錳的測定方法有重量法、滴定法（電位滴定、硫酸亞鐵銨滴定法）、原子吸收光譜法和電感耦合等離子體光譜法；鎳的測定方法有重量法、滴定法（丁二酮肟分離－EDTA滴定法、直接EDTA滴定法）、原子吸收光譜法和電感耦合等離子體光譜法；鈷的測定方法有滴定法（EDTA法、電位滴定法和碘量法），還有分光光度法、原子吸收光譜法和電感耦合等離子體光譜法；鋰的測定方法有原子吸收光譜法和電感耦合等離子體光譜法。張玲等采用原子吸收光譜法測定鋰離子電池正材料中鈷、鎳、錳的含量。陳平等采用化學(xué)法測定鋰電池中鎳、鈷、錳的含量。徐金玲利用高濃度差示光度法、重量法、氧化還原滴定法測定鋰離子電池正材料中鎳、鈷、錳的含量。黃瑞鴻等采用高濃度示差光度法分析鎳鈷錳酸鋰中鈷的含量。譚靜進(jìn)等采用絡(luò)合滴定、電位滴定法和差減法測定鋰離子電池中鎳、鈷、錳的含量。曹文忠等利用標(biāo)準(zhǔn)加入法ICP－AES同時測定廢舊電池中的鐵、鎘、鉻、鉛、錫和銅等6種元素。標(biāo)準(zhǔn)加入法操作起來比較繁瑣，不利于大批流程化試驗(yàn)。王靜用電感耦合等離子體發(fā)射光譜（ICP－OES）法測定鎳鈷錳酸鋰中主元素含量。重量法和容量法一般流程長，耗時耗力，且只能單元素操作，而電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（ICP－OES）只需要一次溶樣，待測元素同時測定，高效快速。電感耦合等離子體發(fā)射光譜（ICP－OES）法直接測定二次電池廢料中含量低于20％的鋰、鎳、鈷、錳的含量為推動電池回收行業(yè)、環(huán)保事業(yè)和新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和普及起到正向的積效應(yīng)，意義深遠(yuǎn)。

1實(shí)驗(yàn)部分

1.1試劑與儀器

鹽酸、硝酸、高氯酸（分析純，國藥集團(tuán)）；實(shí)驗(yàn)用水三水即可；鋰、鎳、錳和鈷標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液（1000μg/mL）。

電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（上海美析儀器有限公司）。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1樣品處理

稱取0.5g（精確至0.0001g）試樣，將試樣置于200mL玻璃燒杯中，用少量水潤濕，加入15mLHCL低溫溶解約10min，加入5mLHNO3低溫加熱至試樣溶解完全后，取下冷卻至室溫，移入500mL容量瓶中，用水定容后混勻，靜置澄清。同法制備樣品空白，按儀器工作條件進(jìn)行測定。

超出曲線的待測元素按表1分取上清液于100mL容量瓶中，補(bǔ)加10mLHCL后，用水稀釋至刻度，混勻。

1.2.2工作曲線的繪制

混合標(biāo)準(zhǔn)溶液系列的質(zhì)量濃度根據(jù)表2規(guī)定的濃度進(jìn)行配制。于ICP－OES在選定的波長處進(jìn)行測定，以待測元素濃度為橫坐標(biāo)，待測元素的發(fā)射強(qiáng)度為縱坐標(biāo)，繪制工作曲線，工作曲線的相關(guān)系數(shù)≥0.9999。工作曲線線性關(guān)系見表3。

2結(jié)果與討論

2.1溶樣方法選擇

采用兩種方案溶解1^＃～4^＃試樣。

方案1：稱取0.5000g試樣于250mL玻璃燒杯中，用少量水潤濕，加入15mLHCL低溫溶解約10min，加入5mLHNO3低溫加熱至試樣溶解完全后，取下冷卻至室溫。

 

方案2：稱取0.5000g試樣于250mL玻璃燒杯中，加入15mL鹽酸低溫溶解約10min，再加入5mL硝酸，3mL高氯酸，繼續(xù)加熱至高氯酸濃煙冒起，蒸至濕鹽狀。

用以上兩種方案對試樣進(jìn)行溶解，溶解情況見表4。

1中渾濁的樣品和方案2進(jìn)行結(jié)果對照，對照結(jié)果見表5。

5所列結(jié)果發(fā)現(xiàn)方案1中渾濁的樣品和方案2所測定出的結(jié)果基本吻合，使用方案1溶解樣品時，1^＃和3^＃溶液中出現(xiàn)黑色不溶物，是因?yàn)闃悠分泻�有一定量的碳。方�?span>2流程較長，且需要使用高氯酸，對環(huán)境有污染，綜合考慮，實(shí)驗(yàn)選擇方案1作為佳溶樣方法。

2.2分析譜線的選擇

二次電池廢料中除鋰、鎳、錳和鈷外，主要存在10％左右的C、0.50％左右的S、15％左右的FE、25％左右的AL和20％左右的Cu等元素。表5中結(jié)果表明，C、S的存在不影響結(jié)果的測定。由于ICP－OES法同時測定多種元素的多條譜線，本文選擇被測元素的幾條譜線同時進(jìn)行測定，終選擇干擾小、背景低、信噪比高的譜線Li610.673nm、Ni231.604nm、CO228.615nm、Mn257.610nm為分析譜線。

2.3干擾元素的影響

二次電池廢料中除鋰、鎳、錳和鈷外，主要存在10％左右的C、0.50％左右的S、15％左右的FE、25％左右的AL和20％左右的Cu等元素。表5中的結(jié)果表明，C、S的存在對測定結(jié)果基本沒有影響。在100mL容量瓶中加入2.5mgAL、1.5mgFE和2.0mgCu的干擾元素（按小稀釋倍數(shù)稀釋后溶液中所含基體元素的大含量加入）和Li、Ni、CO和Mn標(biāo)準(zhǔn)溶液配制成濃度為1.00μg/mL和10.00μg/mL的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，按方法測定其濃度值，結(jié)果見表6。

結(jié)果表明，2.5mgAL、1.5mgFE和2.0mgCu的干擾元素對Li、Ni、CO和Mn的測定基本沒有影響。

2.4方法的精密度實(shí)驗(yàn)

稱取一系列1�！�4＃二次電池廢料樣品0.5g，精確至0.0001g，置于250mL玻璃燒杯中，按照實(shí)驗(yàn)方法處理樣品，在選定的佳儀器條件下測定樣品中的Li、Ni、CO和Mn的含量，每個樣品平行測定11次，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（n＝11，ＲSD）＜2％。表明方法有較好的精密度，結(jié)果見表7。

2.5方法對照實(shí)驗(yàn)

對二次電池廢料試樣1�！�4＃，按照實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行溶解樣品，分別采用ICP－OES法、AAS法（Li；含量≤10％Ni、CO和Mn）和滴定法（含量＞10％Ni、CO和Mn）測定Li、Ni、CO和Mn元素，三種方法測定結(jié)果基本一致（表8）。

 3結(jié)論

該方法采用一次性溶樣，同時測定二次電池廢料中鋰、鎳、鈷和錳4種元素，且分別采用ICP－OES法、AAS法（Li；含量≤10％Ni、CO和Mn）和滴定法（含量＞10％Ni、CO和Mn）測定Li、Ni、CO和Mn元素，三種測定方法進(jìn)行了結(jié)果對照，發(fā)現(xiàn)ICP－OES法測定二次電池廢料中含量低于20％的鋰、鎳、鈷和錳準(zhǔn)確可靠。該方法簡單快速，容易操作推廣，能夠滿足的日常分析檢測的需要。