本文摘要：摘要：電池正極材料廠中生產(chǎn)鎳氫、鎳鎘和鎳鈷錳三元鋰電池正極材料所產(chǎn)生的廢水中鈉鹽及銨鹽含量高，其中的鎳含量采用傳統(tǒng)方法難以準(zhǔn)確測定。本文采用丁二酮肟絡(luò)合，三氯甲烷萃取后用酸破壞溶解有機(jī)相以空氣火焰原子吸收風(fēng)光光度法測定鎳含量。本方法不受鈉
摘要：電池正極材料廠中生產(chǎn)鎳氫、鎳鎘和鎳鈷錳三元鋰電池正極材料所產(chǎn)生的廢水中鈉鹽及銨鹽含量高，其中的鎳含量采用傳統(tǒng)方法難以準(zhǔn)確測定。本文采用丁二酮肟絡(luò)合，三氯甲烷萃取后用酸破壞溶解有機(jī)相以空氣⁃火焰原子吸收風(fēng)光光度法測定鎳含量。本方法不受鈉鹽及銨鹽干擾，可以很好的解決電池材料廠排放控制問題。
關(guān)鍵詞：高鹽廢水,鎳,萃取,空氣火焰,原子吸收,分光光度法
電池論文投稿刊物：《電池工業(yè)》旨在及時公開國內(nèi)外新的電池科技成就，反映國內(nèi)國際電池動態(tài)，交流學(xué)術(shù)思想，促進(jìn)科技成果商品化和產(chǎn)業(yè)化，推進(jìn)電池工業(yè)的發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步。內(nèi)容涉及各種化學(xué)電源和物理電源及相關(guān)材料、零配件、機(jī)械設(shè)備、電池器具等。刊物設(shè)有技術(shù)交流、綜述、標(biāo)準(zhǔn)與檢測、產(chǎn)業(yè)資訊等欄目。
1前言
金屬鎳被廣泛應(yīng)用于電池領(lǐng)域。生產(chǎn)這些電池正極材料會產(chǎn)生大量含鎳的高鹽廢水。按照新的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)表三要求，廢水中的鎳含量須低于0.1mg/L。由于電池正極材料廢水中的鈉、銨鹽含量太高現(xiàn)行廢水中鎳的測定方法難以準(zhǔn)確測定廢水中的鎳含量。本文采用丁二酮肟與廢水中的鎳反應(yīng)生成絡(luò)合物，在pH9.5左右，用三氯甲烷萃取鎳，用酸破壞溶解有機(jī)相后，用空氣⁃乙炔火焰原子吸收法測定鎳的含量。經(jīng)加標(biāo)試驗，回收率在97%～103%，結(jié)果準(zhǔn)確，精密度高。
2實驗部分
2.1主要儀器與試劑
主要儀器：TAS⁃990SUPER原子吸收分光光度計(北京普析通用有限責(zé)任公司)。主要試劑：1%酚酞溶液：1g酚酞溶解于100mL95%乙醇中;氨水(1+1)：50mL濃氨水與50mL水混合;鹽酸(1+1);2%鹽酸：2mL濃鹽酸與98mL水混合;1%丁二酮肟溶液：1g丁二酮肟溶于100mL95%乙醇中;三氯甲烷;鹽酸(ρ1.17g/mL);硝酸(ρ1.42g/mL);高氯酸(ρ1.68g/mL)(以上均為湖南匯虹試劑有限公司);鎳標(biāo)準(zhǔn)儲備液，1.00mg/mL：稱取光譜純鎳粉1.0000g(精確至0.0002g)于50mL燒杯中，加如1+1硝酸20mL，溫?zé)�，待完全溶解后，全量轉(zhuǎn)移至1000mL容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線，搖勻;鎳標(biāo)準(zhǔn)使用液，50mg/L：移取鎳標(biāo)準(zhǔn)儲備液(2.1.10)10.00mL于200mL容量瓶中，用0.2%硝酸溶液稀釋至標(biāo)線，搖勻。分析中均使用分析純試劑和符合GB/T6682的分析實驗室用水。
2.2實驗方法
