一种具有极高选择性的测定锌电解液中Co制造技术

本发明专利技术公开了一种具有极高选择性的测定锌电解液中Co

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种直接检测锌电解液中微量或痕量Co2+的络合物吸附波极谱法。
技术介绍
锌是支撑国民经济和国防军工发展的基础原料和战略性物资，目前80％左右的锌是通过湿法冶金产生的。湿法炼锌工艺依次主要包括磨矿、浸出、净化和电解过程。其中净化工序是用来控制电解液中杂质离子浓度的关键工序，通过待净化液中杂质的种类和含量来判断需要加入的除杂试剂的种类和用量。目前大部分冶炼厂仍采用手工间歇性的传统方法来分析有关杂质的种类和含量，这些方法过程繁琐、耗时，导致检测信息反馈滞后时间长。这使得净化工序的工艺参数无法实现实时优化调整，往往须采用过量加入锌粉以保证除杂效果，导致净化后料液杂质离子浓度波动大、锌粉大量浪费、生产成本高等问题。因此，开发检测步骤简单、速度快，适用于在线检测的方法至关重要。在电解过程中，杂质金属离子在阴极放电析出严重地影响析出锌的结晶状态、电积过程的电流效率和电解锌的质量。钴是湿法炼锌浸出液中最难除去的杂质之一，且对锌的电沉积危害非常大，当其浓度超过一定值时，就会引起“烧板”现象和降低电流效率等危害，因此需要严格监控锌电解液中钴的含量。微量Co2+的测定方法很多，主要有分光光度法，原子吸收法，原子发射光谱法，极谱法，色谱法，质谱法等。由于锌电解液中Zn2+的含量很高(130～170g/L)，锌钴的质量比最高可达到107倍以上，以至严重干扰锌电解液中Co2+的测定，这些方法都不能满足简便快速实现钴测定的要求。目前部分冶炼厂采用亚硝基R盐吸光光度法来测定Co2+，但方法灵敏度低，线性范围较窄(0.3～5μg·mL-1)，且须反复多次加热煮沸，分析速度慢，难以快速准确地得到分析结果，不能在线监测除杂效果和净化液质量。所以寻找新的测试方法至关重要。络合物吸附波极谱法一般灵敏度高，选择性好，仪器简单，分析速度快，非常适合微量或痕量元素的测定和在线分析检测仪器的研究开发，目前关于络合物吸附波测定水溶液中的Co2+已有报道，而且大部分方法采用中性或碱性(多为氨性)介质，Co2+的峰电位都在-1.0V(vs.SCE)左右，与Zn2+的峰电位很接近，因而受Zn2+的干扰相当严重，当用来测定锌电解液中含量较低的钴时Co2+波则完全被Zn2+波掩盖而无法测定，若采用预处理方法沉淀Zn2+，不仅操作麻烦，而且在在线分析中，沉淀的生成容易堵塞管路，不易清理。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对锌电解液中Co2+的测定，提供一种简单，快捷，高选择性和高灵敏度的能够用于在线分析的络合物吸附波极谱检测方法。本专利技术通过以下方案来实现：一种具有极高选择性的测定锌电解液中Co2+含量的络合物吸附波极谱法，包括将待测样品锌电解液与检测体系反应，测定反应混合物中产生的高选择性和灵敏度的Co2+络合物吸附极谱波，获得二阶导数波峰电流，从而计算待测样品锌电解液中的Co2+浓度；所述检测体系包括底液氨-氯化铵缓冲液，掩蔽剂乙二胺四乙酸盐，络合剂丁二酮肟或者络合剂丁二酮肟和亚硝酸钠。本专利技术方法检测体系选取乙二胺四乙酸盐作为锌电解液中基体成分Zn2+和其他金属离子的掩蔽剂，丁二酮肟、或丁二酮肟和亚硝酸钠作为待测离子Co2+的络合剂(或混配络合剂)，其中丁二酮肟作为测Co2+的主络合剂、亚硝酸钠作为辅助络合增敏剂，以氨-氯化铵缓冲液为底液(介质)，将待测样品锌电解液与检测体系反应，测定反应混合物中产生的高选择性和灵敏度的Co2+络合物吸附极谱波，锌和电解液中其它离子对Co2+检测都不产生干扰。