離子色譜法測選礦廢水中NO3-和SO42-

于 艷，任有良，郭家林

（商洛學(xué)院 化學(xué)工程與現(xiàn)代材料學(xué)院/陜西省尾礦資源綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西商洛726000）

離子色譜法測選礦廢水中NO3-和SO42-

于 艷，任有良，郭家林

（商洛學(xué)院 化學(xué)工程與現(xiàn)代材料學(xué)院/陜西省尾礦資源綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西商洛726000）

建立電導(dǎo)檢測離子色譜法測定選礦廢水中微量NO3-和SO42-含量的新方法。該方法使用Metrosep A Supp5 250/4.0型陰離子色譜柱分離，以3.2 mmol·L-1Na2CO3與1.0 mmol·L-1NaHCO3溶液為淋洗液，流速0.7 mL·min-1進(jìn)行洗脫，由抑制型電導(dǎo)檢測器進(jìn)行定量測試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：NO3-和SO42-在一定范圍內(nèi)呈線性關(guān)系，檢出限分別為5.69、8.49 mg·L-1。該方法用于選礦廢水試樣中2種陰離子的測定，加標(biāo)回收率NO3-為100.0%，SO42-為107.1%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差小于2%。

離子色譜；選礦廢水；NO3-；SO42-

選礦過程中往往需要加入選礦藥劑，再加上礦物本身含有的成分，造成選礦廢水成分非常復(fù)雜。選礦廢水中相關(guān)成分的含量分析對減輕環(huán)境污染保護(hù)生態(tài)平衡具有重要意義，同時(shí)也是選礦區(qū)節(jié)能減耗及節(jié)約水資源的根本方法。工業(yè)生產(chǎn)中常把選礦廢水中陰離子的含量做為選礦廢水回收利用及安全排放的指標(biāo)之一[1-5]，以此優(yōu)化選礦工藝和保護(hù)生態(tài)環(huán)境。其中NO3-和SO42-等陰離子的含量也是排放標(biāo)準(zhǔn)中的重點(diǎn)監(jiān)測內(nèi)容[6-7]。因此，對選礦廢水中NO3-和SO42-的分析十分重要。對各類廢水中無機(jī)陰離子的測定方法首選是離子色譜法[8-11]，而該方法應(yīng)用于選礦廢水中NO3-和SO42-兩種陰離子的分析未見相關(guān)報(bào)道。本文選用合適的方法對選礦廢水進(jìn)行前處理，建立了離子色譜法測定選礦廢水中微量NO3-和SO42-的新方法。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

Metrohm-883型離子色譜儀（瑞士萬通公司）配有電導(dǎo)檢測器、化學(xué)抑制器及861型自動(dòng)進(jìn)樣器，Milli-Q超純水機(jī)（18.2 MΩ·cm-1），超聲波清洗器、溶劑過濾器、MagIC Net 2.3工作軟件，Sartorius CPA 2245型電子天平。

精準(zhǔn)稱取一定量NaNO3，Na2SO4(分析純)配制1 mg·mL-1NO3-，SO42-陰離子標(biāo)準(zhǔn)溶液儲備液。碳酸鈉、碳酸氫鈉均為分析純。

1.2 色譜條件

分離柱Metrosep A Supp5 250/4.0型陰離子分析柱，保護(hù)柱Metrosep A Supp4/5 Guard 4.0；流動(dòng)相組成為3.2 mmol·L-1Na2CO3與1.0 mmol·L-1NaHCO3的混合液，抑制器再生液為50 mmol·L-1H2SO4；流速0.7 mL·min-1；抑制型電導(dǎo)檢測器；進(jìn)樣體積為20 μL；柱溫為室溫。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 樹脂處理

ADS-5型大孔吸附樹脂的處理：取適量樹脂用于燒杯中，用50%乙醇溶液浸泡樹脂4 h，然后用超純水反復(fù)沖洗，除去乙醇。再用10 g·L-1NaOH溶液浸泡樹脂1 h，超純水洗至中性，備用。

