吳云華 袁清香 施微微

(藍(lán)星股份江西星火有機(jī)硅廠分析技術(shù)部，江西 永修 330300)

前言

離子膜電解法制堿技術(shù)因其具有節(jié)能、環(huán)保、產(chǎn)品質(zhì)量高、無(wú)污染等諸多優(yōu)點(diǎn)已被公認(rèn)為最先進(jìn)合理的制堿技術(shù)，但其關(guān)鍵設(shè)備電解槽對(duì)原鹽有很高的質(zhì)量要求:鋁、硅含量過高，堵塞膜孔，使電解槽電壓升高，電流下降;碘含量過高，也會(huì)引起電解電流效率下降，甚至生成難溶的高碘鹽Na3H2IO6沉積在膜表面，對(duì)膜造成損害［1］，因此，對(duì)原鹽中 Al、Si、I含量的控制是極為重要。采用ICP－AES標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)定鹽水中的Al、Si、I含量［2－4］，該方法快速、準(zhǔn)確、可靠，完全能夠滿足生產(chǎn)要求。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器及工作參數(shù)

ICAP6300型ICP全譜直讀光譜儀(美國(guó)熱電公司)，高鹽進(jìn)樣系統(tǒng)。

功率:1150W;輔助氣流量:0.5L/min;冷卻氣流量:16L/min;霧化器流量:1.0L/min，觀測(cè)高度:14mm;分析最大積分時(shí)間:短波范圍30s、長(zhǎng)波范圍10s;蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速:50 r/min。

分析線波長(zhǎng):Al167.079nm;Si 251.611nm;I 178.276nm。

1.2 試劑

Al、Si國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)溶液，濃度分別為 1000μg/ml，500μg/ml，市售。

1000μg/ml碘標(biāo)準(zhǔn)溶液:稱取 0.3270 克 120 ～140℃烘干2小時(shí)的碘化鉀(GR)于250ml容量瓶中，以超純水稀釋至刻度，搖勻，避光保存。此溶液1ml含有1.00mg碘，即含碘質(zhì)量濃度為1000μg/ml。

100μg/ml碘、鋁標(biāo)準(zhǔn)溶液:吸取1000μg/ml標(biāo)準(zhǔn)溶液10ml用超純水稀釋至100ml。

實(shí)驗(yàn)用水均為超純水。

1.3 操作步驟

樣品處理:稱取一定量的原鹽樣品用超純水溶解于250ml燒杯中，過濾轉(zhuǎn)移至容量瓶中，搖勻，待測(cè)，稱此溶液為A溶液。

由于測(cè)定元素在高濃度鹽水和水中的ICP發(fā)光強(qiáng)度相差較大，為了消除基體的影響，因此使用標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)定。

標(biāo)準(zhǔn)系列配制:根據(jù)原鹽樣品中實(shí)際元素含量范圍，在四個(gè)50ml容量瓶中分別按表1加入標(biāo)準(zhǔn)溶液和超純水，再用A溶液稀釋至刻度，搖勻，待測(cè)。

表1 配制標(biāo)準(zhǔn)系列

2 結(jié)果與討論

2.1 發(fā)射功率

隨著等離子體RF功率的增加，鋁、硅、碘的信背比逐漸增大，而測(cè)定精密度變化不大;使用功率越大，儀器使用壽命縮短，到1350W時(shí)矩管稍有熔融起泡現(xiàn)象，通過綜合考慮，確定發(fā)射功率為1150W。

2.2 譜線選擇及積分時(shí)間選擇

由于原鹽中這三種元素含量都比較低，所以首選其靈敏線作為分析譜線，但該譜線不能有共存元素的干擾，否則應(yīng)該扣除干擾譜線貢獻(xiàn)的強(qiáng)度后計(jì)算其準(zhǔn)確濃度。硅采用其靈敏線251.611(134)nm。

微量鋁分析一般采用靈敏線396.152(85)nm，對(duì)水溶液分析，其精密度和準(zhǔn)確度都比較好，但用該譜線分析鹽水時(shí)，精密度太差，由于該譜線受鹽水氯化鈉基體影響較大，所以測(cè)定原鹽不適合采用。鋁分析譜線167.079(502)nm受鹽水影響較小，但要求測(cè)定樣品時(shí)通氣量較大且時(shí)間稍長(zhǎng)，使儀器中的空氣吹趕干凈，由于空氣中氧會(huì)吸收紫外線降低譜線的測(cè)定靈敏度，對(duì)于高濃度鹽水樣品適合采用167.079(502)nm譜線。I有多條譜線，根據(jù)資料上介紹及實(shí)際樣品情況，選用178.276nm、179.909nm、183.038nm、206.190nm 四條譜線進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)后面三條譜線靈敏度太差，達(dá)不到分析要求，故選用178.276nm譜線測(cè)定碘。