在常温下测定锌电解液中微量或痕量Co2+时，该方法不需预处理可直接用示波极谱仪等仪器测定。本专利技术不仅可以完全掩蔽Zn2+，消除电解液中高浓度基体成分Zn2+(锌钴质量比≥107)对Co2+测定的影响，而且可完全掩蔽锌电解液中其他共存杂志离子的干扰，是定性和定量测定锌电解液中微量或痕量钴的高选择性和灵敏的方法。优选地，所述反应混合物中乙二胺四乙酸盐的摩尔浓度与锌电解液中Zn2+摩尔浓度的比值为1～5，进一步优选为1.1。优选地，所述乙二胺四乙酸盐为乙二胺四乙酸二钠，具体可用EDTA的氢氧化钠溶液，所述反应混合物中EDTA的浓度为0.005～0.007mol/L，优选为0.006mol/L。优选地，所述EDTA的氢氧化钠溶液中EDTA的浓度为0.25～0.35mol/L，进一步优选为0.30mol/L。优选地，所述反应混合物中氨-氯化铵的摩尔浓度为0.3～0.6mol/L，优选为0.48mol/L。优选地，所述氨-氯化铵缓冲液的浓度为2.0-4.0mol/L，优选为3.0mol/L，其中NH3与NH4Cl的摩尔比为1:9。当待测样品锌电解液中Co2+浓度为1.0×10-10～4.0×10-4mol/L，优选为1.2×10-9～4.0×10-4mol/L时，所述络合剂为丁二酮肟.当待测样品锌电解液中Co2+浓度为2.0×10-12～3.2×10-6mol/L，优选为5.0×10-11～3.2×10-6mol/L时；所述络合剂为丁二酮肟和亚硝酸钠。优选地，所述反应混合物中丁二酮肟的摩尔浓度为7.6×10-4～3.8×10-3mol/L，优选为2.7×10-3mol/L；所述反应混合物中亚硝酸钠的摩尔浓度为0.16～0.48mol/L，优选为0.32mol/L。优选地，所述丁二酮肟以丁二酮肟的乙醇溶液的形式添加，其浓度为5～12g/L，进一步优选为11g/L。优选地，所述亚硝酸钠以亚硝酸钠溶液的形式添加，其浓度为2.0～6.0mol/L，进一步优选为4.0mol/L。本专利技术方法不需预处理可直接可采用示波极谱仪等仪器进行测定，例如采用JP-303E型示波极谱仪。测定条件包括：起始电压：-100～-1050mV，优选为-900mV；终止电压：-1250～-1500mV，优选为-1300mV；扫描速率：100～500mV/s，优选为300mV/s；静止时间：5～14s，优选为6s；滴汞周期：5～18s，优选为9s。当电解新液、电解废液、除钴后液等待测样品锌电解液中Co2+浓度较低(例如痕量)时，所述络合剂为丁二酮肟和亚硝酸，即采用丁二酮肟-EDTA-亚硝酸钠-“氨-氯化铵缓冲液”体系(简称体系一)测定Co2+，Co2+线性范围为：5.0×10-11～3.2×10-6mol/L(见图1)，相关系数：0.9997，检出限：2.0×10-12mol/L。具体地，所述痕量指锌电解液中Co2+浓度为2.0×10-12～3.2×10-6mol/L，优选为5.0×10-11～3.2×10-6mol/L。当待测样品锌电解液中Co2+浓度较高(例如微量)时，可适当稀释后再采用上述“体系一”进行测定。为避免反复稀释的麻烦，当中性上清液等待测样品锌电解液中Co2+浓度较高(例如微量)时，所述络合剂为丁二酮肟，即采用丁二酮肟-EDTA-“氨-氯化铵缓冲液”体系(简称体系二)测定Co2+，即省略加入亚硝酸钠的步骤；Co2+线性范围为：1.2×10-9～4.0×10-4mol/L(见图2)，相关系数：0.9988，检出限：1.0×10-10mol/L。