电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES）测定钴白合金中的锗

谢柏华白 杰

（1浙江华友钴业股份有限公司，浙江桐乡314500；2赤峰中色锌业有限公司，内蒙赤峰024000）

电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES）测定钴白合金中的锗

谢柏华1白 杰2

（1浙江华友钴业股份有限公司，浙江桐乡314500；2赤峰中色锌业有限公司，内蒙赤峰024000）

建立了一种电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES）测定钴白合金中锗含量的分析方法，确定了溶样方法和分析谱线，进行了基体元素的干扰等实验，对方法精密度和准确度进行了考察，结果表明，方法的检出限为0.043μg/mL，对钴白合金中锗的测定结果与其它标准分析方法分析结果基本一致，方法的相对标准偏差RSD在1.1%～1.9%（n＝7），样品的加标回收率在98.5%～102.1%。所建立的方法准确、快速，适用于钴白合金中锗的测定。

电感耦合等离子体原子发射光谱法；钴白合金；锗

0 引言

钴白合金是目前钴铜矿石粗加工产品的主要形式之一，因为其表面颜色通常是白色且略带黄色，所以习惯地叫作白合金。白合金一般有两种：一种是镍冶炼生产中，转炉吹炼所形成的转炉渣，再经过电炉造硫和还原熔炼经富集得到的含铁、钴、铜等元素的合金渣；另一种是熔炼氧化钴矿和钴精矿的富铜产品，在电炉内，用焦炭还原氧化钴矿而得到［1-2］，两种合金中其它元素含量均较低。

锗是白合金中一种重要的有价的稀有元素，如何选择一种既快速又灵敏的方法测定白合金中微量锗显得十分重要。有文献报道用四氯化碳萃取-苯芴酮分光光度法测定锗含量，但有机萃取剂有害且光度法繁琐。也有文献报道用示波极谱法测定锗含量，但极谱法测定过程中要用到汞，而汞既污染环境，又损害作业者的健康。ICP-AES法作为快速测定微量成分最有效的分析方法之一，具有灵敏度高、多元素同时测定、干扰少、检出限低等优点，已广泛应用于微量元素的分析［3-5］。目前为止，未检索到有采用ICP-AES法测定锗的文献报道，本文采用硝酸-氢氟酸溶解试样，ICP-AES法直接测定钴白合金中的锗，方法快速简便，结果准确可靠。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

iCAP6000电感耦合等离子体原子发射光谱仪（美国热电公司）；电热恒温水浴锅。

钴标准储备溶液（3 000μg/mL）：称取3.000 0g金属钴（钴质量分数≥99.99%）于250mL烧杯中，缓缓加入40mL硝酸，盖上表面皿，待激烈反应停止后，于电炉上低温加热至完全溶解，保持微沸5～10min驱除氮氧化物。取下，冷却至室温，用水冲洗表面皿及烧杯壁，移入1 000mL容量瓶中，用超纯水稀释至刻度，混匀。

铜标准储备溶液（1 000μg/mL）：称取1.000 0g金属铜（铜质量分数≥99.99%）于250mL烧杯中，缓缓加入20mL硝酸，盖上表面皿，于电炉上加热至溶解完全，保持微沸以驱除氮氧化物。取下，冷却，用水冲洗表面皿及烧杯壁。移入1 000mL容量瓶中，用纯水稀释至刻度，混匀。

铁标准储备溶液（13 000μg/mL）：称取于300℃±5℃干燥至恒重的三氧化二铁（高纯）18.584 8g于250mL烧杯中，缓缓加入40mL盐酸，盖上表面皿，于电炉上加热至溶解完全，保持微沸5min。取下，冷却，用水冲洗表面皿及烧杯壁，冷却至室温。移入1 000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。

锗标准储备溶液（100μg/mL）：称取0.144 1g二氧化锗（优级纯）于200mL烧杯中，加入5粒氢氧化钠，加水溶解完全后，用硫酸（1＋1）中和至中性并过量1mL，移入1 000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。

硝酸、氢氟酸均为分析纯；硝酸（1＋1）；分析用水为超纯水。

1.2 实验方法

称取0.10g（精确至0.000 1g）试样，置于聚四氟乙烯烧杯中，用几滴水湿润，加入3mL氢氟酸、6mL硝酸，待反应停止后，盖上盖子，置于水浴上加热溶解完全，并蒸至近干（试液呈透明胶状）。取下，冷却，以少量水吹洗盖子及杯壁，加热煮沸溶解盐类。取下，冷却，移入50mL容量瓶中，加入3mL硝酸（1＋1），用水稀释至刻度，混匀。按仪器工作条件，于电感耦合等离子体原子发射光谱仪上采用工作曲线法，与系列标准溶液同时测定锗的含量。随同试料做空白实验。若有单质硫析出，则加入0.5mL液溴分解之。

