祁選選 , 焦興霞 , 郭文俊 , 張 靜
(青海東臺(tái)吉乃爾鋰資源股份有限公司 , 青海 海西 817000)
鹽酸是一種無機(jī)強(qiáng)酸,在工業(yè)加工中有著廣泛的應(yīng)用,用于染料、醫(yī)藥、食品、印染、皮革、冶金等行業(yè)。 隨著有機(jī)合成工業(yè)的發(fā)展,鹽酸的用途更為廣泛。鹽酸中鈣、鎂、鐵、硫酸鹽的檢測(cè),目前主要是原子吸收光譜法和分光光度法。這種傳統(tǒng)的檢測(cè)方法操作復(fù)雜,耗時(shí)長(zhǎng),誤差較大。近年來ICP-AES應(yīng)用日益廣泛,涉及地質(zhì)、冶金、環(huán)境等多個(gè)領(lǐng)域,該方法具有分析速度快、可測(cè)定多種元素、線性范圍寬、精密度高、準(zhǔn)確度好、檢出限低等特點(diǎn),備受廣大分析者的關(guān)注。本實(shí)驗(yàn)采用電感耦合等離子發(fā)射光譜法測(cè)定鹽酸中鈣、鎂、鐵、硫酸鹽具有操作簡(jiǎn)便快捷、精密度和準(zhǔn)確度高等優(yōu)點(diǎn)。
痕量分析型超純水機(jī),重慶力德高端水處理公司;數(shù)顯恒溫水浴鍋,上海赫田科學(xué)儀器;電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀,ICP-AES:iCAP7400型電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀,賽默飛世爾,儀器工作參數(shù)如下:射頻功率1 150 W,泵速50 r/min,冷卻的器流量17 L/min,輔助氣流量0.5 L/min,霧化氣體流量0.7 L/min。各元素檢測(cè)波長(zhǎng)如下:Ga 393.366 nm,Mg 297.553 nm,F(xiàn)e 259.940 nm,S 180.731 nm。
稱取約1 g的工業(yè)鹽酸,置于蒸發(fā)皿中,在溫度為100 ℃的數(shù)顯恒溫水浴鍋上蒸發(fā)至干,冷卻至室溫,加入1 mL的硝酸轉(zhuǎn)移到100 mL的容量瓶定容待檢測(cè)。按GB/T23942—2009中7.3.3的規(guī)定測(cè)定,結(jié)果按7.3.4的規(guī)定計(jì)算[1]。
Ga、Mg、Fe、SO42-標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)存溶液均為國(guó)家有色金屬及電子材料分析中心配制,濃度1 000 μg/mL,配出濃度為100 μg/mL SO42-標(biāo)準(zhǔn)溶液和濃度為5 μg/mL,Ga、Mg、Fe混合標(biāo)準(zhǔn)溶液。用1%的硝酸溶液配制成一系列標(biāo)準(zhǔn)溶液,各元素標(biāo)準(zhǔn)溶液見表1。
表1 各元素標(biāo)準(zhǔn)溶液 μg/ mL
根據(jù)國(guó)內(nèi)合成鹽酸的工藝,同時(shí)GB320—2006工業(yè)用合成鹽酸方法中硫酸鹽的檢測(cè),說明在合成鹽酸中硫是以硫酸鹽的形式存在的[2]。在電熱板或電爐上加熱時(shí)蒸干溫度不宜控制,溫度過高易造成樣品煮沸,飛濺到外面,所以選擇數(shù)顯恒溫水浴鍋蒸干最佳,蒸干后加入1 mL硝酸溶解殘?jiān)?/p>
配制標(biāo)準(zhǔn)溶液的單元素介質(zhì)是硝酸,通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),用同一標(biāo)準(zhǔn)溶液檢測(cè)不同濃度的酸對(duì)鈣的檢測(cè)影響比較大,產(chǎn)生酸效應(yīng)影響,為了酸度保持一致,減小對(duì)鈣檢測(cè)的影響,試驗(yàn)采用硝酸介質(zhì)制備樣品,配制曲線[3]。
實(shí)驗(yàn)表明,配制的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度與強(qiáng)度的線性關(guān)系良好,各元素標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性相關(guān)系數(shù):R2在0.999 957~0.999 586,RSD<2.0%。各元素的線性相關(guān)系數(shù),RSD見表2。
表2 各元素標(biāo)準(zhǔn)曲線性方程
檢出限是在優(yōu)化的儀器條件下,對(duì)試劑空白溶液連續(xù)測(cè)定10次,以3倍的標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算方法的檢出限結(jié)果:Ga 0.000 8 μg/ mL,Mg 0.001 0 μg/ mL,F(xiàn)e 0.000 98 μg/ mL,SO42-0.006 μg/ mL。
取同樣的工業(yè)鹽酸樣品5份,按照實(shí)驗(yàn)方法對(duì)樣品進(jìn)行處理和測(cè)定,得到5組樣品Ga、Mg、Fe、SO42-的結(jié)果,計(jì)算各元素檢測(cè)值得相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)在1.84%~4.68%,對(duì)精密度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)(見表3)。
表3 樣品分析結(jié)果及相對(duì)偏差
為了驗(yàn)證各元素檢測(cè)的準(zhǔn)確性,取3份按照本試驗(yàn)方法檢測(cè)出Ga、Mg、Fe、SO42-含量的樣品,分別加入Ga濃度0.05 μg/ mL、Mg0.2 μg/ mL、Fe濃度為0.3 μg/ mL的混合溶液和SO42-濃度為1、2、4 μg/ mL的溶液于上述3份樣品中,按照實(shí)驗(yàn)方法檢測(cè),檢測(cè)結(jié)果見表4。
表4 方法的加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)
從表4可以看出,該方法的加標(biāo)回收率在88.00%~108.58%,回收率在此范圍內(nèi)符合要求,說明該方法適用于工業(yè)鹽酸中Ga、Mg、Fe、SO42-的檢測(cè)。
用數(shù)顯恒溫水浴鍋蒸干鹽酸,電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀在1%硝酸介質(zhì)中檢測(cè),選擇合適的檢測(cè)譜線,本法測(cè)得各元素的加標(biāo)回收率為88%~106.91%;該方法具有準(zhǔn)確、可靠、簡(jiǎn)單、快速等特點(diǎn),能滿足青海東臺(tái)吉乃爾鋰資源股份有限公司工業(yè)鹽酸原料的檢測(cè)要求,為生產(chǎn)提供可靠的數(shù)據(jù)支持。