用ICP-OES測定井礦鹽、鹵水和精制鹽水中的微量碘

顏廷來

（山東陽煤恒通化工股份有限公司，山東 臨沂 276100）

用ICP-OES測定井礦鹽、鹵水和精制鹽水中的微量碘

顏廷來

（山東陽煤恒通化工股份有限公司，山東 臨沂 276100）

建立了用ICP-OES測定井礦鹽、鹵水和精制鹽水中碘含量的方法。從儀器配置、工作參數(shù)設(shè)置和碘測定譜線選擇等方面展開探討。

井礦鹽；鹵水；精制鹽水；碘

近年來國內(nèi)氯堿行業(yè)普遍采用離子膜法制堿，該工藝除了需對Ca2+、Mg2+、Sr2+、Ba2+、Si2+、Ni+、Fe2+等有害雜質(zhì)進(jìn)行控制外，還嚴(yán)格控制總碘含量。碘在鹽水中主要以碘離子和碘酸根形式存在，其含量高低嚴(yán)重影響燒堿產(chǎn)品的生產(chǎn)能力和質(zhì)量水平。當(dāng)?shù)夂砍^1×10-6時(shí)，在膜的陰極層附近與鈉結(jié)合形成Na3H2IO6不溶物，使電流效率降低、膜電壓增加。即使碘含量小于1×10-6，也可將鋇和鈣沉積下來，隨著時(shí)間遷移，導(dǎo)致電壓升高，膜的使用壽命縮短，生產(chǎn)運(yùn)營成本增加，所以氯堿行業(yè)嚴(yán)格控制碘含量。

目前，測定碘的方法主要有氧化還原滴定法［1］、分光光度法［2］、原子發(fā)射光譜法［3］。氧化還原滴定法適于快速分析，但準(zhǔn)確度較差。分光光度法雖對儀器要求不高、準(zhǔn)確度也較高，但操作步驟繁瑣、反應(yīng)條件苛刻、耗時(shí)且不易掌握，因而應(yīng)用較少。采用ICP-OES法，雖然儀器投資巨大，但靈活簡便、適用性強(qiáng)、無需復(fù)雜的預(yù)處理操作，還可以同時(shí)測定鹽中其他金屬離子的含量，能夠充分發(fā)揮現(xiàn)有光譜儀器的優(yōu)勢。然而，以普通ICP-OES進(jìn)行直接分析時(shí)，由于鹽水中飽和NaCl的影響，碘的檢出限將升高為0.3 mg/L，無法有效指導(dǎo)生產(chǎn)。山東陽煤恒通化工股份有限公司對該方法進(jìn)行改進(jìn)，采用專配的高鹽中心管，先將樣品稀釋以減輕基體影響，然后通過蠕動(dòng)泵進(jìn)樣并以標(biāo)準(zhǔn)加入法進(jìn)行定量分析。改進(jìn)后的方法不僅檢測限降至8～15 μg/L，而且操作簡單快速，準(zhǔn)確性和重現(xiàn)性俱佳。

1　實(shí)驗(yàn)部分

1.1儀器配置及工作條件

（1）德國分析儀器公司Spectro Blue SOP型，配交叉霧化器、雙層霧室、高鹽專用中心管3.0 mm。

（2）儀器工作條件及參數(shù)設(shè)置（見表1）

表1　儀器工作條件及參數(shù)設(shè)置

1.2試劑和溶液

（1）碘標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液（100 mg/L）：準(zhǔn)確稱取0.1686g碘酸鉀（優(yōu)級純），用高純水溶解并定容至1 000 mL聚丙烯容量瓶，低溫避光保存。

（2）碘標(biāo)準(zhǔn)工作液（10 mg/L）：將碘標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液用高純水直接稀釋10倍，現(xiàn)用現(xiàn)配。