1.3 工作曲线的配制

分别移取0，2.00，5.00，10.00mL锗标准储备溶液于一组100mL容量瓶中，加入6mL硝酸（1＋1），10mL钴标准储备溶液，20mL铜标准储备溶液、10mL铁标准储备溶液，用水稀释至刻度，混匀。

2 结果与讨论

2.1 仪器工作参数

在仪器其它参数保持不变的情况下，选择元素稳定性好、灵敏度高作为仪器的最佳工作条件。仪器测定条件见表1。

表1 仪器测定参数Table 1 Instrumental operation parameters

2.2 被测元素的谱线选择

经过实验，通过被测元素谱线图的扫描，观察被测元素谱线附近的背景及干扰影响情况。通过查阅元素谱线表，同时结合各条谱线的强度和信背比值，在保持基体匹配的情况下，选择被测元素较为灵敏、背景低、信背比高的谱线206.866nm作为锗的分析用谱线。

2.3 元素检出限和测定下限

试剂空白溶液测定11次，计算得出标准偏差，以标准偏差的3倍值表示锗元素的检出限为0.043μg/mL，检出限的5倍值表示锗元素的测定下限为0.22μg/mL。

2.4 酸浓度的影响

取质量浓度为2μg/mL的锗溶液，实验了硝酸体积分数1%，2%，3%，5%，7%，9%，10%时对其测定的影响。实验数据见表2。

表2 酸浓度的影响Table 2 Effect of acid concentration on determination results

实验表明，体积分数为1%～10%的硝酸对锗元素的测定基本无影响，实验选择体积分数3%的硝酸作为测定介质。

2.5 基体元素的影响

在ICP-AES法测定中，基体效应对待测元素产生增强或抑制作用，对结果测定有明显的影响。在钴白合金中，含铁约65%、钴约15%、铜约10%，其余元素含量都很低，故本实验主要考虑的基体元素为钴、铜、铁。实验中，在Ge（2μg/mL）溶液中分别改变铁、钴、铜的含量，对待测锗元素含量进行测定。实验数据见表3（结果已扣除基体空白）。

表3 基体元素对测定的影响Table 3 Effects of matrixelements on determination results/（μg·mL-1）

结果表明，当试液中只存在钴或铜时，对锗元素的测定基本无干扰；当试液中只存在铁时，对锗元素测定有部分干扰；当试液中同时存在钴、铜、铁时，对锗元素测定有部分干扰。故实验选择钴、铜、铁基体分别匹配的方法测定锗元素。

2.6 精密度实验

分别对样品1＃，2＃，3＃按分析步骤测定7次，待测元素测定结果及精密度如表4所示。从表4可以看出，方法的相对标准偏差RSD为1.1%～1.9%，有着良好的稳定性。

表4 精密度实验Table 4 Precision tests of the method /%

2.7 加标回收实验

选择1＃样品采用本实验方法进行加标回收实验，测定结果见表5。结果表明，加标回收率为98.5%～102.1%，结果准确、可靠。

2.8 方法对照实验

选择1＃样品，采用本方法测定与采用四氯化碳萃取-苯基荧光酮分光光度法测定的结果基本一致，对照结果见表6。

表5 加标回收率Table 5 Recovery tests of the method/μg

表6 方法对比结果Table 6 Comparison results of germanium content between two methods /%

3 结语

实验结果表明采用ICP-AES法测定钴白合金中的锗元素，方法操作简单、快速、准确、灵敏度高，具有良好的精密度和准确度，能够满足钴白合金中锗含量的测定要求。

［1］焦翠燕，郭学益.钴白合金处理工艺进展及研究方向［J］.金属材料与冶金工程（MetalMaterialsandMetallurgy Engineering），2011，39（4）：58-63.

［2］白永生.白合金的工艺性质研究［J］.中国矿山工程（ChinaMineEngineering），2007，44（4）：41-45.

［3］阮桂色.电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP-AES）技术的应用进展［J］.中国无机分析化学（ChineseJournal ofInorganicAnalyticalChemistry），2011，1（4）：15-18.

［4］冯先进.电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）测定镍钴锰三元素氢氧化物中铅［J］.中国无机分析化学（Chinese JournalofInorganicAnalyticalChemistry），2013，3（4）：35-37.

［5］张士涛，章连香，冯先进.电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES）测定直接法氧化锌中铝、铜、铅、铁、镉、锰［J］.中国无机分析化学（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

谢柏华，男，工程师，主要从事金属、矿石、冶金产品中元素分析研究。E-mail：xbh＠huayou.com

10.3969/j.issn.2095-1035.2015.03.016