脫硫胺液中高含量鈉的測(cè)定研究

龍興杰

（云錫文山鋅銦冶煉有限公司，云南 文山 663700）

用胺液脫硫是化工、冶煉企業(yè)常用的脫硫方法，胺液在脫硫系統(tǒng)中長(zhǎng)期循環(huán)后Na+會(huì)逐漸富集，Na+含量的升高，影響著胺液的再生，導(dǎo)致脫硫效率降低[1]。所以Na+含量是胺液的一項(xiàng)重要監(jiān)測(cè)指標(biāo)，準(zhǔn)確的測(cè)定胺液中Na+的含量，有利于生產(chǎn)控制。

火焰原子吸收分光光度法是測(cè)定鈉最常用的分析方法，很多研究表明火焰原子吸收法測(cè)定鈉比發(fā)射光譜具有更寬的線性范圍和更高的回收率，適用于批量樣品的測(cè)定[2]。本文通過(guò)選用波長(zhǎng)為330.3nm的第三靈敏線，降低鈉的靈敏度，來(lái)測(cè)定胺液中高含量的鈉，并對(duì)狹縫寬度及燈電流、溶液酸度、線性范圍等測(cè)定條件進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，得出了火焰原子吸收分光光度法以鈉元素波長(zhǎng)為330.3nm的第三靈敏線測(cè)定胺液中高含量鈉的最佳測(cè)定條件。經(jīng)多次平行實(shí)驗(yàn)和加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)對(duì)方法的精密度和準(zhǔn)確度進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)試結(jié)果滿足分析要求，適用于胺液中高含量鈉的測(cè)定。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)儀器與試劑

（1）儀器。iCE 3000火焰原子吸收分光光度計(jì)（賽默飛世爾公司），鈉空心陰極燈。

（2）儀器工作參數(shù)。分析譜線波長(zhǎng)330.3nm，燃?xì)饬髁?.1L/min，燈電流9mA，狹縫寬度0.2nm，燃燒器高度7mm。

（3）試劑。

鹽酸（西隴科學(xué)）。

50g/L氯化鍶（西隴科學(xué)）溶液。

1000.00μg/mL鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液(國(guó)家鋼鐵材料測(cè)試中心)。

實(shí)驗(yàn)所用玻璃器皿均用50%的硝酸浸泡48h后用離子交換二級(jí)水洗凈，實(shí)驗(yàn)所用試劑均為分析純，實(shí)驗(yàn)用水均為離子交換二級(jí)水。

1.2 實(shí)驗(yàn)步驟

（1）樣品分析步驟。移取1.00mL胺液于200mL容量瓶中，加入10.00mL的氯化鍶溶液，4mL鹽酸，加水定容至刻度，搖勻，以試劑空白調(diào)零，按儀器工作參數(shù)測(cè)定吸光度，由標(biāo)準(zhǔn)工作曲線求得樣品中鈉的含量。

（2）標(biāo)準(zhǔn)工作曲線繪制。分別移取1000.00μg/mL的鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液0.00、1.00mL、2.00mL、4.00mL、6.00mL、8.00mL于6個(gè)100mL容量瓶中，即鈉的濃度分別為0.00、10.00μg/mL、20.00μg/mL、40.00μg/mL、60.00μg/mL、80.00μg/mL，按樣品分析步驟進(jìn)行操作，繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。

2 結(jié)果與討論

2.1 狹縫寬度及燈電流的選擇

火焰原子吸收分光光度法測(cè)定鈉主要存在光譜干擾，研究表明調(diào)整合適的狹縫寬度可有效的消除光譜干擾。賽默飛世爾iCE 3000原子吸收可供選擇的狹縫寬度有0.2、0.5、1.0nm三種，結(jié)合歐陽(yáng)超等火焰原子吸收法測(cè)定鈉元素分析條件的優(yōu)化研究，在儀器其它條件保持不變的情況下，在不同的狹縫寬度下進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)曲線、靈敏度、分辨率的對(duì)比，發(fā)現(xiàn)狹縫寬度為0.2nm時(shí)線性相關(guān)性較好，靈敏度較高，分辨率最好。由于燈電流的大小決定著燈的輻射強(qiáng)度和發(fā)射線與吸收線的輪廓，關(guān)系到燈的使用壽命、測(cè)定的靈敏度和穩(wěn)定性、校準(zhǔn)曲線的線性相關(guān)性。在儀器其它條件保持不變的情況下，燈電流由3mA～15mA每隔1mA就對(duì)40.00μg/mL的鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行多次測(cè)定，記錄不同燈電流下標(biāo)準(zhǔn)的吸光度和儀器的負(fù)高壓，對(duì)各燈電流下對(duì)應(yīng)的吸光度和負(fù)高壓進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)當(dāng)燈電流為9mA時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)吸光度穩(wěn)定為0.221，負(fù)高壓為494，測(cè)定結(jié)果靈敏度和穩(wěn)定性都能較好的滿足分析要求。

