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)進行控制外，還嚴格控制總碘含量。碘在鹽水中主要以碘離子和碘酸根形式存在，其含量高低嚴重影響燒堿產(chǎn)品的生產(chǎn)能力和質(zhì)量水平。當?shù)夂砍^1×10-6時，在膜的陰極層附近與鈉結合形成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，隨著時間遷移，導致電壓升高，膜的使用壽命縮短，生產(chǎn)運營成本增加，所以氯堿行業(yè)嚴格控制碘含量。

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，但準確度較差。分光光度法雖對儀器要求不高、準確度也較高，但操作步驟繁瑣、反應條件苛刻、耗時且不易掌握，因而應用較少。采用ICP-OES法，雖然儀器投資巨大，但靈活簡便、適用性強、無需復雜的預處理操作，還可以同時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進行直接分析時，由于鹽水中飽和NaCl的影響，碘的檢出限將升高為0.3 mg/L，無法有效指導生產(chǎn)。山東陽煤恒通化工股份有限公司對該方法進行改進，采用專配的高鹽中心管，先將樣品稀釋以減輕基體影響，然后通過蠕動泵進樣并以標準加入法進行定量分析。改進后的方法不僅檢測限降至8～15 μg/L，而且操作簡單快速，準確性和重現(xiàn)性俱佳。

1　實驗部分

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)設置（見表1）

表1　儀器工作條件及參數(shù)設置

1.2試劑和溶液

（1）碘標準儲備液（100 mg/L）：準確稱取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）碘標準工作液（10 mg/L）：將碘標準儲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，采用標準加入法測定樣品。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燃等離子體，待儀器穩(wěn)定后按加標濃度由低到高的順序依次進樣分析，測出178.276 nm處碘的發(fā)射強度，每樣平行測定三次求平均值。

手動進行波長校正和背景校正然后由計算機繪制回歸曲線，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　標準加入法試液和試劑的加入量

2　結果與分析

2.1儀器工作條件的選擇

按照條件選擇試驗方法，測定碘加標濃度為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、霧化氣流量時的發(fā)射光譜強度，對這些數(shù)據(jù)進行綜合分析，確保分析強度，得到最好的信噪比，并較好地保護炬管。

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，使其及時被抽風抽走，將冷卻氣流量適當增加到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，然后通過蠕動泵進樣并以標準加入法進行定量分析。

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碘標準工作液進行全譜掃描，觀察各譜線的發(fā)射強度、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，測定時還可用Spectro Blue分析儀自帶的波長校正對波長進行微調(diào)。對于背景干擾，采用Spectro Blue分析儀自帶的背景校正技術予以扣除。

2.3線性范圍、檢出限和精密度

按標準加入法操作，測定加標溶液的發(fā)射強度，儀器工作系統(tǒng)直接對數(shù)據(jù)進行一次線性回歸處理，以碘的加標濃度為橫坐標，發(fā)射強度為縱坐標，回歸曲線如圖1所示。線性方程：I=8.528c+0.518，相關系數(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，標準偏差0.061 2 mg/L。

2.4實際樣品分析

用上述建立的方法測定工業(yè)鹽中碘含量，結果見表3。

表3　樣品中碘含量

3　結論

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)實驗情況判定，在上述條件下儀器的靈敏度、穩(wěn)定性和測量線性都能達到需求。結果表明：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、結果準確，為離子膜法燒堿日常的生產(chǎn)工藝控制提供了強有力的保障。

進一步的實驗表明：選擇合適的條件，使碘與Ca2+、Mg2+、Fe3+等金屬離子同時測定而互不干擾，可以進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150萬t/a甲醇項目二期 近日陜西開工建設

近日，徐礦集團150萬t甲醇項目二期——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。

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

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

2011年3月，徐礦集團在寶雞市投資38億元的一期60萬t甲醇項目動工建設，2013年5月投產(chǎn)。到2015年底，已累計生產(chǎn)精甲醇179萬t，實現(xiàn)營業(yè)收入32.5億元。

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

2006年，徐礦集團參股中科合成油技術有限公司，論證50萬t煤基合成油項目，啟動實施了150萬t/a甲醇一期項目。

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