具体地，所述微量指锌电解液中Co2+浓度为1.0×10-10～4.0×10-4mol/本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有极高选择性的测定锌电解液中Co2+含量的络合物吸附波极谱法，其特征在于，包括将待测样品锌电解液与检测体系反应，测定反应混合物中产生的Co2+络合物吸附极谱波，获得二阶导数波峰电流，从而计算待测样品锌电解液中的Co2+浓度；所述检测体系包括底液氨‑氯化铵缓冲液，掩蔽剂乙二胺四乙酸盐，络合剂丁二酮肟或者络合剂丁二酮肟和亚硝酸钠。

【技术特征摘要】
1.一种具有极高选择性的测定锌电解液中Co2+含量的络合物吸附波极谱法，其特征在于，包括将待测样品锌电解液与检测体系反应，测定反应混合物中产生的Co2+络合物吸附极谱波，获得二阶导数波峰电流，从而计算待测样品锌电解液中的Co2+浓度；所述检测体系包括底液氨-氯化铵缓冲液，掩蔽剂乙二胺四乙酸盐，络合剂丁二酮肟或者络合剂丁二酮肟和亚硝酸钠。2.根据权利要求1所述的络合物吸附波极谱法，其特征在于，所述反应混合物中乙二胺四乙酸盐的摩尔浓度与锌电解液中Zn2+摩尔浓度的比值为1～5，优选为1.1；优选地，所述乙二胺四乙酸盐为乙二胺四乙酸二钠。3.根据权利要求1或2所述的络合物吸附波极谱法，其特征在于，所述乙二胺四乙酸盐为EDTA的氢氧化钠溶液，所述反应混合物中EDTA的浓度为0.005～0.007mol/L，优选为0.006mol/L。4.根据权利要求1或2所述的络合物吸附波极谱法，其特征在于，所述反应混合物中氨-氯化铵的摩尔浓度为0.3～0.6mol/L，优选为0.48mol/L。5.根据权利要求4所述的络合物吸附波极谱法，其特征在于，所述氨-氯化铵缓冲液的浓度为2.0-4.0mol/L，优选为3.0mol/L，其中NH3与NH4Cl的摩尔比为1:9。6.根据权利要求1或2所述的络合物吸附波极谱法，其特征在于，当待测样品锌电解液中Co2+浓度为1.0×10-10～4.0×10-4mol/L，优选为1.2×10-9～4.0×10-4mol/L时，所述络合剂为丁二酮肟；当待测样品锌电解液中Co2+浓度为2.0×10-12～3.2×10-6mol/L，优选为5.0×10-11～3.2×10-6mol/L时；所述络合剂为丁二酮肟和亚硝酸钠。7.根据权利要求1-6任一项所述的络合物吸附波极谱法，其特征在于，所述反应混合物中丁二酮肟的摩尔浓度为7.6×10-4～3.8×10-3mol/L，优选为2.7×10-3mol/L；所述反应混合物中亚硝酸钠的摩尔浓度为0.16～0.48mol/L，优选为0.32mol/L。8.根据权利要求7所述的络合物吸附波极谱法，其特征在于，所述丁二酮肟以丁二酮肟的乙醇溶液的形式添加，其浓度为5～12g/L，优选为11g/L；所述亚硝酸钠以亚硝酸钠溶液的形式添加，其浓度为2.0～6.0mol/L，优选为4.0mol/L。9.根据权利要求1-8任一项所述的络合物吸附波极谱法，其特征在于，包括以下步骤：1)将一定量的待测样品锌电解液与一定量的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：阳春华，张泰铭，杜娟，朱红求，李勇刚，陈俊名，桂卫华，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43