（3）高純水，電阻率＞18 MΩ。

1.3試驗(yàn)方法

1.3.1樣品處理

稱取約25 g精制鹽水或鹵水（井礦鹽為12.5 g），準(zhǔn)確至0.000 1 g，轉(zhuǎn)移至250 mL潔凈的聚丙烯容量瓶中，用高純水稀釋至刻度，充分混勻。

1.3.2樣品測定

為減輕基體干擾，采用標(biāo)準(zhǔn)加入法測定樣品。取4只用稀硝酸洗凈的50 mL聚丙烯容量瓶，按表2所示加入一定量的試液和試劑，搖勻。

在選定的工作條件下點(diǎn)燃等離子體，待儀器穩(wěn)定后按加標(biāo)濃度由低到高的順序依次進(jìn)樣分析，測出178.276 nm處碘的發(fā)射強(qiáng)度，每樣平行測定三次求平均值。

手動(dòng)進(jìn)行波長校正和背景校正然后由計(jì)算機(jī)繪制回歸曲線，再次測定空白樣，即可得出樣品中的碘含量，以mg/L表示。

表2　標(biāo)準(zhǔn)加入法試液和試劑的加入量

2　結(jié)果與分析

2.1儀器工作條件的選擇

按照條件選擇試驗(yàn)方法，測定碘加標(biāo)濃度為0.500 mg/L的溶液在不同等離子體功率、冷卻氣體流量、輔助氣體流量、霧化氣流量時(shí)的發(fā)射光譜強(qiáng)度，對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，確保分析強(qiáng)度，得到最好的信噪比，并較好地保護(hù)炬管。

2.1.1等離子體功率

等離子體功率正常工作范圍：1 200～1 700 W，由于碘的發(fā)射譜線強(qiáng)度較弱且在紫外區(qū)，需要消耗較大的功率，因此將等離子體功率適當(dāng)提高至1 500 W。

2.1.2冷卻氣流量

冷卻氣正常工作范圍：12～20 L/min，為減少NaCl在炬管口的附著沉積，使其及時(shí)被抽風(fēng)抽走，將冷卻氣流量適當(dāng)增加到16.00 L/min。

2.1.3輔助氣流量

輔助氣的正常工作范圍：0.6～3 L/min，為減少氣溶膠攜帶的鹽分在中心管口堆積，將輔助氣流量適當(dāng)調(diào)高至1.8 L/min。

圖1　回歸曲線（λ=178.276 nm）

2.1.4霧化氣流量

霧化氣的正常工作范圍：0.4～1.5 L/min，為提高霧化效率，防止堵塞，將霧化氣流量適當(dāng)提高至0.75 L/min。

2.2干擾因素影響

2.2.1物理干擾

為減輕高濃度氯化鈉對微量碘測定造成的基體干擾，本方法先將樣品稀釋，然后通過蠕動(dòng)泵進(jìn)樣并以標(biāo)準(zhǔn)加入法進(jìn)行定量分析。

2.2.2光譜干擾

光譜干擾包括譜線重疊干擾和背景干擾。碘有142.549 nm、161.760 nm、178.276 nm、179.909 nm、183.038 nm等多條譜線，通過選擇無干擾的最靈敏線作為分析線，以消除重疊干擾。對0.500 mg/L碘標(biāo)準(zhǔn)工作液進(jìn)行全譜掃描，觀察各譜線的發(fā)射強(qiáng)度、靈敏度和干擾情況，若選擇178.276 nm作為分析線，此波長附近只有S的原子譜線178.226 nm，Si的原子譜線178.250 nm和P的原子譜線178.287 nm接近，但不產(chǎn)生干擾，測定時(shí)還可用Spectro Blue分析儀自帶的波長校正對波長進(jìn)行微調(diào)。對于背景干擾，采用Spectro Blue分析儀自帶的背景校正技術(shù)予以扣除。