2.2 溶液酸度的影響

測(cè)定溶液的用酸及用酸量會(huì)對(duì)霧化效率等造成影響，由于標(biāo)準(zhǔn)溶液是鹽酸介質(zhì)，為保持一致性，試樣用酸也為鹽酸。分別移取同一胺液1.00mL于5個(gè)200mL容量瓶中，分別加入2.00mL、4.00mL、6.00mL、8.00mL、10.00mL的濃鹽酸，即鹽酸的體積分?jǐn)?shù)分別為1.00%、2.00%、3.00%、4.00%、5.00%，按樣品分析步驟操作，分別測(cè)定吸光度，以鹽酸體積分?jǐn)?shù)為橫坐標(biāo)，對(duì)應(yīng)吸光度為縱坐標(biāo)，繪制不同鹽酸體積分?jǐn)?shù)下樣品吸光度的變化趨勢(shì)圖，如圖1所示。

圖1 不同鹽酸體積分?jǐn)?shù)下樣品吸光度的變化趨勢(shì)圖

由圖1可知鹽酸體積分?jǐn)?shù)大于2%時(shí)，樣品的吸光度開(kāi)始逐漸下降，為保證一定的酸度和防止吸光度降低，實(shí)驗(yàn)選用2%的鹽酸作為介質(zhì)。

2.3 工作曲線的繪制

胺液中鈉的含量在10g/L左右，稀釋200倍后濃度在50.00μg/mL左右，為保證待測(cè)溶液在工作曲線線性范圍內(nèi)，分別移取1000.00μg/mL的鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液0.00、1.00mL、2.00mL、4.00mL、6.00mL、8.00mL于6個(gè)100mL容 量瓶中，即鈉的濃度分別為0.00、10.00μg/mL、20.00μg/mL、40.00μg/mL、60.00μg/mL、80.00μg/mL，按樣品分析操作步驟進(jìn)行操作，繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。如圖2所示。

圖 2 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線

由圖2可知鈉含量在0～80μg/mL范圍內(nèi)工作曲線具有非常好的線性相關(guān)性，R2=0.9997，能夠滿足分析要求。

2.4 不同稀釋體積對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響

分別移取同一胺液1.00于100mL、200mL、250mL、500mL的4個(gè)容量瓶中，按樣品分析步驟操作，分別測(cè)定吸光度，并結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算出鈉含量，如表1所示。

表1 不同稀釋體積對(duì)應(yīng)的樣品吸光度和鈉含量

除鈉外，胺液中含量較高的主要是硫酸根和亞硫酸根兩種陰離子，由表1可知在上述幾種稀釋倍數(shù)下，雖然待測(cè)溶液中硫酸根和亞硫酸根的含量隨稀釋體積的改變而改變，但測(cè)定結(jié)果基本一致，表明用此方法測(cè)定胺液中高含量鈉在上述稀釋倍數(shù)下不受硫酸根和亞硫酸根的干擾，采用上述幾種稀釋倍數(shù)均可準(zhǔn)確的測(cè)定出樣品中鈉的含量，通過(guò)對(duì)不同稀釋倍數(shù)下溶液的吸光度進(jìn)行對(duì)比，選用200倍稀釋吸光度最佳。

2.5 回收率及精密度實(shí)驗(yàn)

分別移取同一胺液1.00mL于10個(gè)200mL容量瓶中，前5個(gè)加入1000.00μg/mL的鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液2.00mL，即加入的鈉標(biāo)準(zhǔn)在待測(cè)溶液中的濃度為10.00μg/mL，后5個(gè)加入1000.00μg/mL的鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液4.00mL，即加入的鈉標(biāo)準(zhǔn)在待測(cè)溶液中的濃度為20.00μg/mL，按樣品分析步驟操作，進(jìn)行回收率及精密度實(shí)驗(yàn)。測(cè)定結(jié)果如表2所示。

表2 回收率及精密度實(shí)驗(yàn)

由表2可知回收率在100.0%～103.7%之間，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為0.33%左右，表明該方法有較高的準(zhǔn)確度和精密度，此方法可以用來(lái)測(cè)定胺液中鈉的含量。

2.6 樣品分析結(jié)果對(duì)比

用鈉主靈敏線（589.0nm）火焰原子吸收分光光度法、第三靈敏線（330.3nm）火焰原子吸收分光光度法和ICPAES法對(duì)不同批次樣品進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果如表3所示。

表3 不同分析方法樣品測(cè)定結(jié)果

由表3可見(jiàn)三種方法的測(cè)定結(jié)果都較為接近，第三靈敏線法和ICP-AES法的結(jié)果基本一致，表明用該方法測(cè)定的結(jié)果有較高的可靠性。

3 結(jié)論

采用鈉的第三靈敏線火焰原子吸收分光光度法快速測(cè)定胺液中高含量鈉，樣品經(jīng)200倍左右的一次稀釋，就能快速準(zhǔn)確的得出結(jié)果，即避免了多次稀釋可能引入的誤差，又縮短了分析耗時(shí)，減輕了分析人員的工作量。該方法不僅具有很寬的線性范圍，而且準(zhǔn)確度和精密度都非常好，分析結(jié)果真實(shí)可靠，完全能滿足分析要求。