電感耦合等離子體原子發射光譜法（ICP-AES）測定鈷白合金中的鍺

謝柏華白 杰

（1浙江華友鈷業股份有限公司，浙江桐鄉314500；2赤峰中色鋅業有限公司，內蒙赤峰024000）

電感耦合等離子體原子發射光譜法（ICP-AES）測定鈷白合金中的鍺

謝柏華1白 杰2

（1浙江華友鈷業股份有限公司，浙江桐鄉314500；2赤峰中色鋅業有限公司，內蒙赤峰024000）

建立了一種電感耦合等離子體原子發射光譜法（ICP-AES）測定鈷白合金中鍺含量的分析方法，確定了溶樣方法和分析譜線，進行了基體元素的干擾等實驗，對方法精密度和準確度進行了考察，結果表明，方法的檢出限為0.043μg/mL，對鈷白合金中鍺的測定結果與其它標準分析方法分析結果基本一致，方法的相對標準偏差RSD在1.1%～1.9%（n＝7），樣品的加標回收率在98.5%～102.1%。所建立的方法準確、快速，適用于鈷白合金中鍺的測定。

電感耦合等離子體原子發射光譜法；鈷白合金；鍺

0 引言

鈷白合金是目前鈷銅礦石粗加工產品的主要形式之一，因為其表面顏色通常是白色且略帶黃色，所以習慣地叫作白合金。白合金一般有兩種：一種是鎳冶煉生產中，轉爐吹煉所形成的轉爐渣，再經過電爐造硫和還原熔煉經富集得到的含鐵、鈷、銅等元素的合金渣；另一種是熔煉氧化鈷礦和鈷精礦的富銅產品，在電爐內，用焦炭還原氧化鈷礦而得到［1-2］，兩種合金中其它元素含量均較低。

鍺是白合金中一種重要的有價的稀有元素，如何選擇一種既快速又靈敏的方法測定白合金中微量鍺顯得十分重要。有文獻報道用四氯化碳萃取-苯芴酮分光光度法測定鍺含量，但有機萃取劑有害且光度法繁瑣。也有文獻報道用示波極譜法測定鍺含量，但極譜法測定過程中要用到汞，而汞既污染環境，又損害作業者的健康。ICP-AES法作為快速測定微量成分最有效的分析方法之一，具有靈敏度高、多元素同時測定、干擾少、檢出限低等優點，已廣泛應用于微量元素的分析［3-5］。目前為止，未檢索到有采用ICP-AES法測定鍺的文獻報道，本文采用硝酸-氫氟酸溶解試樣，ICP-AES法直接測定鈷白合金中的鍺，方法快速簡便，結果準確可靠。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

iCAP6000電感耦合等離子體原子發射光譜儀（美國熱電公司）；電熱恒溫水浴鍋。

鈷標準儲備溶液（3 000μg/mL）：稱取3.000 0g金屬鈷（鈷質量分數≥99.99%）于250mL燒杯中，緩緩加入40mL硝酸，蓋上表面皿，待激烈反應停止后，于電爐上低溫加熱至完全溶解，保持微沸5～10min驅除氮氧化物。取下，冷卻至室溫，用水沖洗表面皿及燒杯壁，移入1 000mL容量瓶中，用超純水稀釋至刻度，混勻。

銅標準儲備溶液（1 000μg/mL）：稱取1.000 0g金屬銅（銅質量分數≥99.99%）于250mL燒杯中，緩緩加入20mL硝酸，蓋上表面皿，于電爐上加熱至溶解完全，保持微沸以驅除氮氧化物。取下，冷卻，用水沖洗表面皿及燒杯壁。移入1 000mL容量瓶中，用純水稀釋至刻度，混勻。

鐵標準儲備溶液（13 000μg/mL）：稱取于300℃±5℃干燥至恒重的三氧化二鐵（高純）18.584 8g于250mL燒杯中，緩緩加入40mL鹽酸，蓋上表面皿，于電爐上加熱至溶解完全，保持微沸5min。取下，冷卻，用水沖洗表面皿及燒杯壁，冷卻至室溫。移入1 000mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。

鍺標準儲備溶液（100μg/mL）：稱取0.144 1g二氧化鍺（優級純）于200mL燒杯中，加入5粒氫氧化鈉，加水溶解完全后，用硫酸（1＋1）中和至中性并過量1mL，移入1 000mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。

硝酸、氫氟酸均為分析純；硝酸（1＋1）；分析用水為超純水。

1.2 實驗方法

稱取0.10g（精確至0.000 1g）試樣，置于聚四氟乙烯燒杯中，用幾滴水濕潤，加入3mL氫氟酸、6mL硝酸，待反應停止后，蓋上蓋子，置于水浴上加熱溶解完全，并蒸至近干（試液呈透明膠狀）。取下，冷卻，以少量水吹洗蓋子及杯壁，加熱煮沸溶解鹽類。取下，冷卻，移入50mL容量瓶中，加入3mL硝酸（1＋1），用水稀釋至刻度，混勻。按儀器工作條件，于電感耦合等離子體原子發射光譜儀上采用工作曲線法，與系列標準溶液同時測定鍺的含量。隨同試料做空白實驗。若有單質硫析出，則加入0.5mL液溴分解之。

1.3 工作曲線的配制

分別移取0，2.00，5.00，10.00mL鍺標準儲備溶液于一組100mL容量瓶中，加入6mL硝酸（1＋1），10mL鈷標準儲備溶液，20mL銅標準儲備溶液、10mL鐵標準儲備溶液，用水稀釋至刻度，混勻。

