ICP-AES測(cè)試青海西臺(tái)老鹵水中的硼

王 燕，石 華，朱 琳

（青海省地礦測(cè)試應(yīng)用中心，青海 西寧 810008）

我國是一個(gè)多鹽湖國家，青海省更是鹽湖鹵水資源豐富的地區(qū)。鹵水中富含鉀、鋰、硼、鎂等多種元素，是我國重要的礦產(chǎn)資源，如鉀、鎂是我國經(jīng)濟(jì)和農(nóng)業(yè)發(fā)展不能缺少的資源[1-4]，是生產(chǎn)鉀鹽和鎂鹽的重要原料。青海省柴達(dá)木盆地的硼資源很豐富，占我國鹵水硼資源總量的80%[5]，硼是一種重要的戰(zhàn)略性資源，它的用途日益重要而廣泛。

青海西臺(tái)鹵水經(jīng)過水分蒸發(fā)隨著氯化鈉的析出而成為老鹵水，主要成分為鉀、硼、硫酸鹽。及時(shí)準(zhǔn)確的測(cè)出鹵水中硼的含量，對(duì)鹵水的開發(fā)利用顯得越來越重要。本法采用加入內(nèi)標(biāo)法，校正測(cè)試得到硼的含量。

1 試驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

本方法所用試劑盒水均指優(yōu)級(jí)純?cè)噭┖头螱B/T 6682規(guī)定的一級(jí)水，試驗(yàn)所用試劑在沒有指明方法時(shí)均按照GB/T 602規(guī)定制備，所用儀器設(shè)備均為經(jīng)過檢定或者校準(zhǔn)的。具體儀器和試劑如下：

(1) ICAP-6300，美國熱電公司。

(2) 硼標(biāo)準(zhǔn)溶液：GSB04-1716-2004硼標(biāo)準(zhǔn)溶液，ρ(B)=1 000mg/L。(3) 鹽酸：ρ(HCl)=1.19g/mL，優(yōu)級(jí)純。(4) 氬氣，純度＞99.9%。

(5) 250mL、100mL容量瓶，為無硼玻璃或者聚四氟乙烯材料。

(6) Cd內(nèi)標(biāo)溶液：GBW08612，ρ(Cd)=1 000 mg/L。

1.2 儀器條件的選擇

根據(jù)儀器推薦條件與測(cè)試對(duì)象的特點(diǎn)以及試驗(yàn)優(yōu)化，得到具體的工作條件見表1。

表1 儀器工作條件

1.3 樣品采集及處理

本試驗(yàn)測(cè)定用樣品采集于青海省柴達(dá)木盆地中部西臺(tái)吉乃爾鹽湖，主要為氯化物型鹵水，隨著鹵水中氯化鈉的提出，剩余老鹵水中主要為硫酸鹽，含有大量硼。老鹵水中鹽類含量很高，在采樣時(shí)采用稀釋的方法保存，將去離子水和老鹵水樣品按照體積1∶3稀釋后保存在高密度聚四氟乙烯塑料大桶中，帶回實(shí)驗(yàn)室待分析。

將取回來的樣品分取5mL置于250mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。再分取25mL置于250mL容量瓶中，加入Cd標(biāo)準(zhǔn)溶液(1.1)2.5mL用水稀釋至刻度，搖勻，待測(cè)。

1.4 空白試驗(yàn)

按照1.3的步驟不加入試樣，只加入去離子水，制成空白試樣，待測(cè)。

1.5 分析譜線的選擇

在ICP-AES的測(cè)試中，分析譜線的選擇非常重要，因?yàn)镮CP的激發(fā)能力很強(qiáng)，幾乎每種分析元素都不同程度的存在光譜干擾，其干擾程度與譜線的選擇有很大關(guān)系。本試驗(yàn)根據(jù)西臺(tái)吉乃爾鹽湖樣品測(cè)定時(shí)的濃度和背景等因素，挑選以下譜線(見表2)。