H型陽離子交換樹脂的處理：用2倍于樹脂體積的20 g·L-1NaOH溶液浸泡4 h，超純水清洗樹脂中性。再加入2倍于樹脂體積的2%硫酸浸泡4 h，用超純水洗至中性，備用。

1.3.2 樣品處理

采用ADS-5型大孔吸附樹脂柱與H型陽離子交換樹脂柱串聯(lián)組成的離子交換柱進(jìn)行樣品處理。打開離子交換柱低端閥門，取選礦廢水1.00 mL于樹脂柱中，待加入液全部進(jìn)入離子交換柱后關(guān)閉閥門，靜置25 min。調(diào)節(jié)流量約為2.0 mL·min-1，用超純水淋洗，定容至50 mL容量瓶中，離心，靜置。取上層清液，經(jīng)0.22 μm濾膜過濾，在離子色譜實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行陰離子測定。

2 結(jié)果與討論

2.1 色譜行為

在色譜條件下，取標(biāo)準(zhǔn)混合液進(jìn)樣，NO3-和SO42-的出峰時(shí)間為16.30 min和23.58 min，標(biāo)準(zhǔn)色譜圖如圖1。

圖1 標(biāo)準(zhǔn)溶液離子色譜圖

2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線及檢出限

按照試驗(yàn)方法分別用不同濃度硝酸根和硫酸根系列標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行色譜分析，以峰面積為橫坐標(biāo)，濃度為縱坐標(biāo)，在測定線性范圍內(nèi)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線見圖2、圖3，得到標(biāo)準(zhǔn)曲線線性方程，檢出限以3倍的信噪比計(jì)算，結(jié)果見表1。

圖2 NO3-標(biāo)準(zhǔn)曲線

圖3 SO42-標(biāo)準(zhǔn)曲線

表1 線性范圍、線性回歸方程、相關(guān)系數(shù)及檢出限

2.3 樣品分析

在選定的色譜條件下，測定某鉬尾礦區(qū)廢水中NO3-和SO42-的含量，并進(jìn)行加標(biāo)回收率試驗(yàn)，每個(gè)樣品平行測定3次，取其平均值，結(jié)果見表2。

表2 樣品分析結(jié)果（n=3）

按試驗(yàn)方法吸取樣品溶液，連續(xù)進(jìn)樣10次，計(jì)算NO3-和SO42-測定值的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為1.06%、1.53%。

3 結(jié)論

本研究采用抑制型電導(dǎo)檢測離子色譜法測定尾礦廢水中硝酸離子和硫酸離子的含量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：NO3-和SO42-在一定范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，檢出限分別為5.69、8.49 mg·L-1，加標(biāo)回收率分別為100.0%、107.1%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于2%，該方法用于選礦廢水試樣中2種陰離子的測定，操作簡單，快速高效，測定分析靈敏度高，結(jié)果準(zhǔn)確、可靠。

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（責(zé)任編輯：張國春）

Determ ination of NO3-and SO42-in Waste Water from Ore Dressing by Ion Chromatography

YU Yan,REN You-liang,GUO Jia-lin
(College of Chemical Engineering and Modern Materials/Shaanxi Key Laboratory of Comprehensive Utilization of Tailings Resources,Shangluo University,Shangluo 726000,Shaanxi)

The quantitative determination method is established for NO3-and SO42-in waste water from Ore Dressing by ion chromatography.Anions was separated by Metrosep Supp5 250/4.0typechromatographiccolumn with 3.2 mmol·L-1Na2CO3and 1.0 mmol·L-1NaHCO3mix solution as the eluent.Eluent flow rate was 0.7 mL·min-1.The signal of anions was detected by suppressed conductivity detection.The observed limits of detection is 5.69mg·L-1，8.49mg·L-1and themean relativestandarddeviationisbelow2%,and therecoveryratiois100.0%，107.1%.

ion chromatography;waste water from ore dressing;nitrate;sulfate

X832

：A

：1674-0033（2014）06-0055-02

10.13440/j.slxy.1674-0033.2014.06.016

2014-08-25

商洛市科技計(jì)劃項(xiàng)目（SK-2014-6）

于 艷，女，陜西商州人，碩士，講師