2 結果與討論

2.1 儀器工作參數

在儀器其它參數保持不變的情況下，選擇元素穩定性好、靈敏度高作為儀器的最佳工作條件。儀器測定條件見表1。

表1 儀器測定參數Table 1 Instrumental operation parameters

2.2 被測元素的譜線選擇

經過實驗，通過被測元素譜線圖的掃描，觀察被測元素譜線附近的背景及干擾影響情況。通過查閱元素譜線表，同時結合各條譜線的強度和信背比值，在保持基體匹配的情況下，選擇被測元素較為靈敏、背景低、信背比高的譜線206.866nm作為鍺的分析用譜線。

2.3 元素檢出限和測定下限

試劑空白溶液測定11次，計算得出標準偏差，以標準偏差的3倍值表示鍺元素的檢出限為0.043μg/mL，檢出限的5倍值表示鍺元素的測定下限為0.22μg/mL。

2.4 酸濃度的影響

取質量濃度為2μg/mL的鍺溶液，實驗了硝酸體積分數1%，2%，3%，5%，7%，9%，10%時對其測定的影響。實驗數據見表2。

表2 酸濃度的影響Table 2 Effect of acid concentration on determination results

實驗表明，體積分數為1%～10%的硝酸對鍺元素的測定基本無影響，實驗選擇體積分數3%的硝酸作為測定介質。

2.5 基體元素的影響

在ICP-AES法測定中，基體效應對待測元素產生增強或抑制作用，對結果測定有明顯的影響。在鈷白合金中，含鐵約65%、鈷約15%、銅約10%，其余元素含量都很低，故本實驗主要考慮的基體元素為鈷、銅、鐵。實驗中，在Ge（2μg/mL）溶液中分別改變鐵、鈷、銅的含量，對待測鍺元素含量進行測定。實驗數據見表3（結果已扣除基體空白）。

表3 基體元素對測定的影響Table 3 Effects of matrixelements on determination results/（μg·mL-1）

結果表明，當試液中只存在鈷或銅時，對鍺元素的測定基本無干擾；當試液中只存在鐵時，對鍺元素測定有部分干擾；當試液中同時存在鈷、銅、鐵時，對鍺元素測定有部分干擾。故實驗選擇鈷、銅、鐵基體分別匹配的方法測定鍺元素。

2.6 精密度實驗

分別對樣品1＃，2＃，3＃按分析步驟測定7次，待測元素測定結果及精密度如表4所示。從表4可以看出，方法的相對標準偏差RSD為1.1%～1.9%，有著良好的穩定性。

表4 精密度實驗Table 4 Precision tests of the method /%

2.7 加標回收實驗

選擇1＃樣品采用本實驗方法進行加標回收實驗，測定結果見表5。結果表明，加標回收率為98.5%～102.1%，結果準確、可靠。

2.8 方法對照實驗

選擇1＃樣品，采用本方法測定與采用四氯化碳萃取-苯基熒光酮分光光度法測定的結果基本一致，對照結果見表6。

表5 加標回收率Table 5 Recovery tests of the method/μg

表6 方法對比結果Table 6 Comparison results of germanium content between two methods /%

3 結語

實驗結果表明采用ICP-AES法測定鈷白合金中的鍺元素，方法操作簡單、快速、準確、靈敏度高，具有良好的精密度和準確度，能夠滿足鈷白合金中鍺含量的測定要求。

［1］焦翠燕，郭學益.鈷白合金處理工藝進展及研究方向［J］.金屬材料與冶金工程（MetalMaterialsandMetallurgy Engineering），2011，39（4）：58-63.

［2］白永生.白合金的工藝性質研究［J］.中國礦山工程（ChinaMineEngineering），2007，44（4）：41-45.

［3］阮桂色.電感耦合等離子體原子發射光譜（ICP-AES）技術的應用進展［J］.中國無機分析化學（ChineseJournal ofInorganicAnalyticalChemistry），2011，1（4）：15-18.

［4］馮先進.電感耦合等離子體質譜法（ICP-MS）測定鎳鈷錳三元素氫氧化物中鉛［J］.中國無機分析化學（Chinese JournalofInorganicAnalyticalChemistry），2013，3（4）：35-37.

［5］張士濤，章連香，馮先進.電感耦合等離子體發射光譜法（ICP-OES）測定直接法氧化鋅中鋁、銅、鉛、鐵、鎘、錳［J］.中國無機分析化學（ChineseJournalofInorganicAnalyticalChemistry），2013，3（4）：45-48.

Determination of Germanium in Cobalt White Alloy by Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometry（ICP-AES）

XIE Baihua1，BAI Jie2
（1.ZhejiangHuayouCobaltCo.，Ltd.，Tongxiang，Zhejiang314500，China；2.ChifengNFCZincCo.，Ltd.，Chifeng，InnerMongolia，024000Chian）

A method for the determination of germanium content in cobalt white alloy was established by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry（ICP-AES）.Analytical conditions，such as method of sample dissolution，choice of analytical spectral lines and interference of matrix elements，were investigated and discussed.Precision and accuracy tests were studied.The results showed that the detection limit is 0.043g/mL.The results indicated that the determined values of germanium in cobalt white alloy obtained by ICP-AES were in accordance with those obtained by other determination methods.The relative standard deviation（RSD）was between 1.1%and 1.9%（n＝7）.The recovery was between 98.5%and 102.1%.The established method was accurate，fast and suitable for the determination of germanium in cobalt white alloy.

inductively coupled plasma atomic emission spectrometry；cobalt white alloy；germanium

O657.31；TH744.11

A

2095-1035（2015）03-0070-04

2015-04-01

2015-04-26

謝柏華，男，工程師，主要從事金屬、礦石、冶金產品中元素分析研究。E-mail：xbh＠huayou.com

10.3969/j.issn.2095-1035.2015.03.016