準(zhǔn)確移取100.00mL廢水放入250mL分液漏斗中。滴二滴酚酞溶液(2.1.2)，以氨水(2.1.3)或鹽酸(2.1.4)調(diào)至pH值9.5左右，加入1mL1%丁二酮肟(2.1.6)搖勻，立即用10mL三氯甲烷萃取2min，靜置分層，保留有機(jī)相，水相中補(bǔ)加0.5mL1%丁二酮肟(2.1.6)，用10mL三氯甲烷(2.1.7)萃取2min，棄水相，有機(jī)相與前次萃取有機(jī)相合并轉(zhuǎn)入250mL三角燒杯。
在合并后的有機(jī)相中加入5mL濃硝酸，搖勻后蒸干。稍冷，加入5mL濃鹽酸(2.1.9)和5mL濃硝酸加熱回流2min，補(bǔ)加2mL高氯酸(2.1.10)冒至近干，冷卻后加入2%鹽酸(2.1.5)10mL，煮沸后冷卻。以2%鹽酸(2.1.5)定容至50mL容量瓶。用火焰原子吸收法在232.0nm測定鎳含量。
3結(jié)果討論
3.1萃取溶劑選擇
丁二酮肟在弱堿性環(huán)境中與二價鎳形成穩(wěn)定的螯合物，而這種螯合物能夠溶于多種有機(jī)溶劑。本文比較了多種不同的有機(jī)溶劑的萃取效率，乙酸正戊酯與氯仿萃取效率都能滿足測定要求，但是由于乙酸正戊酯分析純產(chǎn)品相對較少且價高，所以選用氯仿做萃取劑。
3.2pH值對萃取的影響
固定鎳含量為1.00mg/L，改變萃取體系的pH值，在pH值為9.5時萃取效率達(dá)到最高，而在pH值大于10時，有機(jī)相中出現(xiàn)沉淀，造成結(jié)果偏低，故選擇pH值為9.5。
3.3萃取時間的選擇
固定鎳含量為1.00mg/L，改變選擇不同的萃取時間，萃取2min后，萃取效率即達(dá)到最高，故選擇萃取時間為2min。
3.4反萃方法研究
反萃一般采用酸浸或者直接用有機(jī)相測定鎳含量。這些方法中有機(jī)物的污染較重，而且在使用空氣⁃乙炔火焰原子吸收分光光度法測定時，有機(jī)相因燃燒不完全，在燃燒頭處殘留會降低空氣⁃乙炔火焰溫度，造成吸光度偏低。特別是在測試樣品較多時，吸光度顯著降低。
本文采用在萃取有機(jī)相中加入濃硝酸加熱，使三氯甲烷分解，然后加入鹽酸、高氯酸徹底破壞殘留有機(jī)物，保證分析結(jié)果穩(wěn)定準(zhǔn)確，本文采用同一樣品采取不同反萃方法連續(xù)檢測10次吸光度，直接測定有機(jī)相在同一樣品連續(xù)測量第5次時已出現(xiàn)吸光度明顯下降，用鹽酸反萃的樣品在連續(xù)測量第10次時出現(xiàn)吸光度明顯下降，而破壞有機(jī)相后測定結(jié)果基本不變。
3.5干擾實驗
電池正極材料廢水主要是硫酸鈉及少量硫酸銨溶液，其他金屬離子含量均較低，對鎳的測定無影響。硫酸鈉及硫酸銨對于空氣⁃火焰原子吸收分光光度法測鎳有較強(qiáng)正干擾，但使用丁二酮肟⁃氯仿萃取后，干擾消除。
3.6加標(biāo)回收實驗
分別加入一定量別標(biāo)準(zhǔn)溶液于100mL電池正極材料廢水中，進(jìn)行萃取并以空氣⁃火焰原子吸收分光光度法測定鎳，其結(jié)果扣除廢水本身的鎳含量。
3.7方法精密度及檢出限
用分析純硫酸鈉、硫酸銨及1g/L的鎳標(biāo)準(zhǔn)溶液配置成含80g/L硫酸鈉和10g/L硫酸銨的0.25mg/L模擬廢水，用本方法測定7次，根據(jù)結(jié)果計算標(biāo)準(zhǔn)偏差、相對標(biāo)準(zhǔn)偏差及檢出限。
4結(jié)論
電池正極材料廢水中含有高含量的硫酸鈉和硫酸銨，用丁二酮肟⁃氯仿螯合萃取分離效果良好，結(jié)合空氣⁃火焰原子吸收分光光度法測定鎳，方法簡便，靈敏準(zhǔn)確，加標(biāo)回收率在97%～104%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在1.41～2.47。方法檢出限為0.018mg/L，完全滿足0.1mg/L以下鎳的測定需求。
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