矿石中少量镍的催化极谱测定

刘战英（内蒙古自治区有色地质勘查局一○八队,内蒙古　赤峰　024000）

矿石中少量镍的催化极谱测定

刘战英
（内蒙古自治区有色地质勘查局一○八队,内蒙古赤峰024000）

摘要：矿石中少量镍的测定，以前是采用在氨底液中进行。

关键词：矿石；镍；测定

1　主要试剂

1.1试剂和标准溶液的制备

（1）镍标准溶液。准确称取金属镍1.000克于250毫升烧杯中，加入20毫升1：1硝酸溶解，蒸干，用5毫升浓盐酸蒸干两次赶净硝酸，加入1：1盐酸20毫升加热溶解盐类，冷却后，移入1000毫升容量瓶中，用水稀至刻度，摇匀，此溶液1毫升相当于1毫克镍。

（2）铁的标准溶液。称取不含镍的金属铁丝1.000克溶于10毫升1：1的盐酸中，加热使其全溶。冷却移入100毫升容量瓶中，稀至刻度，摇匀。此液每毫升相当于10毫克铁。

1.2底液的制备

（1）4%的硫酸溶液：量取浓硫酸40.00毫升于1000毫升容量瓶中，用水稀至刻度，摇匀。

（2）2.5M的硫氰酸钾溶液：称取243克硫氰酸钾于250毫升烧杯中，用水溶解，移入1000毫升容量瓶中，用水稀至刻度，摇匀。

（3）20%的抗坏血酸：称取20克抗坏血酸溶于100毫升水中，用时现配。

2　试验和讨论

2.1条件试验

以下实验，汞柱高50厘米，通二氧化碳5分钟后进行。

（1）酸度的选择：镍10微克/10毫升，硫氰酸钾浓度0.25M，改变硫酸浓度，对峰高的影响如下表。

由上表我们看出，峰高随着硫酸浓度的增大而增高，但当浓度大于0.2N后，峰后角随着变差。

（2）硫氰酸钾浓度对峰高的影响。实验条件：镍浓度为5微克/10毫升，硫酸浓度为0.15N。改变硫氰酸钾浓度，实验结果如图1。

实验结果表明，峰高随着硫氰酸钾浓度的增加而稍增加。在硫氰酸钾浓度0.2M到0.4M范围内，镍的峰值基本不变。

（3）峰高与镍的浓度关系。图3及图4表示在硫酸浓度为4%，硫氰酸钾浓度为0.25M，峰高与镍的浓度关系。（10毫升体积）

由图2及图3可以看出镍的浓度在0.1微克～20微克／毫升范围内与峰高成正比关系。

（4）除氧时间对峰高的影响。实验证明除氧时间对峰高有影响，但在通CO24～6分钟范围内，峰电流值基本不变，所以选择除氧时间为5分钟。

（5）抗坏血酸对峰高的影响。溶液中加入抗坏血酸后，随着抗坏血酸量的增加峰电流值相应降低。但当抗坏血酸的量在1%～3%时，峰电流值基本不变。

2.2反应机理的探讨及讨论

（1）峰高与汞柱高度无关，属动力波。在镍的浓度为5微克／10毫升，硫酸浓度为4%，硫氰酸钾浓度为0.25M，除氧5分钟的条件下改变汞柱高，峰高的变动如图4（分路f＝5）。2、电解关系。取镍的标准溶液50微克于20毫升比色管中，加入铁20毫克，加入20%的抗坏血酸2毫升将铁还原至2价，准确加入4%的H2SO42毫升，2.5M的KSCN2毫升，用水稀至刻度，摇匀。取此液5毫升置于盛有5毫升四氯化碳的小烧杯中进行电解。（加入四氯化碳是为了防止可能还原到滴汞上的镍再进入溶液中）。电解一小时，每隔10分钟，除氧5分钟照一次图。汞柱高50厘米，结果如下表（f＝10）：

