張長勝

（中海油服油田化學事業(yè)部油田化學研究院，天津 300459）

目前，工業(yè)氯化鉀按生產(chǎn)工藝的不同分別執(zhí)行相應質(zhì)量控制標準，GB/T 7118—2008《工業(yè)氯化鉀》適用于從光鹵石中提取的工業(yè)氯化鉀產(chǎn)品；GB/T 6549—2011《氯化鉀》適用于含鉀鹵水和含鉀鹽礦按各種工藝生產(chǎn)的工農(nóng)業(yè)用氯化鉀產(chǎn)品[1-2]。但是在這兩個標準GB/T 7118—2008 和GB/T 6549—2011 的樣品處理過程中均運用了加熱煮沸，此方法中部分銨根離子與金屬離子絡合形成穩(wěn)定的絡合物，采用煮沸不能全部消除會引起檢測數(shù)據(jù)的誤差大[3-5]。除了要求對氯化鉀或氧化鉀的含量進行檢測以外，通常還運用質(zhì)量法、容量法或光度法等分析方法檢測不同溶液中各種離子的濃度[6-7]，采用標準曲線計算各種物質(zhì)的含量，該方法操作復雜、靈敏度低、容易受干擾、數(shù)據(jù)不精確，已不能滿足實際工業(yè)氯化鉀的檢測。因此，室內(nèi)研發(fā)建立陰陽離子色譜聯(lián)合技術檢測氯化鉀各種化學物質(zhì)的濃度，該方法操作簡單、快速、靈敏、能夠進行多組分離子的測定，為工業(yè)氯化鉀檢測技術提供技術支撐。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

陽離子色譜儀、陰離子色譜儀（Aquion RFIC，賽默飛世爾科技（中國）有限公司）；超純水機（山東汀蘭環(huán)保科技有限公司）。

多元素標準溶液NCS142083（Ca2+、NH4+、K+、Na+、Mg2+、Li+混合標準溶液），鋼研納克檢測技術股份有限公司；標準溶液NCS142019（F-、Cl-、SO42-、Br-、NO3-），鋼研納克檢測技術股份有限公司；超純水，實驗室自制。

1.2 測試所需樣品

測試所需未知含量的工業(yè)氯化鉀樣品，見表1。

表1 未知含量工業(yè)氯化鉀樣品

1.3 色譜條件

（1）陰離子色譜：淋洗液為20 mmol/L KOH 溶液、流速為1 mL/min、進樣體積20 μL、外標法定量；

（2）陽離子色譜：淋洗液為20 mmol/L 甲基磺酸溶液、流速為1 mL/min、進樣體積20 μL、外標法定量。

1.4 測試方法

（1）氯化鉀樣品溶液制作：稱取氯化鉀樣品0.1 g，稱準至0.001 g，然后置于100 mL 燒杯中，加水30 mL左右，待其充分溶解后倒入100 mL 容量瓶中，再加水稀釋至刻度線并搖勻。另取1 mL 上述溶液至100 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度線并搖勻備用；

（2）利用陰陽離子色譜法檢測氯化鉀樣品溶液中各離子的濃度，采用外標法計算工業(yè)氯化鉀樣品中各種化學成分的含量[8]。

2 結(jié)果與討論

2.1 線性關系

參考標準GB/T 7118—2008 中列出的氯化鉀樣品中各種化學物質(zhì)含量指標要求[9-10]，首先用標準溶液配制每種離子的標準工作液，然后利用陰陽離子色譜檢測混合標準溶液中陰陽離子濃度，實驗結(jié)果見圖1。

圖1 混合標準溶液的色譜圖

從圖1 檢測數(shù)據(jù)可以看出：本文建立的離子色譜方法，色譜峰峰形尖銳而對稱、基線平穩(wěn)、分離效果好，可以滿足實驗測試需求。

然后將檢測數(shù)據(jù)進行處理，根據(jù)陰/陽離子混合標準溶液濃度梯度從低到高依次進樣分析，以各陰/陽離子質(zhì)量濃度為橫坐標，以色譜峰面積為縱坐標，繪制校正曲線并擬合計算回歸方程和相關系數(shù)。得到各種離子的校正曲線，各陰陽離子色譜原始校正曲線見圖2。

圖2 陰陽離子色譜原始校正曲線

同樣得到各離子的線性響應范圍及相關系數(shù)，見表2。

表2 各離子的回歸方程及相關系數(shù)

從表2 可以發(fā)現(xiàn)，氯化鉀樣品溶液中各離子的校正曲線線性相關系數(shù)均大于0.999 00，說明線性關系良好。

2.2 測試分析

分別從樣品1、樣品2、樣品3 取樣，按照1.4 中的方法配制氯化鉀樣品溶液，取樣量見表3。

表3 配制氯化鉀樣品溶液取樣量

采用陰陽離子色譜聯(lián)用技術對所配制的氯化鉀溶液進行檢測，各離子的濃度見表4。

表4 陰陽離子色譜聯(lián)用技術檢測氯化鉀樣品溶液中各離子的濃度數(shù)據(jù)表 單位：mg/L

通過表3、表4 數(shù)據(jù)可知，計算氯化鉀樣品溶液中離子所占的質(zhì)量分數(shù)，然后采用陰陽離子色譜聯(lián)用技術檢測氯化鉀的質(zhì)量分數(shù)并開展對比分析，見表5。

表5 氯化鉀樣品檢測結(jié)果 單位：g/100g

將表5 中測得的實驗數(shù)據(jù)和GB/T 7118—2008《工業(yè)氯化鉀》中對工業(yè)氯化鉀理化指標進行對比，可以看出樣品1、樣品2 符合工業(yè)氯化鉀優(yōu)級指標。從表5 實驗數(shù)據(jù)也不難發(fā)現(xiàn)，陰陽離子色譜聯(lián)用技術測試得到的各樣品中氯化鉀的有效含量與質(zhì)量法測定的結(jié)果差別不大；可是質(zhì)量法由于靈敏度較低，對于樣品中較小含量的鈣、鎂離子和硫酸根離子不能精確地檢測，從而導致氯化鈉的含量計算誤差較大。

3 結(jié)論

通過陰陽離子色譜聯(lián)用技術檢測工業(yè)氯化鉀樣品的有效含量，攻克了傳統(tǒng)質(zhì)量法操作步驟繁瑣、靈敏度低、受干擾性大及無法檢測鈉離子等缺點。從以上研究數(shù)據(jù)可以得出，該方法檢測氯化鉀溶液中各離子線性相關系數(shù)r 大于0.999 00，方法簡便可靠，通過陰陽離子色譜的聯(lián)用即可完成氯化鉀溶液中所有需要檢測的離子濃度，適用于工業(yè)氯化鉀的質(zhì)量控制，是一種科學、高效的工業(yè)氯化鉀新型檢測技術，建議推廣使用。