離子色譜法測(cè)定輕燒鎂中氯含量*

富 瑤 曾 澤 慕 錚 任 亮

（大連海關(guān)技術(shù)中心）

輕燒鎂中氯含量的測(cè)定，現(xiàn)常用硝酸溶解—硝酸銀溶液電位滴定法［1］。該方法的不足在于：溶解需要的試樣量大，造成基體增大，進(jìn)而消耗的硝酸量也大；劇烈反應(yīng)放出大量的熱，容易迸濺并釋放出氯化氫；需要用水稀釋到較大體積并用堿液調(diào)整酸度才能測(cè)定；電位滴定的操作條件苛刻、操作費(fèi)力耗時(shí)。

離子色譜測(cè)試技術(shù)在高基體礦產(chǎn)品的測(cè)定中有很大的局限性［2］，這是因?yàn)殡x子色譜測(cè)定的總陰離子含量不能過高，這也決定了陽(yáng)離子濃度也不能過高；對(duì)于一般的礦物溶解需要用到大量的酸，必然會(huì)引入大量的陰離子，這使得離子色譜的測(cè)定變得困難。因此，在測(cè)定高鹽基體礦物方面，離子色譜的使用受到了很大的限制。

本文將介紹一種新的測(cè)定方法——利用輕燒鎂中氯化物易溶解的特性［3-4］，用水為溶劑，溶出輕燒鎂中全部的氯，再用離子色譜進(jìn)行測(cè)定。該方法的優(yōu)點(diǎn)在于以水為溶劑，避免了劇烈反應(yīng)；未引入新的離子，規(guī)避了離子色譜測(cè)試技術(shù)在高基體礦產(chǎn)品測(cè)定中使用的局限性，為離子色譜在此領(lǐng)域的應(yīng)用開拓了新途徑。

1 試劑、儀器及試驗(yàn)方法

1.1 試 劑

（1）氯標(biāo)準(zhǔn)溶液（400.0 mg/L）配制使用優(yōu)級(jí)純氯化鈉，470 ℃灼燒2 h，在干燥器中冷卻至室溫后準(zhǔn)確稱取0.659 4 g，用去離子水溶解、稀釋，定容至1 L，搖勻。

（2）淋 洗 液 采 用0.008 mol/L～0.01 mol/L 的Na2CO3和NaHCO3等體積混合溶液，使用前經(jīng)超聲震蕩，消除氣泡。

1.2 儀器與儀器工作條件

（1）儀器。主要儀器包括離子色譜Dionex ICS1500、分 離 柱 Dionex AS14A、抑 制 器Dionex AMMS、濾膜（0.45 μm）。

（2）工作條件。工作條件包括進(jìn)樣量100μL、淋洗液流速1.0 mL/min、高純氮?dú)獗脡毫?3.10 MPa、抑制器電流48 mA。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液的配制

準(zhǔn)確移取0.10，0.20，0.40，0.80，1.60 mL的氯標(biāo)準(zhǔn)溶液于5 個(gè)100 mL 容量瓶中，用去離子水稀釋定容，搖勻。

1.4 氯化物的提取

（1）制備輕燒鎂試樣。將輕燒鎂樣品研磨至小于100 μm。

（2）提取氯化物。準(zhǔn)確稱取2 g（準(zhǔn)確至0.1 mg）氯化物粉末至燒杯中，加入200 mL去離子水，將燒杯放到磁力攪拌器上，邊攪拌邊加熱至微沸，再自然冷卻至室溫，將冷卻后的溶液移入250 mL容量瓶，用去離子水稀釋定容、搖勻，干過濾，濾液再用濾膜過濾，經(jīng)二次過濾的濾液為提取的輕燒鎂中的氯化物。

1.5 上機(jī)測(cè)定

將1.3 節(jié)制備的標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液和1.4 節(jié)提取的氯化物濾液，按照1.2 節(jié)的工作條件進(jìn)行離子色譜測(cè)定，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線并測(cè)定試樣中氯化物含量。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 溶解條件的影響

（1）將2 g 試樣加入200 mL 溶劑水中攪拌2 h，對(duì)比微沸1，2，5，8 h 和微沸2 h 放置數(shù)日5 種溶解條件下氯化物的提取結(jié)果，見表1。

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（2）將2 g 試樣加入200 mL 溶劑水中攪拌不同時(shí)間，微沸2 h，對(duì)比攪拌1，2，5，8 h和攪拌2 h放置數(shù)日5種溶解條件下氯化物的提取結(jié)果，見表2。

