电感耦合等离子体发射光谱法同时测定卤水中锂钠钾钙镁硼硫氯_郭琳.pdf

2012 fl; io }i h-k,iu-r 2012 石矿测 试 RJCK AND MINERAl_ ANAI.YSIS 824 828 文章编号0254 -5357201205 -0824 -05 电感耦合等离子体发射光谱法同时测定卤水中 锂钠钾钙镁硼硫氯 郭 琳，赵怀颖，温宏利，巩爱华，孙红宾 （州家地质实验测试中心，北京 100037） 摘要建立了电感耦合等离子体发射光谱法 ICP - AES同时测 定碳酸 盐型、硫酸盐型、 氯化 物 型三种类型 卤水中Li、Na、K、Ca、Mg、B、S、Cl等高低含量元素的分析方法 选择仪器最佳的工作条件为射频功率1400 W ，炬管位置位于-3，载气流量0.60 limin 确定了各元素测定谱线，使用ICP - AES 的双向观测模式、轴 向观测模式测定“、Ca、B、S、Cl以及低含量的K、Mg，径向观测模式测定高含量的Na、K、Mg ，可确保卤水中 不同含量的元素同时检出。Li、Na、K、Ca、Mg、B、S的检测下限 为0.073.00 mg/L.，Cl的测 定下限 为 165 mg/L.。 方法精密度（RSD ，几10） 均小于5，回收率为92.4109. 7rk. 其中Na、K、Mg、S、CI测定结果与 传统方法测定结果基本吻合 关键词卤水； 多元 素同时测 定；电感耦合等离子体发射光谱法 中图分类号0641. 464；0657. 31 文献标识码B Simulataneous Determination of Li, Na, K, Ca, Mg, B, S, Cl in Brine by Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry GUO Lin, ZHAO Huai-ying, WEN Hong-Ii, CONG Ai-hua, SUN Hong-bin National Research Center for Geoanalysis. Beijing 100037, China Abstract As reported in Lhis palwr, litlliLll, soclium. pIlasHiuIll, c-alc-iIIl11. niagnPsiuI11, ll‘l ’ n. sulfur arlcl chlorine in brine were determinHI ly Incluc-tively Coupled Plasnia-Aloniic 卜 1111issi“n Spertnmetry ICI-AfS. lrst t.ncliLions were optimized, such dS thr Rp Imwer of 1400 W,【|1e“lrc-l] LLIIW IlHiliUn of -3 and th arrier gas flow rate of 0. 60 L/min. The correclaIla J 州 ic Iinf-S were selH-irl. A. ‘f JHliflg tc lhP ICP-AES in twt-way OlSffvatj niccle. lcw contents of Mg. K. Ca. S. Cl. 13 ancl IJi were deterniinecl ly usillg axial observacic,ri anl high【 ‘tnlrnl of Na, K ancl Mg were determinec_l with raclial clsc-rvation, whic-h ctnHLiH划 l thc Himultaneous cletermination of multi- Plernents in brine. Detection limilsf. l.i, Na, K, Ca, Mg, 13 ancl S wPlr 0. 07 3. 00 mg/l., ancl th lelH-tin lilTliIJf. CI was 165 mg/L. rrie i-e吼ilIs inclicated that the relalive slaIllanl tkviaticm for all elPments way less ihan 5ck in t}1P accuracy test. The recoveries of stanclanl acldition were lwtwt-Tr] 92.4c/c ancl 109.7c/c. in tllis incjthcxl. rrilr clelerniination results of Na, K, Mg, S aIl1 Cl were in goffil agirrment with Lhe results of trmlitic,nal