铁矿－钴含量的测定－火焰原子吸收光谱法

一、范围

本推荐方法用火焰原子吸收光谱法测定铁矿石中钴的含量。

本方法适用于天然铁矿、铁精矿、烧结矿和球团矿中质量分数为0.0006%～0.0700%的钴含量的测定。

二、原理

试样用盐酸、硝酸、硫酸和氢氟酸分解，蒸发至干，然后溶解，过滤。灼烧残渣，用氢氟酸处理除硅，蒸干。以碳酸钠熔融。以盐酸溶解熔块，与原滤液合并。用乙酸异丁酯萃取铁，将水相蒸发至小体积并以硝酸酸化，吸喷溶液到原子吸收光谱仪的空气－乙炔火焰中，于波长240.7nm或252.2nm处测量钴的吸光度。

三、试剂

（一）碳酸钠（Na₂CO₃），无水。

（二）盐酸，ρ为1.19g∕mL。

（三）盐酸，1＋1。

（四）硝酸，1.42g∕mL。

（五）氢氟酸，1.15g∕mL。

（六）硫酸，1＋1。

（七）乙酸异丁酯。

（八）钠背景溶液

将15g碳酸钠溶解于50mL水中，边搅拌边缓慢加入25mL盐酸。加热除去二氧化碳，冷却后稀释至250mL，混匀。

（九）钴标准溶液

1、钴储备溶液，1000μg∕mL

将1.000g金属钴纯度（质量分数）＞99.5%]溶解于30mL盐酸中，加5mL硝酸，加热驱赶氮氧化物，冷后移入1000mL容量瓶，以水稀释至刻度，混匀。

此溶液1mL含1000μg钴。

2、钴标准溶液A 25.0μg∕mL

分取25mL钴储备溶液（1000μg∕mL）于1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。

此溶液1mL含25.0μg钴。

3、钴标准溶液B 200μg∕mL

分取50mL钴储备溶液（1000μg∕mL）于250mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。

此溶液1mL含200μg钴。

四、仪器

原子吸收光谱仪，配备有空气－乙炔燃烧器，钴空心阴极灯。

所用原子吸收分光光度应达到下列指标。

最低灵敏度：工作曲线中所用等系列标准溶液浓度最大者，其吸光度应不低于0.300。

工作曲线线性：工作曲线项部20%浓度范围的斜率值（表示为吸光度的变化），在以同样方法测定时，与底部20%浓度范围的斜率值之比，不应小于0.7。

最低稳定性：多次测量工作曲线中所用最大浓度标准溶液与零浓度标准溶液的吸光度，分别计算平均值及标准偏差。其标准偏差应分别小于其吸光度平均值的1.5%和0.5%。

五、操作步骤

（一）称样

称取约2.00g试样，精确至0.0002g。

（二）空白试验

在同样条件下，与试样分析平行进行空白试验。

（三）试样处理

1、分解

将称取的试样置于250mL烧杯中，以几毫升水润湿，加50mL盐酸，盖上表皿，在95℃加热1h。

注：如溶解后不溶残渣仍较多，将电热板的温度升高至约105℃，继续加热（避免煮沸）。

加入5mL硝酸、0.5mL硫酸（1＋1），在105℃加热15min将表皿稍稍移开留出大约5mm空隙，加1mL氢氟酸，蒸发至干后再加热15min

加入20mL盐酸（1＋1），缓慢加热以溶解可溶性盐，洗涤表皿和烧杯壁，用致密滤纸（最大直径11cm）将溶液滤于250mL烧杯中，用带橡胶头的玻棒除去杯壁上的附着颗粒，用最少量的热盐酸（1＋1）洗涤滤纸和残渣几次，直至滤纸不见铁色，然后再用热水洗净。保留滤液。

2、残渣处理

将滤纸和残渣置于铂坩埚中，在电热板上加热约20min蒸发除去滤纸中的大部分水份，在600℃灰化滤纸30min然后在850℃灼烧60min取出冷却后，加入5mL氢氟酸，0.5mL硫酸（1＋1），在电热板上于200℃蒸发至干。加入300mg碳酸钠，在900℃熔融30min。用10mL盐酸（1＋1）溶解冷却后的熔块（在电热板上加热）。

3、萃取除铁

将滤液和洗涤液蒸发至体积为5～10mL。加入20mL盐酸，加入残渣处理所得之溶液，用洗瓶嘴喷出2mL盐酸（1＋1）淋洗坩埚。

将溶液移入100mL分液漏斗，用洗瓶嘴喷出5～7mL盐酸（1＋1）洗涤烧杯。加入25mL乙酸异丁酯，激烈振荡1min，静止分层，将下层水相放入250mL烧杯，仅留0.5mL。加入5mL盐酸，并让1mL通过漏斗塞流下烧杯。激烈振荡30s，静止分层，将下层水相全部放入烧杯。弃去含有铁的有机层。

用洗瓶嘴喷出2mL盐酸（1＋1）将水相转回分液漏斗，如上重复乙酸异丁酯的萃取步骤。

将水相加热蒸发至约5mL。用5mL水淋洗杯壁，加入5mL硝酸。将溶液移入50mL容量瓶，用水稀释至刻度，混匀。

（四）吸光度测量

钴的质量分数低于0.0100%时，采用波长240.7mm，钴的质量分数为0.0100%～0.0700%时，采用波长252.2mm。

在原子吸收光谱仪上，于波长240.7nm或252.2nm处，以空气－乙炔火焰，用水调零，分别测量钴的吸光度。先用钻工作曲线系列浓度最大的溶液喷测，并调节火焰状态和燃烧器位置，以达到最大吸光度。然后按浓度由低到高的顺序，依次喷入钴的工作曲线系列溶液、待测试样溶液和空白试验溶液。每一溶液喷测均以水调零，并至少重复喷测两次，记下获得的稳定读数，求得各自平均吸光度。

（五）工作曲线绘制

按表1分取标准溶液于50mL容量瓶中，分别加入5mL钠背景溶液、5mL硝酸、5mL盐酸（1＋1），用水稀释至刻度，混匀。

表1  分取标准溶液的体积

每一溶液的平均吸光度减去零溶液的平均吸光度为钴的净吸光度。以钴浓度为横坐标，净吸光度为纵坐标，绘制工作曲线。

将试样溶液的平均吸光度和随同试样空白溶液的平均吸光度，从工作曲线上分别查出各自的钴的浓度。

六、计算

按下式计算钴的含量，以质量分数表示：

式中：C₂－自工作曲线上查得的试样溶液中钴浓度，μg∕mL；

      C₁－自工作曲线上查得空白溶液中钴浓度，μg∕mL；

      V－测量试液的体积，mL，

      m－试样的质量，g。