2.3線性范圍、檢出限和精密度

按標(biāo)準(zhǔn)加入法操作，測定加標(biāo)溶液的發(fā)射強(qiáng)度，儀器工作系統(tǒng)直接對數(shù)據(jù)進(jìn)行一次線性回歸處理，以碘的加標(biāo)濃度為橫坐標(biāo)，發(fā)射強(qiáng)度為縱坐標(biāo)，回歸曲線如圖1所示。線性方程：I=8.528c+0.518，相關(guān)系數(shù)r=0.999 95，在0.02～1.20 mg/L的范圍內(nèi)線性良好，檢出限0.013 3 mg/L，標(biāo)準(zhǔn)偏差0.061 2 mg/L。

2.4實(shí)際樣品分析

用上述建立的方法測定工業(yè)鹽中碘含量，結(jié)果見表3。

表3　樣品中碘含量

3　結(jié)論

建立了ICP-OES測定井礦鹽、鹵水和精制鹽水中痕量碘的測定方法，根據(jù)實(shí)驗(yàn)情況判定，在上述條件下儀器的靈敏度、穩(wěn)定性和測量線性都能達(dá)到需求。結(jié)果表明：該方法較氧化還原滴定法和分光光度法靈活簡便、適用性強(qiáng)、結(jié)果準(zhǔn)確，為離子膜法燒堿日常的生產(chǎn)工藝控制提供了強(qiáng)有力的保障。

進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)表明：選擇合適的條件，使碘與Ca2+、Mg2+、Fe3+等金屬離子同時(shí)測定而互不干擾，可以進(jìn)一步地提高分析速度，降低耗材成本，更加充分地發(fā)揮儀器的優(yōu)勢。

［1］王建宏，宋昕.二次鹽水中碘離子測定方法的探討.中國氯堿，2014，06：26-28.

［2］陳玉鋒，冉廣芬，馬海州，等.吸光光度法測定鹵水、油田水中微量碘的研究.鹽湖研究，2006，02：42-45.

［3］張友平，水生宏，羅紅.采用ICP-OES測定二次鹽水中的碘.氯堿工業(yè)，2009，10：37-39.

徐礦集團(tuán)150萬t/a甲醇項(xiàng)目二期 近日陜西開工建設(shè)

近日，徐礦集團(tuán)150萬t甲醇項(xiàng)目二期——陜西長青能源化工有限公司90萬t/a甲醇工程在陜西省鳳翔長青工業(yè)園開工建設(shè)。

二期90萬t/a甲醇項(xiàng)目主要工藝采用粉煤加壓氣化技術(shù)，原料及燃料煤全部由麟北煤田郭家河礦井供應(yīng)。

據(jù)悉，二期項(xiàng)目建成投產(chǎn)后，甲醇全部產(chǎn)能將達(dá)到150萬t，每年可就地轉(zhuǎn)換煤炭330多萬t。

2011年3月，徐礦集團(tuán)在寶雞市投資38億元的一期60萬t甲醇項(xiàng)目動(dòng)工建設(shè)，2013年5月投產(chǎn)。到2015年底，已累計(jì)生產(chǎn)精甲醇179萬t，實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入32.5億元。

2005年，徐礦集團(tuán)與陜西省寶雞市一起完成了寶雞煤化學(xué)工業(yè)區(qū)規(guī)劃，填補(bǔ)了寶雞市煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展空白。

2006年，徐礦集團(tuán)參股中科合成油技術(shù)有限公司，論證50萬t煤基合成油項(xiàng)目，啟動(dòng)實(shí)施了150萬t/a甲醇一期項(xiàng)目。

Determination of trace iodine in well and rock salt、brine and refined brine by ICP-OES

YAN Ting-lai
（Shandong Yanmeihengtong Chemicals Co.，Ltd.，Linyi Shandong 276100，China）

Established the analysis method of trace iodine in well and rock salt、brine and refined brin e by ICP-OES.Extended the discussion in terms of instrument configuration，parameter-setting and selection of spectral line for iodine determination.

well and rock salt；brine；refined brine；iodine

TQ075+.3

B

1009-1785（2016）09-0038-03

2016-08-11