ii]f-tlicclh. Key words brine; simultanec,us cIPItlrniinaliori cf multi-eIPnwnts; liicluctivvly Ccuplecl Plasma-Alomir Fnlis,i Slwrln,nivlrv 收稿日期2011 - 11 - 22；接受日期 2012 - 02 - 29 基金项目罔家地质实验测试中心j点本科研\lk务费项曰（201012CSJ06） 作者简介郭琳，1程师，从事水质分析 1j7Ⅲ ’分析 上作E-mail gLilii - 824 - ChaoXing 第5期 郭琳，等电感椭合等离子体发射光谱法同时测定卤水中锂钠钾钙镁硼硫氯 第31卷 卤水是一种极有价fIl[fiillil双殷测定l限和测定下限 Tahle 5 Lelrc-ti㈨ limils IIf thr iniitmment and the ┏━━━━━━━━┳━━━━━━━┳━━━━━━━━━┳━━━━━━━┓ ┃ ┃ ┃ Pi{/ 1119 . I,- ┃ I ┃ ┣━━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━━━━╋━━━━━━━┫ ┃ 儿糸 ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ 仪器榆限 ┃ 洲定下限 ┃ 测定J限 ┃ ┣━━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━━━━╋━━━━━━━┫ ┃ I，j ┃ 02 ┃ 0. 13 ┃ 50 ┃ ┣━━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━━━━╋━━━━━━━┫ ┃ Na ┃ ．60 ┃ 3．oo ┃ 2500 ┃ ┣━━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━━━━╋━━━━━━━┫ ┃ k ┃ 2 ┃ 07 ┃ 100 ┃ ┣━━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━━━━╋━━━━━━━┫ ┃ K（径向） ┃ ．22 ┃ ．73 ┃ 500 ┃ ┣━━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━━━━╋━━━━━━━┫ ┃ il ┃ ．02 ┃ ．07 ┃ IOO ┃ ┣━━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━━━━╋━━━━━━━┫ ┃ Mg ┃ ．01 ┃ ．7 ┃ 500 ┃ ┣━━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━━━━╋━━━━━━━┫ ┃ _Ⅵg径阳 ┃ ．032 ┃ 0.1 l ┃ 500 ┃ ┣━━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━━━━╋━━━━━━━┫ ┃ I{ ┃ 】．02 ┃ 【．05 ┃ 50 ┃ ┣━━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━━━━╋━━━━━━━┫ ┃ S ┃ ．048 ┃ 】．16 ┃ 500 ┃ ┣━━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━━━━╋━━━━━━━┫ ┃ 1 ┃ 50 ┃ 165 ┃ IOOO ┃ ┗━━━━━━━━┻━━━━━━━┻━━━━━━━━━┻━━━━━━━┛ 2.5 l 扰实验 肉水在经过稀释后，溶液I|j 仍禽仃大j诗 的Na、 K、Mg 、S、Cl，大醚J主体住分析 寸导入等离f-体r|I．不 仅会J4 生光瀚十扰 ，I町|1 ．会山r物川、化 ’7 、电离r- 扰等IN素导敛谱线强J蔓发生变化 II 对J-这些组 分川眦制的模拟水样进 行_r卜扰实验，含量I岛达 1000lllg ／I．的K 、Mg、S、Cl对 a 、B、I。i尢I 扰 ．rnf 50 mg/l ．以f的Na 会r扰 禽lt小于lnlg/l.的 K 测 定， 一般卤水稀释后溶液 rli K 的浓J蔓小小于 100 nl g/l.，占 史此fi扰町以忽略 2.6 JJⅡ 标l I收实验 川部分肉水样舳，进行加标同收实验，Jf 计算旧 表 7 i法 IVi密 J Lt ralicc 7 Pn-c-iiion lt.hIs {,r Llk111PIh 收率 由农6 Il『见，各元素回收率在 92. 4c/c 109. 7之问，方法准确J叟可以得到保证。 