摘要:鋯鹽及其它無(wú)機(jī)鹽標(biāo)準(zhǔn)化管理中,一個(gè)重要的工作在于對(duì)產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)確定一個(gè)規(guī)范的、準(zhǔn)確的、切實(shí)可行的檢測(cè)方法。目視比濁法測(cè)定氯離子和硫酸根離子,在中國(guó)無(wú)機(jī)鹽國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中是一個(gè)經(jīng)典的方法,雖然該法具有操作簡(jiǎn)便、分析時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn),但是其測(cè)定范圍(只能測(cè)定含氯離子為0.02-0.10%)和測(cè)定穩(wěn)定性、重復(fù)性、準(zhǔn)確性不能滿足現(xiàn)代材料科學(xué)高純度的要求(無(wú)機(jī)鹽中氯離子含量從傳統(tǒng)的0.10%,現(xiàn)在逐步向0.00x%級(jí)別或高要求發(fā)展)。1、對(duì)傳統(tǒng)經(jīng)典目視比濁法測(cè)定氯離子和硫酸根離子測(cè)定方法進(jìn)行改進(jìn)(1)添加穩(wěn)定劑;(2)目視比濁改為分光光度測(cè)定是提高分析準(zhǔn)確度的重要途徑。2、離子色譜法檢測(cè)鎳鹽及其它無(wú)機(jī)鹽中痕量氯離子是最佳方案。
1、存在的問(wèn)題
鋯鹽及其它無(wú)機(jī)鹽標(biāo)準(zhǔn)化管理中,一個(gè)重要的工作在于對(duì)產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)確定一個(gè)規(guī)范的、準(zhǔn)確的、切實(shí)可行的檢測(cè)方法。作者曾對(duì)鋯鹽分析測(cè)試方法做過(guò)評(píng)述及分析【1、2】,隨著科技的發(fā)展,高純度、低雜質(zhì)含量的鋯鹽及其它無(wú)機(jī)鹽氯根限制不斷提高。
鎳鹽標(biāo)準(zhǔn)化管理是一項(xiàng)重要工作[3],不僅僅保證鎳含量的規(guī)范化[4],其它物質(zhì)準(zhǔn)確、標(biāo)準(zhǔn)化尤其重要。近年來(lái),隨著工業(yè)技術(shù)發(fā)展,鎳鹽在表面處理(電鍍、電鑄等)、催化劑制造及應(yīng)用、新能源材料、硬質(zhì)合金、超細(xì)粉體材料等諸多領(lǐng)域應(yīng)用,對(duì)其陰離子(Cl-、SO42-)含量要求不斷提高(表1、表2 現(xiàn)有鋯鹽標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)指標(biāo)和檢測(cè)方法)。而現(xiàn)有鋯鹽國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)存在技術(shù)指標(biāo)滿足不了實(shí)際需求(主要采用目視比濁法),檢測(cè)方法檢測(cè)下限和準(zhǔn)確度不能滿足要求。給銷售和生產(chǎn)管理帶來(lái)嚴(yán)重影響。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品中氯化物含量測(cè)定的通用方法 目視比濁法》引深到其他產(chǎn)品中,也遇到諸多問(wèn)題,不能滿足部分用戶的需求。
文獻(xiàn)[5]報(bào)道:蘭州鋼廠硫酸鎳出口日本,要求產(chǎn)品氯離子小于0.02%,氯化銀比濁法及硫氰酸汞滴定法只能測(cè)定含氯離子為0.02-0.10%,達(dá)不到硫酸鎳的精度要求,氯化銀電位滴定和離子選擇性電極測(cè)定如此低的氯離子,重現(xiàn)性很差。