DMSO廢鹽中無(wú)機(jī)組分組成與含量分析

龍真明+馬會(huì)娟+康群

摘 要：文章采用萃取恒重預(yù)處理、紫外法和離子色譜法分析了DMSO生產(chǎn)廢鹽中的無(wú)機(jī)組分組成與含量，經(jīng)過(guò)測(cè)定知無(wú)機(jī)鹽占DMSO廢鹽質(zhì)量的百分比43%，其中無(wú)機(jī)鹽中主要成分為硝酸鈉（占無(wú)機(jī)組分65%）和甲基磺酸鈉（占無(wú)機(jī)組分26%），其余9%為亞硝酸鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、氯化鈉、硫酸鈉。文章可為回收利用DMSO廢鹽中無(wú)機(jī)組分提供參考。

關(guān)鍵詞：DMSO廢鹽；無(wú)機(jī)組分；組成；含量；分析

中圖分類號(hào)：TQ209 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）22-0193-02

前言

以二甲基硫醚為原料，以二氧化氮為催化劑氧化制取二甲基亞砜的過(guò)程中產(chǎn)生大量廢鹽[1]，平均每生產(chǎn)1噸二甲基亞砜，產(chǎn)生0.2噸廢鹽。該廢鹽為淡黃色半固態(tài)的有機(jī)物與無(wú)機(jī)物的混合物，主要有機(jī)組分為二甲基砜（MSM）、二甲基亞砜（DMSO），硝酸鈉，亞硝酸鈉，甲基磺酸鈉等。本文對(duì)DMSO廢鹽中無(wú)機(jī)組分的組成與含量進(jìn)行了分析，其分析結(jié)果可為進(jìn)一步分離回收DMSO廢鹽中的無(wú)機(jī)組分提供參考。

1 實(shí)驗(yàn)方法與材料

1.1 樣品來(lái)源

測(cè)定樣品來(lái)源于某DMSO生產(chǎn)裝置正常生產(chǎn)過(guò)程中排出的DMSO廢鹽，外觀為淡黃色半固體。

1.2 樣品預(yù)處理方法

準(zhǔn)確稱取DMSO廢鹽10g或5g左右，用優(yōu)級(jí)純苯在50℃下多次萃取，萃取時(shí)間20min/次，萃取劑用量40mL/次，直至萃取后苯液中不再含有MSM和DMSO等有機(jī)組分。因無(wú)機(jī)鹽在苯中溶解度極低，故絕大部分無(wú)機(jī)鹽留在萃殘物中。將萃殘物在鼓風(fēng)干燥箱中干燥去殘余苯和水分，恒重后稱取其質(zhì)量數(shù)，放入干燥器中備用。

1.3 所用儀器

北京瑞利UV-2100型紫外分光光度計(jì)，美國(guó)戴安離子色譜儀。鼓風(fēng)干燥箱，萬(wàn)分之一天平。

1.4 分析方法

用離子色譜法對(duì)無(wú)機(jī)組分的陰離子進(jìn)行定性定量[2]；采用紫外可見(jiàn)分光光度法測(cè)定硝酸鹽氮含量并轉(zhuǎn)化為硝酸根含量[2]。

2 DMSO廢鹽中無(wú)機(jī)組分的測(cè)定實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 DMSO廢鹽中無(wú)機(jī)組分干重測(cè)定

稱取DMSO廢鹽10g或5g，按照1.2樣品預(yù)處理方法進(jìn)行萃取，并烘干至恒重，測(cè)定質(zhì)量數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

由表1知，12次測(cè)定DMSO廢鹽中無(wú)機(jī)組分占原廢鹽的質(zhì)量百分比平均值為42.9%；測(cè)定結(jié)果的相對(duì)平均偏差為0.97%。

2.2 DMSO廢鹽中硝酸鈉含量的測(cè)定-紫外分光光度法

2.2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

標(biāo)準(zhǔn)曲線見(jiàn)圖1，該標(biāo)準(zhǔn)曲線的相關(guān)系數(shù)為1，曲線相關(guān)性很好，達(dá)到方法要求。

2.2.2 DMSO廢鹽中硝酸根含量測(cè)定

取經(jīng)預(yù)處理后的DMSO廢鹽， 準(zhǔn)確稱取1.0165g定容于1L容量瓶中（1.0165g/L）， 使用紫外分光光度計(jì)測(cè)試水樣中硝酸鹽氮的含量。將7月15日制備的無(wú)機(jī)鹽烘干（105℃，2h），稱取1.0010g定容于1L容量瓶中，使用紫外分光光度計(jì)測(cè)試水樣中硝酸鹽氮的含量見(jiàn)表2。

