钢研纳克Plasma3000全谱电感耦合等离子体光谱仪测试二次精制盐水中痕量元素Ca、Mg、Fe、Ba、Al、Mn、Ni等含量

来源：钢研纳克江苏检测技术研究院有限公司

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盐水是指含有一定浓度氯化钠的水溶液，广泛应用于食品、冶金和化工行业。近年来氯碱行业在我国凭借良好的市场环境得以迅猛发展，各地各大项目相继纷纷上马，随着生产能力、产量的不断增长，氯碱生产中的盐水精制工艺也不断进步着，相关技术要求也不断提高。离子膜法电解槽使用的高度选择性离子交换膜要求入槽盐水的钙、镁离子含量低于 20ppb，普通的化学精制法只能使盐水中的钙、镁离子含量降到 1ppm左右。若使钙、镁离子含量降到20ppb的水平，必须用螯合树脂处理。此技术的关键核心在于离子交换膜的使用，它具有选择和透过溶液中阳离子的特性，但是它不仅仅只对盐水中的钠离子选择透过，其他阳离子如 Ca²⁺，Mg²⁺，Sr²⁺ ，Ba²⁺ 等也同样可以透过，当这些多价阳离子透过离子膜时，会同从阴极反迁移过来的阴离子生成一些比如金属氢氧化物、硫酸盐或硅酸盐并沉积在膜内，这不仅消耗了电解产物而且生成的沉积物堵塞了离子膜微孔，从而导致电流效率下降，槽电压上升，最终使得离子膜使用性能下降，寿命缩短，产品质量下降。因此，控制并保障进入电解槽的饱和盐水质量，是该技术的关键点之一。电感耦合等离子体法因其具有灵敏度高、操作简单并且可以同时测定多种元素等优点，被广泛应用到多元素微量及痕量测定中。但是在高盐基体环境中分析低浓度的微量元素杂质对ICP分析往往是一大挑战。因此准确测定二次精制盐水（氯化钠含量300g/L）中的痕量元素Ca、Mg、Fe、Ba、Al、Mn、Ni、Sr、Si、I、Li是十分重要而且很有意义的工作。在国标《GBT 1266-2006 化学试剂 氯化钠》和《GB 10733-2008 第一基准试剂 氯化钠》都是比浊法、比色法、原子吸收法、火焰光度法。这些方法几乎都有分析程序长、操作较复杂、只可单元素测定的缺点。因此本文选用钢研纳克全谱电感耦合等离子体发射光谱仪Plasma 3000，具有可同时测定多种元素、分析速度快，检出限低并且精密度良好，动态范围宽等特点。

图1 某公司生产的二次精制盐水的工艺流程

图2 钢研纳克 Plasma 3000

电感耦合等离子体原子发射光谱仪

表3 仪器设备参数

由于二次精制盐水中的痕量元素含量本身比较低，需要多称样品来提高溶液中被分析元素的浓度，如果单纯用水标标准曲线法来测二次精制盐水，由于氯化钠的高浓度而产生严重的盐效应和基体效应，从而导致结果出现较大误差，因而更好的选择是标准加入法，采用标准加入法，标准曲线中的基体和样品基体已大体相似，能够克服盐效应和基体效应。

表4 待测元素谱线选择和元素条件

在测定中，遵循低含量元素用灵敏线，高含量元素次灵敏线的原则，从基体干扰和背景校正两方面考虑选出各元素的最佳测定谱线(见表4)。只考虑光谱干扰和背景影响来确定分析谱线，选择灵敏度高且无共存元素干扰的谱线作为分析线，为提高灵敏度，对多数低含量分析元素采用扣除背景方式进行测定。

 图3 Al元素谱图及工作曲线

图4 Ca元素谱图及工作曲线 

图5 Mg元素谱图及工作曲线

  图6  I元素谱图及工作曲线 

（由于篇幅太长、其他元素谱图和工作曲线省略）

从各元素谱图和线性关系来看，符合方法学要求，均满足测试的需要。

参照GB/T 6379.2-2004测量方法与结果的准确度(正确度与精密度) 第2部分；确定标准测量方法重复性与再现性的基本方法分别对同一样品在重复条件下进行7次平行实验得到精密度，其结果如表5所示：

表5 精密度检测数据

由于Mg、Ba和Sr元素浓度相对较低、所以RSD%相对较高，但是完全满足测试要求。

对目标元素的检出限进行测定，验证方法是否满足二次精制盐水中痕量元素最低含量要求。由于没有相应的标准样品，为了验证该方法的准确性，通过样品加标液做回收率验证。

表6 方法检出限和加标回收率

注1：此结果已接近方法的检出限，小于方法的定量限，只能作为参考值，但是远低于标准要求，满足二次精制盐水生产需要。从检出限和加标回收率看，该方法能够满足分析测试的要求。