表2 元素的分析譜線

1.6 標(biāo)準(zhǔn)曲線的配制

把硼的標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋成10mg/L，配制成0、0.1、0.5、1.0、2.0、5.0、10mg/L的硼標(biāo)準(zhǔn)系列，每個(gè)溶液里加入Cd的標(biāo)準(zhǔn)溶液，使得ρ(Cd)為10mg/L。

1.7 樣品測(cè)試

打開ICP-AES儀器，打開氬氣開關(guān)，先通氣2h后再點(diǎn)著儀器的等離子體，運(yùn)行30min后待等離子穩(wěn)定，按照設(shè)置好的儀器條件與選擇的分析線建立方法，先測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)曲線，測(cè)試樣品空白，再測(cè)試樣品。

1.8 結(jié)果計(jì)算

硼元素的質(zhì)量濃度由下公式計(jì)算得到。

式中：ρ(B)為硼元素的校正后結(jié)果，mg/L；

ρ(B)測(cè)得為硼元素的儀器測(cè)得結(jié)果，mg/L；

10為Cd元素作為內(nèi)標(biāo)的濃度，mg/L；

ρ(Cd)測(cè)得為Cd元素的儀器測(cè)得結(jié)果，mg/L；

500為樣品的稀釋倍數(shù)。

2 結(jié)果與討論

2.1 加標(biāo)回收試驗(yàn)

對(duì)鹵水樣品進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)并計(jì)算回收率(見表3)。由表3可見，硼元素的回收率在94.4%～103.1%之間，可驗(yàn)證本方法的準(zhǔn)確度。

表3 加標(biāo)回收試驗(yàn)結(jié)果

2.2 方法比對(duì)

因?yàn)辂u水沒有標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)來監(jiān)控，所以送取三件鹵水樣品，采用了傳統(tǒng)方法的測(cè)定方式來驗(yàn)證ICPAES測(cè)定數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，其中硼采用容量法。容量法需要使用甘露醇、鹽酸、硝酸、碳酸鈉、硫化鈉、氫氧化鈉、甲基紅、酚酞等試劑，對(duì)比結(jié)果見表4。由表4可看出，ICP-AES與傳統(tǒng)方法的測(cè)定結(jié)果基本吻合，無顯著性差異，結(jié)果可靠。

表4 兩種測(cè)定結(jié)果對(duì)比(mg/mL)

由試驗(yàn)結(jié)果可見，本方法與容量法在結(jié)果測(cè)試上無明顯差別；在試劑使用上明顯減少了很多，本方法只需要使用鹽酸即可；操作上容量法需要分析人員熟練掌握滴定的要求，而本方法只要會(huì)操作ICP-AES即可。

2.3 方法精密度

逐級(jí)稀釋500倍本試驗(yàn)用的三件西臺(tái)老鹵水樣品，對(duì)硼元素進(jìn)行6次平行測(cè)定，結(jié)果見表5。

表5 精密度試驗(yàn)結(jié)果(mg/mL)

2.4 內(nèi)標(biāo)的影響

本試驗(yàn)測(cè)試對(duì)象為高鹽類的鹵水，儀器很容易造成不穩(wěn)定漂移而影響測(cè)試結(jié)果。本試驗(yàn)采用標(biāo)準(zhǔn)系列和樣品中加入相同濃度的Cd的內(nèi)標(biāo)，通過Cd的結(jié)果變化來判斷儀器的漂移情況，根據(jù)Cd的漂移校正硼的測(cè)試結(jié)果，很好的克服了高鹽造成的影響。

3 結(jié)語

本試驗(yàn)建立了采用ICP-AES快速測(cè)試西臺(tái)老鹵水中硼元素的方法，采取Cd內(nèi)標(biāo)法扣除基體干擾的辦法，通過樣品加標(biāo)試驗(yàn)、重復(fù)性試驗(yàn)得到了本方法相對(duì)簡(jiǎn)單、快速、精密度好的結(jié)論，適用于鹽湖鹵水的快速測(cè)定。