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（3）將2 g 試樣加入不同體積的溶劑水中，攪拌2 h，微沸2 h，對(duì)比100，150，200，300 mL 不同體積溶劑水和200 mL 溶劑水溶液放置數(shù)日5 種溶解條件下氯化物的提取結(jié)果，見表3。

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上述試驗(yàn)結(jié)果表明，在一定范圍延長(zhǎng)沸騰時(shí)間、增大溶劑水體積將促進(jìn)輕燒鎂中氯化物的溶解，攪拌時(shí)間對(duì)輕燒鎂中氯化物溶解的影響不明顯；提取氯化物的最佳條件為溶劑水體積200 mL、微沸時(shí)間2 h、微沸攪拌提取，后續(xù)試驗(yàn)將采用此條件。

2.2 淋洗液的選擇

由于以氫氧化鈉溶液作為淋洗液的測(cè)定效果不好，因此，本研究以Na2CO3+NaHCO3混合溶液為淋洗液，這樣可以有效地使氯的峰分離，且峰高明顯且對(duì)稱。

2.3 線性范圍測(cè)定

氯含量范圍在0～5 mg/L 情況下，峰面積A 與氯離子濃度C（mg/L）呈線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)r=0.999 5，線性回歸方程為A=0.057+0.279 2C。

2.4 檢出限

由空白溶液11 次測(cè)定值的3 倍標(biāo)準(zhǔn)偏差與工作曲線斜率之比得到檢出限為0.04 mg/L。

2.5 回收率

使用2 個(gè)已知樣品，采用加標(biāo)回收的方法驗(yàn)證氯的測(cè)定回收率，結(jié)果見表4。

由表4可看出，測(cè)定回收率在98.98%～102.00%。

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2.6 精密度

對(duì)5 個(gè)試樣分別進(jìn)行9 次重復(fù)性測(cè)定，精密度結(jié)果見表5。

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由表5可以看出，室內(nèi)精密度為5.55%～9.52%。

2.7 方法比較

使用10 個(gè)試樣，按照檢驗(yàn)檢疫行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《SN/T 0254-2011 進(jìn)出口輕燒鎂中酸溶氯化物的測(cè)定電位滴定法》［5］和離子色譜法分別進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果見表6。

由表6可以看出，離子色譜法測(cè)定的結(jié)果與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)定的結(jié)果基本一致。

經(jīng)SPSS統(tǒng)計(jì)分析，采用單因素ANOVA方法比較均值，結(jié)果見表7。

由表7可以看出，顯著性水平為0.972，大于0.05，說明2 種方法測(cè)定輕燒鎂中氯化物的結(jié)果無(wú)顯著差異。

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3 氟氯硫磷賦存含量的測(cè)定

采用離子色譜法測(cè)定一個(gè)已知輕燒鎂樣品的氟氯硫磷含量，結(jié)果見表8。

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由表8 可以看出，實(shí)際測(cè)定中，某已知輕燒鎂樣品的氟、磷含量未檢出，硫的含量小于偏小，氯的測(cè)定值準(zhǔn)確，說明：①氯化物經(jīng)過熔解、破碎，氯被表面化，能被完全溶于水；②硫元素主要來(lái)自菱鎂石，存在的形式是硫酸鹽、亞硫酸鹽、硫化物，在水溶解作用下，大部分的硫酸鹽可溶出；③氟化物主要以氟化鈣、氟化鎂等不易溶的化合物形式存在，水不能將其溶出；④磷元素主要以磷酸鹽的形式存在，大量的鎂鈣與其形成不溶的鈣鎂磷酸鹽，水不能將其溶出。⑤輕燒鎂中主要含有陰離子F-、Cl-、S2-、SO42-、PO42-，用水溶出的陰離子主要為Cl-和少量的SO42-，因此采用離子色譜法測(cè)定水溶提取氯化物的方法干擾因素較少、測(cè)定準(zhǔn)確。

4 結(jié) 語(yǔ)

（1）離子色譜法根據(jù)輕燒鎂的特性，建立了使用水溶解試樣、離子色譜法測(cè)定輕燒鎂中氯的方法，水溶液提取輕燒鎂中氯化物的最佳條件為溶劑水體積200 mL，微沸時(shí)間2 h、微沸攪拌提取。

（2）離子色譜法使用Na2CO3+NaHCO3為淋洗液，用水為溶劑提取氯化物，提取液中陰離子主要為Cl-，干擾因素較少，因此可采用離子色譜測(cè)定。

（3）離子色譜法將離子色譜應(yīng)用于礦物中易溶元素的分析，提取氯完全，測(cè)定回收率在98.98%～102.00%，室內(nèi)精密度為5.55%～9.52%，操作方法簡(jiǎn)便、測(cè)定準(zhǔn)確。