离子色谱法同时测定铅泥中的氟、氯含量

刘 娟

·分 析·

离子色谱法同时测定铅泥中的氟、氯含量

刘 娟

（湖南有色金属研究院，湖南长沙 410100）

铅泥试样经过硫酸处理，样品中的氟、氯随水蒸汽蒸馏分离，经吸收液吸收，用离子色谱仪测定，方法简便、快捷。试验结果线性范围宽、精密度好。已用于实际样品的分析检测，结果准确稳定，对实际分析工作有指导作用。

氟；氯；离子色谱；铅泥

铅泥是粗铅电解精炼的产物，含有大量的锑、铅、铋、砷、银和少量金、铜、氟、氯等。氟和氯是铅泥回收金属工艺中的杂质元素，是铅泥样品中需要测定的常规检测项目。氯离子的测定通常采用比浊法或电位滴定法［1，2］，其分析方法繁琐、试验空白值比较高，给分析检测工作带来不便。氟的测定通常采用氟离子选择电极法［3］，操作方法冗长，效率比较低。铅泥中的大量金属元素对以上分析方法都有干扰作用，使试验结果产生偏差。

近年来在环境检测中大部分采用离子色谱快速测定水样中的氟、氯［4，5］，笔者把离子色谱测定氟氯的方法应用到有色金属冶炼的副产物——铅泥中氟、氯的分析检测工作中，采用快速水蒸气蒸馏氟、氯，经吸收液吸收，离子色谱仪快速测定，既能排除铅泥中各种金属离子对离子色谱分析柱的损坏，又能使试验结果稳定可靠，比较符合实际分析检测工作的要求。

1 试验部分

1.1主要仪器和试剂

所用试剂均为优级纯，试验用水是电阻率为18.25 MΩ·cm的超纯水。

1.氢氧化钠。

2.浓硫酸（ρ＝1.84 g／mL）。

3.硫酸溶液（2＋1）；量取200 mL浓硫酸缓慢倒入100 mL水中，混匀。

4.氢氧化钠吸收液c（NaOH）＝0.04 mol／L、0.08 mol／L、0.12 mol／L、0.16 mol／L、0.20 mol／L。

5.碳酸钠－碳酸氢钠淋洗液c（NaHCO3）＝0.8 mmol／L－c（Na2CO3）＝4.5 mmol／L。

6.氟标准贮存溶液：准确称取2.211 0 g在105～110℃干燥2 h的基准氟化钠，以水溶解，移入1 000 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。此溶液1 m L含1 mg氟。

7.氯标准贮存溶液：准确称取1.648 5 g经500～600℃灼烧至横重的基准氯化钠，以水溶解，移入1 000 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，此溶液1 m L含1 mg氯。

8.氟和氯混合标准使用液：分别准确移取氟和氯标准贮备溶液各10 mL于100 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，此溶液1 m L含氟和氯各100μg。

9.离子色谱仪（赛默飞，ICS 600），配置电导检测器（赛默飞，DS5）和自动进样器（赛默飞，ASDV）和阴离子分析柱（赛默飞，ionPac－AS23）。

10.天平：感量0.1 mg。

11.尼龙滤膜：0.22μm。

12.一次性注射器：5 m L。

13.水蒸气发生装置，如图1所示。

1.2仪器工作条件

淋洗液：碳酸钠－碳酸氢钠淋洗液c（NaHCO3）＝0.8 mmol／L－c（Na2CO3）＝4.5 mmol／L，流速：1.0 m L／min；进样体积：10μL；抑制器：AERS－500，抑制电流30 mA。

图1 水蒸气蒸馏装置示意图

1.3试验方法

取适量超纯水置于水蒸气蒸馏装置中的蒸馏瓶中，加热沸腾。移取10 mL NaOH吸收液于100 mL接收瓶中备用。准确称取0.5 g试样置于三口圆底烧瓶中，加入60 mL硫酸溶液，用水洗净瓶口，并放入数粒玻璃珠，接连水蒸气蒸馏装置进行蒸馏。加热三口烧瓶中溶液使温度迅速上升至160～180℃。调节水蒸气流量和加热功率，将三口蒸馏烧瓶温度控制在160～180℃，当溜出液至80 mL左右时，取下接收瓶，将溶液转移至100 m L容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。分取10 mL到100 m L容量瓶，用碳酸钠－碳酸氢钠淋洗液稀释至刻度，摇匀后过0.22μm滤膜，备用。

用5 mL注射器吸取上述溶液，在相同工作条件下，依次用离子色谱仪测试，记录色谱图。根据氟和氯的保留时间定性，依据峰面积定量，随同试验做空白试验。

1.4绘制标准曲线

分别准确移取0.00 m L、0.50 m L、1.00 m L、2.00 mL、5.00 m L、10.00 mL氟和氯混合标准溶液置于一组100 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。按浓度从低到高依次用离子色谱仪测定。以氟和氯的浓度（mg／L）为横坐标，峰面积（μs·min）为纵坐标，绘制标准曲线，氟标准曲线相关系数R＝0.999 8，氯标准曲线相关系数R＝0.999 3。