由上表可看出，电解一小时，峰高不降低，而稍有增高。

（3）温度对峰高的影响。和电解条件相同，我们做了温度对峰高的影响试验。结果如下表：

温度℃　20　25　30　40　45　50　55　60峰高（厘米）　4.1　4.45　4.7　5.1　5.65　6.2　6.35　6.9 logi　1.41　1.48　1.55　1.63　1.73　1.82　1.85　1.93

由上表得知峰高随温度升高而增大。温度系数1.5%，大于1.3%，说明此波是动力波（温度系数如图5所示）：

（4）加入动物胶对峰高的影响。在镍的浓度5微克/10毫升，H2SO4浓度4%，KSCN浓度0.25M，汞柱高50厘米，溶液中动物胶浓度从0.001%～0.01%时对峰高的影响如下表（f=5）。

动物胶浓度(%) 0　0.001　0.002　0.003　0.004　0.005　0.006　0.007　0.008峰高(厘米)　1.8　1.8　1.8　1.75　1.6　1.75　1.55　1.5　1.65

和上面条件相同，我们又作了活性物质四甲基碘化铵从0.002%～0.02%对峰高的影响如下表（f＝5）：

四甲基碘化铵(%)　0　0.002　0.004　0.006　0.01　0.016　0.02峰高(厘米)　1.95　2.05　1.85　1.95　1.9　1.9

从以上两表我们看出当加入活性物质后，对峰高基本没有影响。所以就说明此催化波不属于吸附波。

2.3干扰元素及其消除

在本实验条件下，一定量的钴、锌、钒对镍的峰高没有干扰。如下表：

干扰元素量(微克)　0　5　10　30　50　80　100　150　200钴　2.8　2.6　2.7　2.8　2.8　2.7　3.0锌　3.0　3.05　3.0　2.8　3.05　2.9　2.8　2.85峰高(厘米)五氧化二钒　3.05　3.0　3.05　2.8　3.15　3.1　3.2

溶液中含2%抗坏血酸还原铁的结果如下表（镍10微克/10毫升，硫酸4%，硫氰酸钾0.25M，f＝10）。

(毫克)　0　10　20　30　40　50　60　70　80　100峰高(厘米)　1.8　1.8　1.65　1.65　1.65　1.75　1.55　1.65　1.8　1.7 铁

3　矿样分析

称取0.100克矿样于150毫升烧杯中，以少量水润湿。加入15毫升盐酸，置于电热板上加热15分钟，然后加人5毫升硝酸，加热使矿样全部溶解，蒸干。赶净硝酸。再用数滴盐酸溶解残渣，水洗杯壁，微热使其溶解，移入20毫升比色管中（体积不得超过10毫升）。用20%的氢氧化钾溶液中和至三价铁的沉淀析出，然后用5%的硫酸中和至铁的沉淀刚好溶解为止。加入20%的抗坏血酸2毫升使三价铁全部还原。准确加入4%的硫酸2毫升，2.5M的硫氰酸钾2毫升，用水稀至刻度，摇匀。取5毫升左右置于电解池中，通二氧化碳5分钟，在-0.5伏至-0.9伏间照图。用标准曲线法求其含量。用本法分析矿样结果如下：

矿样编号　183037　183038　183040　183435　183440　183442本法分析结果　0.015　0.014　0.003　0.072　0.097　0.039比色法　0.014　0.013　0.005氨底液法　0.071　0.091　0.025

4　结论

（1）此法初步应用到铁矿石、硅酸盐中小量镍的测定，所得结果与比色法和极谱法（氨底液）所测结果基本相符。还未经大批矿样考验。

（2）由汞柱高度的试验、温度系数的试验，加入明胶及四甲基碘化铵的试验及电解试验可见此波是属于镍的催化波而非扩散波。

（3）酸度对峰高有影响，所以在调PH时需严格控制。但是用5%的硫酸最后中和时过量3～4滴没有影响。