ICP－AES法测定原盐中Al、Si、I含量的分析方法研究

吴云华 袁清香 施微微

(蓝星股份江西星火有机硅厂分析技术部，江西 永修 330300)

前言

离子膜电解法制碱技术因其具有节能、环保、产品质量高、无污染等诸多优点已被公认为最先进合理的制碱技术，但其关键设备电解槽对原盐有很高的质量要求:铝、硅含量过高，堵塞膜孔，使电解槽电压升高，电流下降;碘含量过高，也会引起电解电流效率下降，甚至生成难溶的高碘盐Na3H2IO6沉积在膜表面，对膜造成损害［1］，因此，对原盐中 Al、Si、I含量的控制是极为重要。采用ICP－AES标准加入法测定盐水中的Al、Si、I含量［2－4］，该方法快速、准确、可靠，完全能够满足生产要求。

1 实验部分

1.1 仪器及工作参数

ICAP6300型ICP全谱直读光谱仪(美国热电公司)，高盐进样系统。

功率:1150W;辅助气流量:0.5L/min;冷却气流量:16L/min;雾化器流量:1.0L/min，观测高度:14mm;分析最大积分时间:短波范围30s、长波范围10s;蠕动泵转速:50 r/min。

分析线波长:Al167.079nm;Si 251.611nm;I 178.276nm。

1.2 试剂

Al、Si国家标准溶液，浓度分别为 1000μg/ml，500μg/ml，市售。

1000μg/ml碘标准溶液:称取 0.3270 克 120 ～140℃烘干2小时的碘化钾(GR)于250ml容量瓶中，以超纯水稀释至刻度，摇匀，避光保存。此溶液1ml含有1.00mg碘，即含碘质量浓度为1000μg/ml。

100μg/ml碘、铝标准溶液:吸取1000μg/ml标准溶液10ml用超纯水稀释至100ml。

实验用水均为超纯水。

1.3 操作步骤

样品处理:称取一定量的原盐样品用超纯水溶解于250ml烧杯中，过滤转移至容量瓶中，摇匀，待测，称此溶液为A溶液。

由于测定元素在高浓度盐水和水中的ICP发光强度相差较大，为了消除基体的影响，因此使用标准加入法测定。

标准系列配制:根据原盐样品中实际元素含量范围，在四个50ml容量瓶中分别按表1加入标准溶液和超纯水，再用A溶液稀释至刻度，摇匀，待测。

表1 配制标准系列

2 结果与讨论

2.1 发射功率

随着等离子体RF功率的增加，铝、硅、碘的信背比逐渐增大，而测定精密度变化不大;使用功率越大，仪器使用寿命缩短，到1350W时矩管稍有熔融起泡现象，通过综合考虑，确定发射功率为1150W。

2.2 谱线选择及积分时间选择

由于原盐中这三种元素含量都比较低，所以首选其灵敏线作为分析谱线，但该谱线不能有共存元素的干扰，否则应该扣除干扰谱线贡献的强度后计算其准确浓度。硅采用其灵敏线251.611(134)nm。

微量铝分析一般采用灵敏线396.152(85)nm，对水溶液分析，其精密度和准确度都比较好，但用该谱线分析盐水时，精密度太差，由于该谱线受盐水氯化钠基体影响较大，所以测定原盐不适合采用。铝分析谱线167.079(502)nm受盐水影响较小，但要求测定样品时通气量较大且时间稍长，使仪器中的空气吹赶干净，由于空气中氧会吸收紫外线降低谱线的测定灵敏度，对于高浓度盐水样品适合采用167.079(502)nm谱线。I有多条谱线，根据资料上介绍及实际样品情况，选用178.276nm、179.909nm、183.038nm、206.190nm 四条谱线进行实验，发现后面三条谱线灵敏度太差，达不到分析要求，故选用178.276nm谱线测定碘。

根据样品中各元素含量大小优化积分时间，确定短波积分时间为30s、长波积分时间为10s。

2.3 垂直观测高度

在其他条件不改变，只改变垂直观测高度(从10到18mm)的条件下，对同一样品进行测定，Al167.079(502)谱线测定强度上下波动，碘178.276nm谱线强度随垂直观测高度的增大，其测定强度也增大。硅251.611nm谱线强度随垂直观测高度的增大，其测定强度逐渐减小。综合考虑三个元素的测定，确定采用垂直观测高度为14mm。

2.4 标准加入法铝、硅、碘元素测定标准曲线

按表1配制标准系列，用A样品溶液稀释至刻度，摇匀，在确定的仪器条件下，测定系列样品强度，配制浓度与测定强度的铝、硅、碘元素的标准曲线图见图1、图 2、图 3。

图2 硅元素的标准曲线图

图3 碘元素的标准曲线图

2.5 元素检出限

在本方法测定条件下对原盐溶解后的样品测定11次，其标准偏差的3倍作为检出限，结果见表2:

表2 方法检出限

2.6 精密度实验

按确定的试验条件对同一批样品测定11次，分别计算各元素的测定精密度，数据见表3。

表3 精密度实验数据

2.7 回收率实验

对一批原盐样品进行了加标回收实验，测定结果见表4。

表4 回收率实验数据

从样品的回收率结果来看，该测量方法能够满足分析要求。

2.8 测定注意事项

(1)确保仪器处于稳定状态，通气时间足够长，尽量排除等离子体和光谱测量通道中空气中氧的存在。

(2)配制好的盐水样品应尽快测量，不应放置过久。测量过程中当完成一个样品时放入清水中待火焰变成浅蓝色时再测下一个样品。

(3)碘标准溶液一定要进行标定，因其稳定性不好，应避光低温保存，标定方法采用硝酸银滴定法。

3 结论

本方法讨论了用ICP－AES标准加入法测定原盐中Al、Si、I元素含量的测定方法，精密度、准确度都能满足工艺生产要求，一次性同时测定铝、硅、碘含量，方法简便可靠，不仅节约了试剂人力，也缩短了检验时间。

［1］程殿彬.离子膜法制碱生产技术［M］.北京:化学工业出版社，1999，10.

［2］张友平，水生宏，罗红.采用ICP－OES法测定二次盐水中的碘［J］.氯碱工业，2009，45(9):37 －39.

［3］范强，王朔.二次盐水中碘的测定［J］.氯碱工业，2008，44(10):32 －36.

［4］刘平.ICP－AES同时测定二次盐水中微量元素［J］.中国氯碱，2008，12:33 －34.