2.7 方法精密度 分别移取二i种不同类型卤水，氯化物J趔样rlI『 Il、 碳酸盐型样．I|11 2及硫酸盐型样品3 ，样品1稀释至 250倍 ，样ilII 2稀释至100倍，样lIf，3稀释至20倍。 每个样品连续测定 10次 ，计算棚 刈 。 标准偏差 RSD |』l表7结果IJr见，符元素的RSD均小于 5 ，说明本方法精密度较好。 表6加标收率 Tallle6 RP‘ .vPrv lt-HI叶ur IIlr nlPthtu ┏━━━━━━┳━━━━━━┳━━━━━┳━━━━━━┳━━━━━━━━┳━━━━━━┓ ┃ 样-lIII ┃ ┃ ┃ mH/yg ┃ ┃ 收牢 ┃ ┃ 编0 ┃ 测定几索 ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┣━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━━┫ ┃ ┃ ┃ ┃ 埘1人艟 ┃ 术加杯毓 ┃ JJ|I标后硅 ┃ R/rk ┃ ┣━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━━┫ ┃ ┃ Nu ┃ 10000 ┃ 10324 ┃ 20480 ┃ 101.6 ┃ ┣━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━━┫ ┃ ┃ K（住向） ┃ 2000 ┃ 1905 ┃ 3802 ┃ 94.9 ┃ ┣━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━━┫ ┃ ┃ Ca ┃ 100 ┃ 36.5 ┃ 】30 ┃ 93.5 ┃ ┃ 样M 1 ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ B ┃ 500 ┃ 415 ┃ 884 ┃ 93.8 ┃ ┣━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━━┫ ┃ ┃ S ┃ 2000 ┃ 940 ┃ 2932 ┃ 99.6 ┃ ┣━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━━┫ ┃ ┃ ‘1 ┃ 20000 ┃ 18090 ┃ 3921【 】 ┃ 105.6 ┃ ┣━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━━┫ ┃ ┃ K ┃ 400 ┃ 500 ┃ 905 ┃ 101.3 ┃ ┣━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━━┫ ┃ ┃ Na ┃ 15000 ┃ 13770 ┃ 28500 ┃ 98.2 ┃ ┣━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━━┫ ┃ 样．IIfI 2 ┃ Mg ┃ 3000 ┃ 2373 ┃ 5486 ┃ 103.8 ┃ ┣━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━━┫ ┃ ┃ K（住阳） ┃ 400 ┃ 371 ┃ 779 ┃ 102．【 ┃ ┣━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━━┫ ┃ ┃ Mg竹向 ┃ 3000 ┃ 2358 ┃ 531 2 ┃ 98.5 ┃ ┣━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━━┫ ┃ ┃ 1．i ┃ 25 ┃ 2. 7 ┃ 25.8 ┃ 92.4 ┃ ┣━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━━┫ ┃ ┃ Nd ┃ 20000 ┃ 19728 ┃ 39380 ┃ 98.3 ┃ ┣━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━━┫ ┃ ┃ K ┃ 300 ┃ 442 ┃ 771 ┃ 109.7 ┃ ┣━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━━┫ ┃ ┃ K（{舌阳） ┃ 300 ┃ 297 ┃ 616 ┃ 106.3 ┃ ┣━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━━┫ ┃ ┃ a ┃ 300 ┃ 242 ┃ 528 ┃ 95.3 ┃ ┃ 样I”3 ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ Mg ┃ 1000 ┃ 1042 ┃ 1993 ┃ 95．