离子色谱法测选矿废水中NO3-和SO42-

于 艳，任有良，郭家林

（商洛学院 化学工程与现代材料学院/陕西省尾矿资源综合利用重点实验室，陕西商洛726000）

离子色谱法测选矿废水中NO3-和SO42-

于 艳，任有良，郭家林

（商洛学院 化学工程与现代材料学院/陕西省尾矿资源综合利用重点实验室，陕西商洛726000）

建立电导检测离子色谱法测定选矿废水中微量NO3-和SO42-含量的新方法。该方法使用Metrosep A Supp5 250/4.0型阴离子色谱柱分离，以3.2 mmol·L-1Na2CO3与1.0 mmol·L-1NaHCO3溶液为淋洗液，流速0.7 mL·min-1进行洗脱，由抑制型电导检测器进行定量测试。实验结果表明：NO3-和SO42-在一定范围内呈线性关系，检出限分别为5.69、8.49 mg·L-1。该方法用于选矿废水试样中2种阴离子的测定，加标回收率NO3-为100.0%，SO42-为107.1%，相对标准偏差小于2%。

离子色谱；选矿废水；NO3-；SO42-

选矿过程中往往需要加入选矿药剂，再加上矿物本身含有的成分，造成选矿废水成分非常复杂。选矿废水中相关成分的含量分析对减轻环境污染保护生态平衡具有重要意义，同时也是选矿区节能减耗及节约水资源的根本方法。工业生产中常把选矿废水中阴离子的含量做为选矿废水回收利用及安全排放的指标之一[1-5]，以此优化选矿工艺和保护生态环境。其中NO3-和SO42-等阴离子的含量也是排放标准中的重点监测内容[6-7]。因此，对选矿废水中NO3-和SO42-的分析十分重要。对各类废水中无机阴离子的测定方法首选是离子色谱法[8-11]，而该方法应用于选矿废水中NO3-和SO42-两种阴离子的分析未见相关报道。本文选用合适的方法对选矿废水进行前处理，建立了离子色谱法测定选矿废水中微量NO3-和SO42-的新方法。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

Metrohm-883型离子色谱仪（瑞士万通公司）配有电导检测器、化学抑制器及861型自动进样器，Milli-Q超纯水机（18.2 MΩ·cm-1），超声波清洗器、溶剂过滤器、MagIC Net 2.3工作软件，Sartorius CPA 2245型电子天平。

精准称取一定量NaNO3，Na2SO4(分析纯)配制1 mg·mL-1NO3-，SO42-阴离子标准溶液储备液。碳酸钠、碳酸氢钠均为分析纯。

1.2 色谱条件

分离柱Metrosep A Supp5 250/4.0型阴离子分析柱，保护柱Metrosep A Supp4/5 Guard 4.0；流动相组成为3.2 mmol·L-1Na2CO3与1.0 mmol·L-1NaHCO3的混合液，抑制器再生液为50 mmol·L-1H2SO4；流速0.7 mL·min-1；抑制型电导检测器；进样体积为20 μL；柱温为室温。

1.3 实验方法

1.3.1 树脂处理

ADS-5型大孔吸附树脂的处理：取适量树脂用于烧杯中，用50%乙醇溶液浸泡树脂4 h，然后用超纯水反复冲洗，除去乙醇。再用10 g·L-1NaOH溶液浸泡树脂1 h，超纯水洗至中性，备用。

H型阳离子交换树脂的处理：用2倍于树脂体积的20 g·L-1NaOH溶液浸泡4 h，超纯水清洗树脂中性。再加入2倍于树脂体积的2%硫酸浸泡4 h，用超纯水洗至中性，备用。