針對(duì)現(xiàn)有方法存在靈敏度低,重現(xiàn)性差,操作復(fù)雜等缺點(diǎn),中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心環(huán)境化學(xué)與生態(tài)毒理學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 、上海華東理工大學(xué)測(cè)試中心 浙江大學(xué)化學(xué)系聯(lián)合申請(qǐng)國(guó)家基金:國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究計(jì)劃(973項(xiàng)目),國(guó)家自然科技基金(205770508),中國(guó)科學(xué)院優(yōu)秀博士論文科研基金資助,建立《離子色譜法檢測(cè)硫酸鎳中痕量氯離子》[6];復(fù)旦大學(xué)分析測(cè)試中心認(rèn)為[7] 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)比濁法對(duì)于有色試樣溶液,由于標(biāo)準(zhǔn)與試樣的色澤不同,難以進(jìn)行比較,另一方面,又難以獲得不含氯化物及硫酸鹽(零空白)的試劑配制供比較用的標(biāo)準(zhǔn)。因此,給國(guó)標(biāo)方法的執(zhí)行帶來(lái)困難。其他無(wú)機(jī)化工行業(yè)[8]在制訂HG/T 2969—2010《工業(yè)碳酸鍶》的過(guò)程中,生產(chǎn)企業(yè)、用戶及檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)普遍認(rèn)為,氯化銀限量比濁法測(cè)定氯化物含量,其方法雖然經(jīng)典、簡(jiǎn)便,但是半定量方法不能得到具體數(shù)值,無(wú)法反映產(chǎn)品的真實(shí)質(zhì)量,所以不能滿足部分用戶的需求。HG/T2969—1999標(biāo)準(zhǔn)中采用目視比濁法測(cè)定氯化物,簡(jiǎn)便、快速,不需使用儀器。但如果溶液產(chǎn)生顏色,就無(wú)法正確判斷,而且準(zhǔn)確定量非常困難[9]。
綜上所述,當(dāng)供、銷雙方在交易中,遇到鎳鹽陰離子(Cl-、SO42-)檢測(cè)時(shí),不可避免發(fā)生異議,當(dāng)提交第三方仲裁時(shí),具有國(guó)家實(shí)驗(yàn)室認(rèn)證或計(jì)量認(rèn)證的實(shí)驗(yàn)室一般采用國(guó)家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的分析方法(見表1、表2),同樣遇到分析方法的困惑。
舉例:某A生產(chǎn)公司提供氟化鎳給B貿(mào)易公司,B貿(mào)易公司銷售給C使用公司,C公司把氟化鎳給D公司(檢測(cè)公司),D公司按《HG/T 3734-2004 工業(yè)氟化鎳》檢測(cè),C公司要求Cl-≤0.002%,可是標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法和檢測(cè)范圍與C公司要求要低,A公司根據(jù)上述理由認(rèn)為檢測(cè)方法的準(zhǔn)確度不能滿足實(shí)際要求,(1)標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法(目視比濁法)測(cè)定含氯離子為0.02-0.10%,本身就存在異議;(2)C公司要求Cl-≤0.002%,仍然采用標(biāo)準(zhǔn)中的方法,尤其不妥。D公司認(rèn)為,其公司具有國(guó)家實(shí)驗(yàn)室認(rèn)證和計(jì)量認(rèn)證,具備第三方仲裁資格,檢測(cè)方法采用國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
表1 主要鋯鹽標(biāo)準(zhǔn)及氯離子、硫酸根離子技術(shù)指標(biāo)和檢測(cè)方法
標(biāo)準(zhǔn) | 技術(shù)指標(biāo) | 分析方法 | |
氯根 | 硫酸根 | ||
SJ/T 11136-1997 | 0.1 | 0.02 | 硝酸汞滴定法 |
YS/T 752-2011 | 0.1 | 無(wú) | 同上 |
HGT 3785-2005 | 0.1 | 0.1 | 氯化銀沉淀比濁 |
HGT 3786-2005 | 0.1 |
| 氯化銀沉淀比濁 |
JCT1047-2007 陶瓷色料用電熔氧化鋯 | 無(wú) | 無(wú) | 無(wú) |
GB/T 26563-2011 | 無(wú) | 無(wú) | 無(wú) |
HGT 4201.1-2011 穩(wěn)定二氧化鋯 第1部分:釔穩(wěn)定二氧化鋯 | 無(wú) | 無(wú) | 無(wú) |