I ┃ ┣━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━━┫ ┃ ┃ Mg（侄阳） ┃ 1000 ┃ 1092 ┃ 2092 ┃ 100．O ┃ ┣━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━━┫ ┃ ┃ I{ ┃ 100 ┃ 86.7 ┃ 181 ┃ 94.3 ┃ ┣━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━━┫ ┃ ┃ S ┃ 4000 ┃ 3281 ┃ 7648 ┃ 109.2 ┃ ┣━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━━┫ ┃ ┃ l ┃ 10000 ┃ 8685 ┃ 18705 ┃ 100.2 ┃ ┗━━━━━━┻━━━━━━┻━━━━━┻━━━━━━┻━━━━━━━━┻━━━━━━┛ 汜 “ 一 ” 太小i孩儿袭术进行川怀旧收实验， ┏━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┳━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┳━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┓ ┃ 样tl（氯化物J型） ┃ 样IIfI 2（碳酸盐J训） ┃ 样一讯3（硫酸盐刖） ┃ ┣━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┫ ┃ L苦 、 ┃ ┃ ┃ ┃ tfjil;LljfI1【Pii/ rnr . I. I l{.lJ／ck ┃ ipnj定J勺 ftt p14/c nig . I. - I I{SI/r/e ┃ 测 ;L均 fr L p“/ rng . 1. - I RSD/rk ┃ ┣━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┫ ┃ l.i l. 1 1.38 ┃ 3. 99 1. 79 ┃ 16. 1 0. 90 ┃ ┃ iNa 11. 8 0. 21 ┃ 648 1. 04 ┃ 1003 I . 09 ┃ ┃ K 9. 46 0. 70 ┃ 128 0. 68 ┃ 164 I . 20 ┃ ┃ K仟l;ij 9.3 1.03 ┃ 125 1. 27 ┃ 160 1. 37 ┃ ┃ a 0. 59 0. 97 ┃ ┃ 0. 48 0. 94 ┃ ┃ Mg 621 1.53 ┃ 0. 88 0. 13 ┃ 52. 1 1. 36 ┃ ┃ M件向 492 1.90 ┃ ┃ 46. 0 1. 17 ┃ ┃ 1} 0. 87 J. 37 ┃ 9. 78 1. 66 ┃ 49. 2 I . 40 ┃ ┃ ┃ 23. 3 1. 96 ┃ 419 1. 09 ┃ ┃ CI 1458 1. 00 ┃ 966 4. 12 ┃ 844 3. 89 ┃ ┗━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┻━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┻━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┛ i “ 一 ” 表， J禽If低Ji发jiurllljlil;L l刈K - 827 ChaoXing 笫5期 岩矿测 试 htlp∥www. vkrs. ar..11 2012{ 3 方法比对 由于缺少卤水标准物质作为质量监控，渊此选取 三种类型的i坷水样品，采用 J，小l 司方法测定结果比对 的方式来验证TCP - AES 测定数据的准确 一陀 、 其中 Na、K 采用原子吸收光谱法AAS，Mg采用 FITA 容 ； Ic法，S采用取I} 法，CI采用银；l} 法测定 比 而ilij 二 样I”I-Lj、Ca、I{含艟较低，需要采川分离和掩蔽等T 段处州水样 阿进行测定，l 划此并术做比对实验 ，il 表8数据可以吞，ICl - AFS cFllll,r测定与传统力 ‘法 测定的数据基夺吻合，尤i点著 j陀芹坤 表8 ICI - AES法’j传统方法测定数据比较 Tal,le 8 Compariscm of analvtical results wiih ICP-AHS aiul traclilic,nal Jiwllu“lti pll ／g.1.I ┏━━━━━━━━┳━━━━━┳━━━━━━━━┳━━━━━━┳━━━━━━━━┳━━━━━━┳━━━━━━━━━━┳━━━━━━━┳━━━━━━┳━━━━┳━━━━━┳━━━━━━┓ ┃ ┃ ┃ Na ┃ ┃ k ┃ ┃ Mg ┃ ┃ 卜 ┃ ┃ ┃ J ┃ ┃ 样f协类J魁 ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┣━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━╋━━━━━╋━━━━━━┫ ┃ ┃ AAS ┃ ICP -A V.S ┃ AS ┃ II -A HS ┃ 弈艟法 ┃ Il I ’一 ．