1.3.2 样品处理

采用ADS-5型大孔吸附树脂柱与H型阳离子交换树脂柱串联组成的离子交换柱进行样品处理。打开离子交换柱低端阀门，取选矿废水1.00 mL于树脂柱中，待加入液全部进入离子交换柱后关闭阀门，静置25 min。调节流量约为2.0 mL·min-1，用超纯水淋洗，定容至50 mL容量瓶中，离心，静置。取上层清液，经0.22 μm滤膜过滤，在离子色谱实验条件下进行阴离子测定。

2 结果与讨论

2.1 色谱行为

在色谱条件下，取标准混合液进样，NO3-和SO42-的出峰时间为16.30 min和23.58 min，标准色谱图如图1。

图1 标准溶液离子色谱图

2.2 标准曲线及检出限

按照试验方法分别用不同浓度硝酸根和硫酸根系列标准溶液进行色谱分析，以峰面积为横坐标，浓度为纵坐标，在测定线性范围内绘制标准曲线见图2、图3，得到标准曲线线性方程，检出限以3倍的信噪比计算，结果见表1。

图2 NO3-标准曲线

图3 SO42-标准曲线

表1 线性范围、线性回归方程、相关系数及检出限

2.3 样品分析

在选定的色谱条件下，测定某钼尾矿区废水中NO3-和SO42-的含量，并进行加标回收率试验，每个样品平行测定3次，取其平均值，结果见表2。

表2 样品分析结果（n=3）

按试验方法吸取样品溶液，连续进样10次，计算NO3-和SO42-测定值的相对标准偏差分别为1.06%、1.53%。

3 结论

本研究采用抑制型电导检测离子色谱法测定尾矿废水中硝酸离子和硫酸离子的含量。实验结果表明：NO3-和SO42-在一定范围内线性关系良好，检出限分别为5.69、8.49 mg·L-1，加标回收率分别为100.0%、107.1%，相对标准偏差均小于2%，该方法用于选矿废水试样中2种阴离子的测定，操作简单，快速高效，测定分析灵敏度高，结果准确、可靠。

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[5]王巧玲,曾光明.有色多金属矿选矿废水循环利用研究[J].湖南有色金属,2003,19(2)：14-16.

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[7]税永红.工业废水处理技术[M].北京：科学出版社,2012.

[8]肖慧英.离子色谱法在石化工业废水分析中的应用[J].石油化工环境保护,2006,57(5)：46-50.

[9]王 强,王路光,王靖飞.离子色谱法测定制药废水中挥发性有机酸及无机阴离子[J].分析仪器,2009(4)：49-52.

[10]牟世芬,刘克纳,丁晓静.离子色谱方法及应用[M].北京：化学工业出版社,2005.

[11]李红华,徐小作,刘祖强.离子色谱法测定水中F-、Cl-、NO3-、SO42-的含量方法探讨[J].中国热带医学,2005,5 (4)：42-44.

（责任编辑：张国春）

Determ ination of NO3-and SO42-in Waste Water from Ore Dressing by Ion Chromatography

YU Yan,REN You-liang,GUO Jia-lin
(College of Chemical Engineering and Modern Materials/Shaanxi Key Laboratory of Comprehensive Utilization of Tailings Resources,Shangluo University,Shangluo 726000,Shaanxi)

The quantitative determination method is established for NO3-and SO42-in waste water from Ore Dressing by ion chromatography.Anions was separated by Metrosep Supp5 250/4.0typechromatographiccolumn with 3.2 mmol·L-1Na2CO3and 1.0 mmol·L-1NaHCO3mix solution as the eluent.Eluent flow rate was 0.7 mL·min-1.The signal of anions was detected by suppressed conductivity detection.The observed limits of detection is 5.69mg·L-1，8.49mg·L-1and themean relativestandarddeviationisbelow2%,and therecoveryratiois100.0%，107.1%.

ion chromatography;waste water from ore dressing;nitrate;sulfate

X832

：A

：1674-0033（2014）06-0055-02

10.13440/j.slxy.1674-0033.2014.06.016

2014-08-25

商洛市科技计划项目（SK-2014-6）

于 艳，女，陕西商州人，硕士，讲师