ICP－AES法測定原鹽中Al、Si、I含量的分析方法研究

吳云華 袁清香 施微微

(藍星股份江西星火有機硅廠分析技術(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、無污染等諸多優(yōu)點已被公認為最先進合理的制堿技術(shù)，但其關(guān)鍵設(shè)備電解槽對原鹽有很高的質(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，對膜造成損害［1］，因此，對原鹽中 Al、Si、I含量的控制是極為重要。采用ICP－AES標準加入法測定鹽水中的Al、Si、I含量［2－4］，該方法快速、準確、可靠，完全能夠滿足生產(chǎn)要求。

1 實驗部分

1.1 儀器及工作參數(shù)

ICAP6300型ICP全譜直讀光譜儀(美國熱電公司)，高鹽進樣系統(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，觀測高度:14mm;分析最大積分時間:短波范圍30s、長波范圍10s;蠕動泵轉(zhuǎn)速:50 r/min。

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

1.2 試劑

Al、Si國家標準溶液，濃度分別為 1000μg/ml，500μg/ml，市售。

1000μg/ml碘標準溶液:稱取 0.3270 克 120 ～140℃烘干2小時的碘化鉀(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、鋁標準溶液:吸取1000μg/ml標準溶液10ml用超純水稀釋至100ml。

實驗用水均為超純水。

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，稱此溶液為A溶液。

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

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

表1 配制標準系列

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的強度后計算其準確濃度。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，對水溶液分析，其精密度和準確度都比較好，但用該譜線分析鹽水時，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，但要求測定樣品時通氣量較大且時間稍長，使儀器中的空氣吹趕干凈，由于空氣中氧會吸收紫外線降低譜線的測定靈敏度，對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)資料上介紹及實際樣品情況，選用178.276nm、179.909nm、183.038nm、206.190nm 四條譜線進行實驗，發(fā)現(xiàn)后面三條譜線靈敏度太差，達不到分析要求，故選用178.276nm譜線測定碘。

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

2.3 垂直觀測高度

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

2.4 標準加入法鋁、硅、碘元素測定標準曲線

按表1配制標準系列，用A樣品溶液稀釋至刻度，搖勻，在確定的儀器條件下，測定系列樣品強度，配制濃度與測定強度的鋁、硅、碘元素的標準曲線圖見圖1、圖 2、圖 3。

圖2 硅元素的標準曲線圖

圖3 碘元素的標準曲線圖

2.5 元素檢出限

在本方法測定條件下對原鹽溶解后的樣品測定11次，其標準偏差的3倍作為檢出限，結(jié)果見表2:

表2 方法檢出限

2.6 精密度實驗

按確定的試驗條件對同一批樣品測定11次，分別計算各元素的測定精密度，數(shù)據(jù)見表3。

表3 精密度實驗數(shù)據(jù)

2.7 回收率實驗

對一批原鹽樣品進行了加標回收實驗，測定結(jié)果見表4。

表4 回收率實驗數(shù)據(jù)

從樣品的回收率結(jié)果來看，該測量方法能夠滿足分析要求。

2.8 測定注意事項

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

(2)配制好的鹽水樣品應(yīng)盡快測量，不應(yīng)放置過久。測量過程中當完成一個樣品時放入清水中待火焰變成淺藍色時再測下一個樣品。

(3)碘標準溶液一定要進行標定，因其穩(wěn)定性不好，應(yīng)避光低溫保存，標定方法采用硝酸銀滴定法。

3 結(jié)論

本方法討論了用ICP－AES標準加入法測定原鹽中Al、Si、I元素含量的測定方法，精密度、準確度都能滿足工藝生產(chǎn)要求，一次性同時測定鋁、硅、碘含量，方法簡便可靠，不僅節(jié)約了試劑人力，也縮短了檢驗時間。

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

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

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

［4］劉平.ICP－AES同時測定二次鹽水中微量元素［J］.中國氯堿，2008，12:33 －34.