HG/T 2773-2012 | 0.1 | 無(wú) | 氯化銀沉淀比濁 |
HGT 4524-2013 | 0.006,,001 | 無(wú) | 硝酸銀滴定法 |
表2 主要鎳鹽標(biāo)準(zhǔn)及氯離子、硫酸根離子技術(shù)指標(biāo)和檢測(cè)方法
標(biāo)準(zhǔn) | 技術(shù)指標(biāo) | 分析方法 | |
氯根 | 硫酸根 | ||
HG/T 3734-2004 | 0.03,0.05 | 0.1,0.2 | 氯化銀沉淀比濁 |
GB/T 26521-2011 | 無(wú) | 無(wú) | 無(wú) |
GB/T 20507-2006 | 0.02 | 0.5 | 分光光度氯化銀混濁 |
GB/T 23847-2009 | 5 , 50 mg/L | 850,1000 mg/L | 氯化銀沉淀比濁 |
HG/T 4197-2011 | 0.005,0.01,0.02 | 0.05, 0.10, 0.20 | 氯化銀沉淀比濁 |
HG 3-998-76 | 0.001 0.005 | 0.005 0.01 | 氯化銀沉淀比濁 |
GB 6392—86 | ----- | ------- | -------- |
GB/T 1287-1994 化學(xué)試劑 六水合硫酸鎳(硫酸鎳) | 0.001 0.001 0.005 | ----- | 氯化銀沉淀比濁 |
HG/T 4020-2008 化學(xué)試劑 六水合硫酸鎳(硫酸鎳) | 0.001 0.001 0.005 | ----- | 氯化銀沉淀比濁 |
HG/T 2824- 1997 | 0.1 |
| 氯化銀沉淀比濁 |
HGT 2824-2009 | ----- | ------ | ------- |
GB/T 26524-2011 | ----- | ------ | ------- |
GB/T 26300-2010 鎳鈷錳三元復(fù)合氫氧化物 | 0.02 | 0.5 | 無(wú)提供 |
YS/T 798-2012 | 0.05 | 0.5 | 無(wú)提供 |
表3 無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)氯離子通用檢測(cè)方法
標(biāo)準(zhǔn) | 適用領(lǐng)域 | 檢測(cè)范圍 |
GB/T 23945-2009 無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品中氯化物含量測(cè)定的通用方法 目視比濁法 | 本方法適用于無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品中微量氯化物的測(cè)定 | 檢測(cè)范圍為0.2mg/L~4 mg/L(以Cl計(jì)) |
GB/T 3051-2000 無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品中氯化物含量測(cè)定的通用方法 汞量法 | (ISO 5790:1979《工業(yè)用無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品氯化物含量測(cè)定的通用方法汞量法》) | 本方法適用于氯化物含量為0.01 mg~80 mg |
GBT 3050-2000 無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品中氯化物含量測(cè)定的通用方法 電位滴定法 | (ISO 6227:1982《化工產(chǎn)品中氯化物含量測(cè)定的通用方法電位滴定法》) | 用于滴定的溶液中氯離子含量為:0.01mg~75 mg |
GBT 9729-88 化學(xué)試劑 氯化物測(cè)定通用方法 | ISO 6353/1-1982 《化學(xué)分析試劑-第一部分:通用試驗(yàn)方法》中GM2“氯化物” | 檢測(cè)范圍為0.2 ~4μg/mL(以Cl計(jì)) |
GBT 9729-2007 化學(xué)試劑 氯化物測(cè)定通用方法 | 本方法適用于化學(xué)試劑中微量氯化物的測(cè)定 | 檢測(cè)范圍為0.2μg/mL~4μg/mL(以Cl計(jì)) |
2、正確檢測(cè)鋯鹽中氯離子和硫酸根離子的途徑
