物的吸收特性吸取3.00mL待测溶液于50mL比色管中，按下述测定步骤操作，然后以试剂空白为参比，在400～550nm波长处，每隔15nm测定吸光度值，测定结果如图2所示。由图2可知，镍二酮肟络合物的吸收峰在440～470nm之间较大。溶液中铁和镁生成的酒石酸铁镁络合物在440～470nm波长处也有较强的吸收，但对500nm以上的光几乎不吸收。为减少铁、镁等杂质离子的干扰，选取灵敏度稍低的530nm作为测定波长。3.3 NaOH加入量的测定吸取3.00mL待测溶液于50mL比色管中。 除NaOH溶液加入量不同外，其余按实验方法进行。依次加入不同体积的NaOH溶液。以试剂空白为参比溶液，在530nm波长处测定吸光度。结果如图3所示。当NaOH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加入量大于5.0mL时，溶液的吸光度趋于稳定。综合考虑后，NaOH溶液加入量为5.0mL。 3.4 铵吸光度的测定 取3.00mL试验溶液于50mL比色管中。除过硫酸铵外，其余溶液按测定方法加入。然后加入不同量的过硫酸铵。然后，以试剂空白为参比溶液，在530nm波长处测定吸光度值。 测量结果如图4所示。

如图4所示，被测体系中镍含量为158.69μg，加入1.0mL过硫酸铵（80g/L）即可将二价镍完全氧化为四价，但体系中存在大量其他杂质离子，需加大用量，实验选择加入5.0mL过硫酸铵（80g/L）溶液。3.5取适量二乙酰分别吸移至50mL比色管中，除二乙酰肟溶液外，其余按测定方法操作，加入不同量的二乙酰肟溶液，以试剂空白为参比溶液，在530nm波长处测定吸光度。 测定结果如图5所示。由图5可知，在本测定条件下，对于158.69μg镍，当加入1.5mL二乙酰肟（10g/L）时，溶液即可完全显色。但部分杂质离子也会与丁二酮肟形成络合物，消耗试剂，因此其用量需相应增加。本实验显色剂用量为2.0mL。3.6酒石酸钠标准品红土镍矿中伴生有大量的铁、镁，对镍的分析有一定的干扰，实验所用红土镍矿中铁、镁含量分别为17.4%、9.8%。加入酒石酸钠进行掩蔽，再按上述步骤进行，结果如图6所示。由图6可知，随着酒石酸钠用量的增加，溶液的吸光度先降低后趋于不变。 当加入量为9.0mL时溶液的吸光度趋于稳定，综合考虑，实验中选择的掩蔽剂为10.0mL酒石酸钠（300g/L）。3.7镍标准溶液加入量为验证实验方法的可行性，在5个50mL比色管中各加入1.00mL试验溶液，再依次加入0、0.50、1.00、1.50、2.00mL镍标准溶液，按绘制工作曲线步骤测定吸光度，计算镍含量，结果见表1。

各实验的加标回收率均接近100%，平均回收率为101.1%，表明该方法准确度较高。3.8 镍含量测定结果取上述供试液3.00 mL于50 mL比色管中，按实验方法测定，以试剂空白为参比溶液，在530 nm波长处测定吸光度，按照绘制工作曲线的步骤测定吸光度，计算镍含量，结果见表2。对滤液中镍含量进行10次测定，相对标准偏差RSD为0.54%，表明该方法具有较高的精密度。4 结论实验表明，二乙酰肟分光光度法用于高铁高镁红土镍矿中镍的测定是可行的，且准确度较高，是一种快速测定红土镍矿中镍含量的便捷方法。