、} ┃ 一RfI}浊 ┃ If个 一 ┃ 一A 卜 S ┃ 讯砒法 ┃ II中 一 、}■ ┃ ┣━━━━━━━━╋━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━╋━━━━━╋━━━━━━┫ ┃ 硫酸盐J鹎 ┃ 102 ┃ 105 ┃ 2. 84 ┃ 2. 95 ┃ 17.1 ┃ 16.7 ┃ 5. 95 ┃ 5． ┃ 73 ┃ 197 ┃ 196 ┃ ┣━━━━━━━━╋━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━╋━━━━━╋━━━━━━┫ ┃ 氯化物J钭 ┃ ┃ ┃ 2. 09 ┃ 2. 19 ┃ 1 22 ┃ 120 ┃ 3.07 ┃ 2． ┃ 96 ┃ 315 ┃ 31 2 ┃ ┣━━━━━━━━╋━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━╋━━━━━╋━━━━━━┫ ┃ 碳酸盐州 ┃ 70 1 ┃ 71.6 ┃ 12．】 ┃ 1 2 7 ┃ 】．07 ┃ ．09 ┃ 2 J4 ┃ 1． ┃ 95 ┃ 91.3 ┃ 91.1 ┃ ┗━━━━━━━━┻━━━━━┻━━━━━━━━┻━━━━━━┻━━━━━━━━┻━━━━━━┻━━━━━━━━━━┻━━━━━━━┻━━━━━━┻━━━━┻━━━━━┻━━━━━━┛ }i氯化物J州肉水ili Na含艟低，术做比刈实验 4 结语 Optima 8300系列ICP - AES光谱仪fi ． 彳r双向 观测模式，既，叮以完成高含；l}元素的测定，义保证r 足够的灵敏度完成低含量兀索的测定 该刚哆光潜 仪配备封闭刷光宅，通过；戊7i埘光室进ij吹，将 窄气排出，避免宅气巾的氧7i刈 ‘ CI 、S皤线的吸收， 这种改进的光 ’7系统保证 n 土f水巾高含l.l粥J离子的 测定。 Cl的检f5 艮虽略高，仇 卤水中Cl 、S的禽睦 通常在l000 yg/mL 以 』 二，IIJ ‘ 以满足测定的要求。 经过加标收实验以及与f0统方法测定数据的对 比，证明本力 ‘法 岛效、可靠，实J玎性强二 5 参考文献 llj 中lq科 。丫 院盐湖研究所分忻帘， 【坷水与盐的分析J ‘法 [M] ．2版，北京科学版十1，1988． [2] 邢谦，竣迈f宁，谢海东，火焰发射光谱法洲定氯化物型 湖卤水IIl 饲 J和钠 [J] ． 柑矿测试，2008，275 392 - 394 ． [3] 张膊l帆火焰旺f 吸收光讲法测卤水il-的删IJl．尤机 盐川k，2008 .40 Il49 - 50 ． [4] 张挂片，孙建之，马培华，邓小川．火焰原f吸收和I发 射光潜法测定盐湖卤水的钝钠钙镁离子[J] ．盐业fJ - 828 - [5] [6] [7] [8] [9] 『I【 [12] 化1，2006.36110 - 15. 样芳琴，张 、 ∥j ，常慧敏，茕川，紫外分光光J变法测定 盐湖卤水l}I 钙镟离F 含jlJ j ．尤饥盐T业，2X6 ， 38454 -56 ． 武Ⅲ平，袁红战，祝厶0 ，电感钠俞等离F体原子发射 光潜法测定人然肉水中锶[J J ．I化检验化 。’ 分』 JJ}， 2008 ,25 4 732 - 734. 陶丽萍，ri华，陈缱帮，利用lCf - AES 中钙的ii 次火 敏线同Il 、f测定符种盐湖卤水t} ，的钙[J] ．光j普j-lKi一i， 2009.263591 - 593 ． 税厶-，武I4li，lj蜒． 1乜感榴合等离子体发射光肼法 测定饱手iil新水一I 一的删 J] ．盐湖fif究，20JO, 184 19 - 25． 袁红战，机厶1，武l咐li-，张旭 ．iLi感榴合等离了体发 日t光鹏法测人然饱和 l卤水il ，的 1 ‘5 含量锉[J] ．7何 “ 测试，2011，31187 -89 ． lZ/T 0130-2006，地质矿产 。史验帘测 试质 艟 ’ Jlil 规范[S] ． 沈 、 -荪． I（ I’-AliS 光j涪f 扰校 ll力 ‘法的研究 [M] ． 北京北京川k人 ’学出版社 ，199739. 岩仃矿物分析编委会 ．岩7i们 “ 物分忻（第叫版第 分册）lM J ．北jj地质f 』 {版{f．2011 496 - 500 ． ChaoXing