郭曉稚，王文豐

(蘇州大學(xué)材料與化學(xué)化工學(xué)部，江蘇蘇州 215123）

化工裝備與設(shè)計

關(guān)于工業(yè)碳酸鎳國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的討論

郭曉稚，王文豐

(蘇州大學(xué)材料與化學(xué)化工學(xué)部，江蘇蘇州 215123）

摘要：在采用國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 26521-2011《工業(yè)碳酸鎳》對市售的工業(yè)堿式碳酸鎳測試時發(fā)現(xiàn)：鎳的含量一直無法達標(biāo)。通過與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HG/T 2824-2009《工業(yè)硫酸鎳》對比研究發(fā)現(xiàn)：兩者只是待測試樣不同，測試所需試劑、用量及實驗條件等完全相同。但是碳酸鎳中的鎳含量與硫酸鎳中鎳含量不同。通過對鹽酸和丁二酮肟用量的理論推導(dǎo)和實驗驗證，對GB/T 26521-2011提出了修訂完善的方法和建議。

關(guān)鍵詞：工業(yè)碳酸鎳；國家標(biāo)準(zhǔn)；丁二酮肟；鹽酸

堿式碳酸鎳為淺綠色晶體粉末，不溶于水，溶于熱稀酸，是一種重要的無機精細(xì)化學(xué)品，也是工業(yè)上重要的鎳化合物?？蓮V泛應(yīng)用于工業(yè)催化、冶金、電鍍、磁性材料、瓷釉顏料、電子、化工、電池等行業(yè)。中國于2011年批準(zhǔn)了國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 26521—2011《工業(yè)碳酸鎳》［1］，并已于2011年12月1日實施。但在實際質(zhì)量檢驗時發(fā)現(xiàn)，該標(biāo)準(zhǔn)中存在一些問題：1）在加熱的條件下，碳酸鎳固體無法完全溶解；2）鎳的含量無法達標(biāo)，最高時其質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅為37.91%。筆者將GB/T 26521—2011和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HG/T 2824—2009《工業(yè)硫酸鎳》［2］中有關(guān)鎳含量的測試方法對比發(fā)現(xiàn)，二者只是待測試樣不同，測試所需試劑、用量及試驗條件等完全相同。由于碳酸鎳和硫酸鎳兩種物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)不同，筆者嘗試對GB/T 26521—2011推出修改意見，以作參考。

1　碳酸鎳的實驗方法

1.1鹽酸的用量

根據(jù)GB/T 26521—2011，碳酸鎳達標(biāo)時的鎳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為45.0%，記作：wNi達標(biāo)。則若溶解2 g（精確到0.000 2 g）的試樣，至少需要1∶1鹽酸溶液體積為：

由于鎳鹽易水解，勢必要求鹽酸要適當(dāng)過量，才能保證質(zhì)量檢驗。

1.2丁二酮肟的用量

GB/T 26521—2011和HG/T 2824—2009均采用二甲基乙二醛肟（又稱為丁二酮肟或鎳試劑）測定鎳含量。在pH≤11.5的氨性溶液中，丁二酮肟與Ni(Ⅱ）主要形成物質(zhì)的量比為2∶1的絡(luò)合物［3］，生成一種難溶于水的鮮紅色的二丁二酮肟鎳(Ⅱ）螯合物。即：

同樣，當(dāng)取10 mL樣品溶液檢驗時，則：

即GB/T 26521—2011中丁二酮肟的用量無法使鎳離子全部螯合沉淀。

經(jīng)計算可得，30 mL、10 g/L的丁二酮肟溶液能螯合的鎳質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高僅為37.94%。

2　問題的解決

HG/T2824—2009中硫酸鎳的分子式為：xNiSO4·6H2O·yNiSO4·7H2O［2］。假設(shè)當(dāng)晶體失去全部結(jié)晶水時變?yōu)镹iSO4，此時鎳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37.93%，即HG/ T 2824—2009中丁二酮肟的用量剛好足夠螯合試樣為無水硫酸鎳時的鎳離子。

GB/T 26521—2011中碳酸鎳的分子式為：NiCO3·2Ni(OH）2·4H2O［1］。而實際工業(yè)中碳酸鎳的分子式常寫為xNiCO3·yNi(OH）2·zH2O［4］。同樣，假設(shè)碳酸鎳的產(chǎn)品全部失水為單一的NiCO3或Ni(OH）2時，鎳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為49.45%或63.32%。

根據(jù)實驗測試結(jié)果，對GB/T 26521—2011提出修訂方案，以滿足質(zhì)量檢驗的需要。方法一：1）稱取試樣改為約1 g（精確到0.000 1 g）；2）鹽酸溶液的用量改為6mL。方法二：1）鹽酸溶液的用量改為12mL；2）丁二酮肟的用量改為60 mL。

通過多次質(zhì)量檢驗的反復(fù)對比，證明上述2種方法均切實可行。

3　結(jié)論

將GB/T26521—2011與HG/T2824—2009對比，并通過理論計算，證實GB/T 26521—2011中丁二酮肟和鹽酸的用量明顯不足，從而影響了鎳含量的測定結(jié)果，據(jù)此提出2種修訂方案，以期為標(biāo)準(zhǔn)修證和實際生產(chǎn)提供參考。

參考文獻：

［1］GB/T 26521—2011工業(yè)碳酸鎳［S］.

［2］HG/T 2824—2009工業(yè)硫酸鎳［S］.

［3］吳誠.丁二酮肟作為鎳離子的光度顯色劑的基本原理是什么？［J］.理化檢驗：化學(xué)分冊，2004，40(1）：53.

［4］呂文廣.高鎳低鈉高純堿式碳酸鎳的生產(chǎn)［J］.工業(yè)催化，2009，17(增刊）：85-88.

聯(lián)系人：王文豐

聯(lián)系方式：wangwenfeng@suda.edu.cn。

中圖分類號：TQ136.1

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1006-4990（2013）05-0047-02

收稿日期：2012-11-27

作者簡介：郭曉稚（1976—），實驗師，博士，主要從事工業(yè)廢料的回收和再利用，已公開發(fā)表文章4篇。

Discussion on national and industrial standards of industrial nickel carbonate

Guo Xiaozhi，Wang Wenfeng
（College of Chemistry，Chemical Engineering and Materials Science of Soochow University，Suzhou 215123，China）

Abstract：It was found that the nickel content of com mercially available basic nickel carbonate，could not meet the requirement while the determination was on the basis of National Standard Industrial Nickel Carbonate（GB/T 26521—2011）. Through the comparing study with the Industrial Standard，Industrial Nickel Sulfate（HG/T 2824—2009），it could be found that testing reagent，dosage，and the experimental conditions of the two standards were all the same except the samples to be tested.But the content of nickel in the nickel carbonate was different from that in the nickel sulfate.The revising and improving methods and suggestions for GB/T 26521—2011 were put forward by means of theoretical analysis and experimental verification on the dosages of hydrochloric acid and dimethylglyoxime.

Key words：industrial nickel carbonate；national standard；dimethylglyoxime；hydrochloric acid