根據(jù)樣品中各元素含量大小優(yōu)化積分時(shí)間，確定短波積分時(shí)間為30s、長(zhǎng)波積分時(shí)間為10s。

2.3 垂直觀測(cè)高度

在其他條件不改變，只改變垂直觀測(cè)高度(從10到18mm)的條件下，對(duì)同一樣品進(jìn)行測(cè)定，Al167.079(502)譜線測(cè)定強(qiáng)度上下波動(dòng)，碘178.276nm譜線強(qiáng)度隨垂直觀測(cè)高度的增大，其測(cè)定強(qiáng)度也增大。硅251.611nm譜線強(qiáng)度隨垂直觀測(cè)高度的增大，其測(cè)定強(qiáng)度逐漸減小。綜合考慮三個(gè)元素的測(cè)定，確定采用垂直觀測(cè)高度為14mm。

2.4 標(biāo)準(zhǔn)加入法鋁、硅、碘元素測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)曲線

按表1配制標(biāo)準(zhǔn)系列，用A樣品溶液稀釋至刻度，搖勻，在確定的儀器條件下，測(cè)定系列樣品強(qiáng)度，配制濃度與測(cè)定強(qiáng)度的鋁、硅、碘元素的標(biāo)準(zhǔn)曲線圖見圖1、圖 2、圖 3。

圖2 硅元素的標(biāo)準(zhǔn)曲線圖

圖3 碘元素的標(biāo)準(zhǔn)曲線圖

2.5 元素檢出限

在本方法測(cè)定條件下對(duì)原鹽溶解后的樣品測(cè)定11次，其標(biāo)準(zhǔn)偏差的3倍作為檢出限，結(jié)果見表2:

表2 方法檢出限

2.6 精密度實(shí)驗(yàn)

按確定的試驗(yàn)條件對(duì)同一批樣品測(cè)定11次，分別計(jì)算各元素的測(cè)定精密度，數(shù)據(jù)見表3。

表3 精密度實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

2.7 回收率實(shí)驗(yàn)

對(duì)一批原鹽樣品進(jìn)行了加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，測(cè)定結(jié)果見表4。

表4 回收率實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

從樣品的回收率結(jié)果來(lái)看，該測(cè)量方法能夠滿足分析要求。

2.8 測(cè)定注意事項(xiàng)

(1)確保儀器處于穩(wěn)定狀態(tài)，通氣時(shí)間足夠長(zhǎng)，盡量排除等離子體和光譜測(cè)量通道中空氣中氧的存在。

(2)配制好的鹽水樣品應(yīng)盡快測(cè)量，不應(yīng)放置過久。測(cè)量過程中當(dāng)完成一個(gè)樣品時(shí)放入清水中待火焰變成淺藍(lán)色時(shí)再測(cè)下一個(gè)樣品。

(3)碘標(biāo)準(zhǔn)溶液一定要進(jìn)行標(biāo)定，因其穩(wěn)定性不好，應(yīng)避光低溫保存，標(biāo)定方法采用硝酸銀滴定法。

3 結(jié)論

本方法討論了用ICP－AES標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)定原鹽中Al、Si、I元素含量的測(cè)定方法，精密度、準(zhǔn)確度都能滿足工藝生產(chǎn)要求，一次性同時(shí)測(cè)定鋁、硅、碘含量，方法簡(jiǎn)便可靠，不僅節(jié)約了試劑人力，也縮短了檢驗(yàn)時(shí)間。

［1］程殿彬.離子膜法制堿生產(chǎn)技術(shù)［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，1999，10.

［2］張友平，水生宏，羅紅.采用ICP－OES法測(cè)定二次鹽水中的碘［J］.氯堿工業(yè)，2009，45(9):37 －39.

［3］范強(qiáng)，王朔.二次鹽水中碘的測(cè)定［J］.氯堿工業(yè)，2008，44(10):32 －36.

［4］劉平.ICP－AES同時(shí)測(cè)定二次鹽水中微量元素［J］.中國(guó)氯堿，2008，12:33 －34.