YS/T 1342.2-2019 二次电池废料化学分析方法 第2部分：钴含量的测定 电位滴定法和火焰原子吸收光谱法

范围
本部分规定了二次电池废料中钴含量的测定方法。
本部分适用于二次电池废料中钴含量的测定。方法1测定范围: 5.00%~60.00%；方法2测定范围: 1.00%~5.00%。

方法1  电位滴定法
原理
减锰-电位滴定法(w_Co：w_Mn≥3：1)
试样用盐酸、硝酸分解，在柠檬酸盐存在的氨性溶液中，用铁氰化钾将钴(Ⅱ)氧化为钴(Ⅲ)，过量的铁氰化钾用钴标准溶液进行电位滴定，电位突跃即为终点。试样中有锰(Ⅱ)共存时，也被铁氰化钾定量的氧化为Mn(Ⅱ)，测得结果为钴锰合金，将锰量校正为钴量后减去，即为钴量。
除锰-电位滴定法(w_Co：w_Mn<3：1)
试样用盐酸、硝酸分解，用氯酸钾将锰(Ⅱ)氧化为二氧化锰，在柠檬酸盐存在的氨性溶液中，用铁氰化钾标准溶液将钴(Ⅱ)氧化为钴(Ⅲ)，过量的铁氰化钾标准溶液用钴标准滴定溶液进行电位滴定，电位突跃即为终点。

试剂
除非另有说明，在分析中仅适用确认为分析纯的试剂和蒸馏水或去离子水或相当纯度的水。
氯酸钾。
盐酸(ρ 1.19g/mL)。
硝酸(ρ 1.42g/mL)。
盐酸(1+1)。
氨水-氯化铵-柠檬酸铵混合溶液: 350mL氨水、62.5g氯化铵、50g柠檬酸铵溶于水并稀释至1000mL。
钴标准滴定溶液(ρ_Co=3.000mg/mL): 准确称取3.0000g金属钴(w_Co≥99.95%)于400mL烧杯中，缓缓加入100mL硝酸(1+1)，边加边摇动，待剧烈反应停止后，低温加热至完全溶解，煮沸驱除氮的氧化物。取下，冷却，用水冲洗表面皿及烧杯壁，加热煮沸，冷却后移入1000mL容量瓶中，补加50mL硝酸(1+1)，以水定容。
铁氰化钾标准溶液(ρ[K₃Fe(CN)₆]=17glL):
配制: 称取17g铁氰化钾，加水溶解，过滤后移入1000mL棕色容量瓶中，以水定容。
标定: 准确移取与样品测定相同体积的铁氰化钾标准溶液于250mL烧杯中，加入80mL氨水-氯化铵-柠檬酸铵混合溶液，混匀。在自动电位滴定仪上，插入电极，不断搅拌下用钴标准滴定溶液滴定至电位突跃即为终点。
按式(1)计算铁氰化钾标准溶液对钴标准滴定溶液的滴定系数:

式中:
K 一一滴定系数，单位体积的铁氰化钾标准溶液消耗钴标准滴定溶液的体积；
V₁一一滴定所消耗钴标准滴定溶液的体积，单位为毫升(mL)；
V₂一一加入铁氰化钾标准溶液的体积，单位为毫升(mL)。
所得结果表示至小数点后四位有效数字。

仪器设备
电位滴定仪，附搅拌装置。
与仪器匹配的用于氧化还原滴定的电极。

样品
样品粒度不大于0.154mm。
分析样品开封后立即称取。

试验步骤
试料
称取1.00g样品，精确至0.0001g。
平行试验
独立地进行两次试验，取其平均值。
试料处理
减锰-电位滴定法(w_Co：w_Mn≥3：1)
将试料置于250mL烧杯中，以少量水润湿。加入20mL盐酸，盖上表面皿，于电炉上低温加热约30min，冷却。加入10mL硝酸，继续加热蒸发至3mL~5mL，冷却。用水冲洗烧杯壁及表面皿，加热使盐类溶解，冷却。将试液移入容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。干过滤，弃去初滤液。
除锰-电位滴定法(w_Co：w_Mn<3：1)
将试料置于250mL烧杯中，以少量水润湿。加入20mL盐酸，盖上表面皿，于电炉上低温加热约30min，冷却。加入10mL硝酸，继续加热蒸发至3mL~5mL，冷却。加约30mL水，加入10mL硝酸、2g氯酸钾，低温加热煮沸1h，冷却。用水冲洗烧杯壁及表面皿，加热使盐类溶解，冷却。用定量滤纸过滤、洗涤至容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。干过滤，弃去初滤液。

试验
视试料钴含量的不同，准确移取相应量的铁氰化钾标准溶液(以铁氰化钾溶液过量2mL~3mL为宜)于250mL烧杯中，加入8mL氨水-氯化铵-柠檬酸铵混合溶液，混匀，再加入按表1规定分取的试液，在电位滴定仪上，插入电极，在不断搅拌下用钴标准滴定溶液滴定至电位突跃即为终点。


试验数据处理
钴量以钴(Co)的质量分数w_Co计，按公式(2)计算:

式中:
K 一一铁氰化钾标准溶液对钴标准滴定溶液的滴定系数；
m 一一试料的质量，单位为克(g)；
V₀一一试液的总的体积，单位为毫升(mL)；
V₁一一返滴定消耗钴标准滴定溶液的体积，单位为毫升(mL)；
V₂一一加入铁氰化钾标准溶液的体积，单位为毫升(mL)；
V₃一一分取试液的体积，单位为毫升(mL)；
ρ_Co一一钴标准滴定溶液的质量浓度，单位为毫克每毫升(mg/mL)；
w_Mn一一样品中锰的质量分数。
1.07一一钴与锰的摩尔质量之比。
注: w_Mn<0.05%时，w_Mn可忽略不计。
计算结果表示到小数点后两位。

方法2  火焰原子吸收光谱法
方法提要
试料用盐酸、硝酸和高氯酸分解。盐酸溶解盐类，在稀盐酸介质中，于原子吸收光谱仪波长240.7nm处，使用空气-乙炔火焰，测量钴的吸光度，用工作曲线法计算钴量。


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