由表2知：測(cè)定兩次取平均值。測(cè)得萃取后DMSO廢鹽在烘干前、后硝酸鈉的百分含量為65.7%和67%。

取另一批次預(yù)處理得到的DMSO廢鹽，分別稀釋100倍于兩個(gè)100ml容量瓶中，取其中一個(gè)容量瓶加入5ml硝酸鉀使用液（10mg/L），定容。另外一個(gè)直接定容。使用紫外分光光度計(jì)測(cè)試兩容量瓶中硝酸根的濃度，計(jì)算加標(biāo)回收率，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3知：硝酸鈉在經(jīng)萃取干燥預(yù)處理后的廢鹽中的含量為63%，硝酸鹽氮測(cè)定的加標(biāo)回收率為96.2%，滿足測(cè)試方法要求。說(shuō)明無(wú)機(jī)廢鹽中硝酸鈉的測(cè)定結(jié)果是準(zhǔn)確可靠的。

小結(jié)： 紫外法測(cè)定兩個(gè)批次預(yù)處理后的DMSO廢鹽，第一個(gè)批次測(cè)定結(jié)果硝酸鈉含量為67%；第二個(gè)批次測(cè)定結(jié)果硝酸鈉含量為63%，兩個(gè)批次結(jié)果平均值為65%，相對(duì)平均偏差為6.2%，加標(biāo)回收率為96.2%。

2.3 DMSO廢鹽中甲基磺酸鈉的測(cè)定-離子色譜法

據(jù)生產(chǎn)工藝及廠家資料分析知：DMSO廢鹽中無(wú)機(jī)陽(yáng)離子只有鈉離子，故只對(duì)陰離子進(jìn)行離子色譜分析。

2.3.1 DMSO廢鹽中無(wú)機(jī)陰離子定性分析

將預(yù)處理后的DMSO廢鹽取準(zhǔn)確稱取1g左右，溶解定容于1000mL容量瓶中，再進(jìn)行稀釋后制樣放入離子色譜自動(dòng)進(jìn)樣器中進(jìn)入陰離子柱進(jìn)行色譜分析，知主要陰離子為兩種，一種為硝酸根，離子色譜峰面積最大，峰高最高，其次為甲基磺酸根，其余為微量，有亞硝酸根、氯離子、碳酸根離子、硫酸根離子。

2.3.2 DMSO廢鹽中甲基磺酸鈉的定量分析

（1）標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

采用優(yōu)級(jí)純甲基磺酸配制標(biāo)準(zhǔn)系列溶液，在離子色譜上測(cè)定相應(yīng)峰面積并做標(biāo)準(zhǔn)曲線圖見(jiàn)圖2。相關(guān)系數(shù)為0.9987。

（2）甲基磺酸鈉的測(cè)定

稱取1.0055g經(jīng)預(yù)處理的DMSO廢鹽定容于1L容量瓶中（1.0055g/L）備用。取兩個(gè)100mL容量瓶，分別加入該溶液10mL， 第一個(gè)容量瓶直接用去離子水定容，為試樣一，測(cè)定兩次；第二個(gè)容量瓶加入10mL的甲基磺酸標(biāo)準(zhǔn)溶液（甲基磺酸根100mg/L），再用去離子水定容為試樣二。為試樣二。使用離子色譜測(cè)試兩容量瓶中甲基磺酸根離子的濃度。理論上加入甲基磺酸使用液的水樣與未加甲基磺酸使用液的水樣中甲基磺酸根的濃度差值為10mg/L。

測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表4。由表4知：試樣一中甲基磺酸鈉的含量為26.8%，試樣二中甲基磺酸鈉的含量為26%，加標(biāo)回收率為106.4%。

3 結(jié)論

經(jīng)測(cè)定，DMSO廢鹽中無(wú)機(jī)組分占總廢鹽的42.9%，其中無(wú)機(jī)組分中硝酸鈉和甲基磺酸鈉為主要兩種成分，硝酸鈉占65%，甲基磺酸鈉占26%，其余9%少量無(wú)機(jī)鹽為亞硝酸鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、硫酸鈉、氯化鈉。

可見(jiàn)，DMSO廢鹽中無(wú)機(jī)組分回收的重點(diǎn)在于硝酸鈉和甲基磺酸鈉的分離。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄒璐.二甲基亞砜生產(chǎn)工藝及應(yīng)用研究[J].貴州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院報(bào)，2014，9（1）；20-21.

[2]國(guó)家環(huán)保總局.水、廢水監(jiān)測(cè)分析方法（第四版）[M].中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社.