1.5氟和氯含量计算方法

氟和氯含量按以下公式计算：

式中：ω为试样中氟或氯的质量分数／%；ρ为测试溶液中氟或氯的浓度／mg·L－1；ρ0为空白溶液中氟或氯的浓度／mg·L－1；v为试液体积／mL；f为稀释倍数；m为试样的质量／g。

2 结果讨论

2.1馏出液体积试验

分别移取10.00 m L氟和氯贮存液于圆底烧瓶中，按试验方法操作，承接不同体积的馏出液，测定各溜出液中的氟氯含量，结果见表1。

表1 氟氯蒸馏效率

从表1数据可见，当馏出液体积为60～80 mL时，馏出液中的氟和氯已占到试样中总量的95%以上。所以承接的馏出液体积为80 mL时，测定氟和氯可以获得满意的数据。

2.2吸收液浓度的选择

馏出液的碱性或者酸性过强都对离子色谱分析柱有破坏作用。NaOH吸收液的浓度对馏出液最后的酸碱度至关重要。分别取不同浓度的NaOH吸收液承接80 mL左右的馏出液，测定馏出液的pH值，结果见表2。

表2 不同浓度吸收液承接的馏出液酸碱度

从表2数据可见，当NaOH吸收液的浓度为0.16 mol／L时，馏出液呈弱碱性，其pH与碳酸钠－碳酸氢钠淋洗液的pH（8～9）比较接近，既能保证氟、氯的吸收效率，又能保护色谱柱，因此选择NaOH吸收液的浓度为0.16 mol／L。

2.3标准回收率试验

用氟化钠和氯化钠标准代替样品，用该方法测定氟和氯回收率，结果见表3。

表3 标准回收率mg

从表3数据可见，该试验方法对标准的回收率能够达到91%～98.5%。满足分析要求。

2.4样品加标回收试验

为考察方法的稳定性，对两个实际铅泥样品进行了加入标准回收试验，结果见表4。

表4 样品标准加入试验

从表4可以看出，样品加入标准的回收率在93%～101%之间，满足实际样品的分析检测要求。

2.5方法精密度试验

对铅泥1＃和铅泥2＃两个样品按照试验方法平行测定7次，结果平均值与氟离子选择电极和氯离子电位滴定法的测定结果进行对照，结果显示该方法的精密度比较好，与离子选择电极法测定氟、电位滴定法测定氯的结果一致，结果见表5。

表5 样品精密度试验%

3 结 语

采用水蒸气蒸馏分离氟和氯，用离子色谱测定氟和氯的含量，排除铅泥中各种金属离子的对测定的干扰。较好地解决了铅泥中多金属离子对氟和氯测定的干扰问题。分析时间短，稳定性较为理想，精密度满足分析检测工作的要求。

［1］ 刘春峰，章连香.氯化银比浊法测定镍钴锰三元素氢氧化物中氯离子［J］.中国无机分析化学，2014，（4）：4－6.

［2］ 李蜀萍，罗文华，徐苗青.自动电位滴定法快速测定建筑材料中低浓度氯离子的含量［J］.安阳师范学院学报，2014，（2）：26－28.

［3］ 洪一华，白晓辉.氟离子选择电极法测定氟化钙含量［J］.化工生产与技术，2007，（3）：45－47.

［4］ 邓丽华.离子色谱法测定饮用水中的氟、氯、硝酸盐氮、硫酸根阴离子［J］.科技创新导报，2010，（3）：122.

［5］ 钟志雄，杜达安，郑国泰.离子色谱法同时测定水样氟、氯、溴、硝酸盐氮和硫酸根［J］.中国卫生检验，2000，（1）：23－26.

Determ ination of Fluoride Content and Chloride Content in Lead Slurry W astage by Ion Chrom atography

LIU Juan
（HunanResearchInstituteofNonferrousMetals，Changsha410100，China）

The lead slurry wastage specimen are decoposited by sulphuric acid，the fluorine and chlorine in specimen is separated by water vapor distillation method，absorbed by sodium hydroxide absorption solution，determined by ion chromatography.Thismethod is simple，rapid and has wide linear range.The results of analysis are accurate and stable，which has the instruction function to the actual analysiswork.

fluoride；chloride；Ion chromatography；lead slurry wastage

TG115.3＋3

：A

：1003－5540（2016）06－0071－03

2016－08－16

刘 娟（1985－），女，工程师，主要从事有色金属分析检测和环境有害污染因子检测工作。