(1)比濁法改進(jìn)
氯化銀比濁法測(cè)氯、硫酸根二個(gè)重要的缺陷在于:沉淀不穩(wěn)定、溶液產(chǎn)生顏色(鎳離子顏色)嚴(yán)重影響測(cè)試穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性、重復(fù)性。
文獻(xiàn)[10]研究在硝酸介質(zhì)下,采用新型混合穩(wěn)定劑硼酸-丙三醇,增強(qiáng)氯化銀比濁液穩(wěn)定性。文獻(xiàn)[11]采用大分子物質(zhì)糊精作保護(hù)膠體,增強(qiáng)氯化銀比濁液穩(wěn)定性。文獻(xiàn)[12-14]采用丙三醇作為穩(wěn)定劑,增強(qiáng)了氯化銀比濁溶液的穩(wěn)定性。
(2)比濁法與分光度法聯(lián)合
作者[18]采用專利方法測(cè)定鎳鹽及其它無(wú)機(jī)鹽中氯離子和硫酸根離子。文獻(xiàn)[7]提出了基于標(biāo)準(zhǔn)加入和用最大透光率波長(zhǎng)作光度測(cè)量的濁度分析法測(cè)定有色試樣溶液中氯化物和硫酸鹽。方法用于高純碳酸鎳中1μg·g-1氯化物和10μg·g-1硫酸鹽的測(cè)定。文獻(xiàn)[5]采用硫氰酸汞分光光度法測(cè)定,測(cè)試精度0.002%,與日本測(cè)定結(jié)果完全一致,結(jié)果相當(dāng)準(zhǔn)確。文獻(xiàn)[6]介紹并比較了離子色譜法檢測(cè)硫酸鎳中痕量氯離子的兩種方法。選擇的色譜條件分別為:(1)高容量氫氧化物選擇性的IonPac AS11-HC陰離子交換柱,淋洗液自動(dòng)發(fā)生裝置在線產(chǎn)生KOH淋洗液等度淋洗,抑制型電導(dǎo)檢測(cè);(2)高容量碳酸鹽選擇性的IonPac AS9-HC陰離子交換柱,Na2CO3淋洗液等度淋洗,抑制型電導(dǎo)檢測(cè)。在進(jìn)樣前需對(duì)固體樣品進(jìn)行溶解,NaOH沉淀,離心和過(guò)濾等簡(jiǎn)單前處理。這兩種 方法皆具備選擇性好,靈敏度高,操作簡(jiǎn)單,節(jié)省時(shí)間,對(duì)環(huán)境友好等特點(diǎn)。實(shí)際樣品檢測(cè)結(jié)果顯示,方法(1)的檢出限為60ng/g(以固體樣品實(shí)際濃度 計(jì))或0.3μg/L(以溶液濃度計(jì)),r=0.9999,連續(xù)7次進(jìn)樣所得RSD為1.43%,回收率為96.6%~101.2%;方法(2)的檢出限 為170ng/g(以固體樣品實(shí)際濃度計(jì))或1.7μg/L(以溶液濃度計(jì)),r=0.9994,連續(xù)7次進(jìn)樣所得RSD為1.65%,回收率為 97.4%~103.9%,所得結(jié)果均令人滿意。文獻(xiàn)報(bào)道[8]HG/T 2969—2010《工業(yè)碳酸鍶》的過(guò)程中,生產(chǎn)企業(yè)、用戶及檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)普遍認(rèn)為,氯化銀限量比濁法測(cè)定氯化物含量,其方法雖然經(jīng)典、簡(jiǎn)便,但是半定量方法不能得到具體數(shù)值,無(wú)法反映產(chǎn)品的真實(shí)質(zhì)量,所以不能滿足部分用戶的需求。因此在標(biāo)準(zhǔn)修訂時(shí)將分光光度法測(cè)定氯化物含量列入標(biāo)準(zhǔn)中,該分析方法更加科學(xué)、準(zhǔn)確、全面,可真實(shí)反映產(chǎn)品的實(shí)際情況。
綜上所述,鋯鹽中氯離子檢測(cè)方法,氯化銀沉淀目視比濁法難以滿足現(xiàn)代高純度無(wú)機(jī)鹽測(cè)定要求,氯化銀沉淀?xiàng)l件中加入穩(wěn)定劑,聯(lián)合分光光度法測(cè)定,能夠滿足要求。離子色譜法檢測(cè)鋯鹽中痕量氯離子和硫酸根離子是最佳方法。
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吉林市弗蘭達(dá)科技股份有限公司·吉林市·呂文廣、鄭景宜
中投瑞石投資管理有限責(zé)任公司·深圳·呂鉑頤
南昌大學(xué)·南昌·唱祺
作者:粉體圈
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