石建民

青海鹽湖硝酸鹽業(yè)股份有限公司，青海格爾木 816099

在眾多微量元素測量方法中，采用火焰原子吸收光譜法進(jìn)行硝酸鉀中的微量鈉濃度的測算，得到的結(jié)果具有一定的穩(wěn)定性和精確性。實(shí)踐證明運(yùn)用這一方法進(jìn)行微量元素的測量較好的選擇。對(duì)硝酸中催化劑采用光譜法進(jìn)行微量鈉的計(jì)算，需要參照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)方法，避免偏差，將測量相對(duì)誤差控制在一定范圍內(nèi)。

1 試驗(yàn)方法

作為無機(jī)化工產(chǎn)品的重要原料，硝酸鉀常常用在飼料添加劑、食品添加劑、光學(xué)玻璃等領(lǐng)域。在高端玻璃制品中，國內(nèi)外市場對(duì)品質(zhì)的要求不斷提高使玻璃制備產(chǎn)業(yè)專業(yè)技術(shù)迅速發(fā)展。例如，對(duì)于玻璃專用的硝酸鉀的品質(zhì)，國內(nèi)外市場均提出了很高的要求[1]。

由于光學(xué)玻璃中玻璃接觸表面需要進(jìn)行離子交換，使得通道在發(fā)生交換反應(yīng)的時(shí)候，容易將附屬在其中的溶劑化解在硝酸鉀中，這時(shí)需要將鈉與離子進(jìn)行交換，保證交通頻道交通通道不會(huì)被阻塞。如果發(fā)生了阻塞，聚集到一定濃度的時(shí)候，離子交換被抑制，導(dǎo)致硝酸鉀鹽失去了活性，那么就會(huì)造成高端玻璃產(chǎn)品的質(zhì)量發(fā)生缺陷。儀器工作條件及精密度試驗(yàn)如表1、2所示。

表1 儀器工作條件

表2 精密度試驗(yàn)

因此，采用適當(dāng)?shù)姆椒▽?duì)微量鈉進(jìn)行測定，并且控制好硝酸鉀產(chǎn)品中的鈉含量，是非常重要的。目前市場上使用硝酸鉀以及光學(xué)玻璃測定方法，運(yùn)用在鈉檢測中是較為常見的，即便是硝酸鉀中的鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)，每克檢測方法依然可以參照相應(yīng)的試劑加入量，進(jìn)行硝酸鉀中鈉的測量，例如，火焰原子吸收光譜法，就是利用火焰發(fā)光后產(chǎn)生的光譜進(jìn)行氯化鉀中鈉的測量，在檢測中，低含量的鈉往往對(duì)測氧條件有較高的要求。

火焰原子吸收光譜法的測定一般包含一定的曲線和標(biāo)準(zhǔn)。在考察了標(biāo)準(zhǔn)加入法測定硝酸鉀中之后，對(duì)微量鈉的測樣條件的設(shè)定進(jìn)行優(yōu)化，標(biāo)準(zhǔn)加入法一般是要求補(bǔ)償樣品，基體中物理和化學(xué)干擾，能夠得到自動(dòng)補(bǔ)償，在保證測試的靈敏度的前提下，機(jī)體含量也能基本保持相同?；厥赵囼?yàn)結(jié)果如表3所示。

表3 回收試驗(yàn)（n=5)

在這一體系中，值得注意的是，硝酸鉀溶液作用于電離過程中，不必考慮電力干擾或者是消電離劑的加入問題，因?yàn)闇y量機(jī)體本身具有消電離作用。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 儀器和控制

通過某項(xiàng)目中使用的催化劑，以硝酸鉀鈉總含量的測試為例。實(shí)驗(yàn)中可以看到，通過火焰原子吸收光譜法，對(duì)于甲醇中的微量鈉進(jìn)行測試，可以得到微量鉀鈉的含量，為項(xiàng)目催化劑保護(hù)研究提供借鑒。

2.2 儀器和試劑

原子吸附儀使用的是德國產(chǎn)的儀器，實(shí)驗(yàn)用水為超純水儲(chǔ)備的鉀和鈉的溶液劑量大約是1000UG/mL。按照國家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于鈉標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液進(jìn)行了稀釋，得到了標(biāo)準(zhǔn)溶液。

3 結(jié)果和討論

按照儀器工作條件進(jìn)行空白試驗(yàn)，將各個(gè)元素的含量加以測試。標(biāo)準(zhǔn)溶液配制，將鉀鈉的質(zhì)量容量溶度分別設(shè)置為0.05～0.25UG/mL之間，設(shè)置了5檔。經(jīng)過使用火焰原子吸收光譜法進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)原子光譜儀進(jìn)行自動(dòng)火焰優(yōu)化的時(shí)候，流量可以設(shè)定為一定的數(shù)值，此時(shí)燃燒頭的高度為8mm左右，空氣通過量均為449L/min。乙炔的流量為90L/m3空氣的流量為450L/m3，燃燒頭的高度分別具有較高的靈敏度，且測定鈉含量的時(shí)候，空氣自動(dòng)火焰得到了優(yōu)化。

對(duì)標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性范圍，應(yīng)在優(yōu)化的條件下設(shè)定回歸范圍。假的線性回歸范圍為Y=0.0002X+16.33，濃度為橫坐標(biāo)，以吸光度為縱坐標(biāo)，實(shí)行線性回歸?；貧w范圍設(shè)置的0～0.2UG/mL，微量鈉的檢出，分別設(shè)定為標(biāo)準(zhǔn)溶液，鑒定后得到了原子吸收儀的優(yōu)化結(jié)果。

作為一種重要的化工元素，硝酸鉀作用在玻璃金屬加工食品化工中，當(dāng)前高純度硝酸鉀需要將鈉進(jìn)行提煉，以保證各個(gè)領(lǐng)域的主要原料能夠得到很好的運(yùn)用。

目前國內(nèi)大多數(shù)硝酸鉀企業(yè)，只能生產(chǎn)一定級(jí)別的產(chǎn)品。例如光學(xué)玻璃用品，高端玻璃還主要依賴于進(jìn)口。這是由于我國進(jìn)行光學(xué)玻璃專用硝酸鉀的鈉測量的。在精度上，與國際水平還存在一定的差距。如何進(jìn)行高純度硝酸鉀中微量雜質(zhì)元素的測量和精度保持，并保持精準(zhǔn)性，是需要研究的課題。采用火焰原子吸收光譜法，相對(duì)電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法等，具有成本低、運(yùn)用簡單的優(yōu)勢。

在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，選用的儀器可以利用全自動(dòng)火焰石墨爐原子吸收分光光度計(jì)。該儀器主要由微機(jī)進(jìn)行控制和操作，可以對(duì)石墨爐和火焰進(jìn)行靈活的選配。儀器具有方便安全的火焰系統(tǒng)、光學(xué)機(jī)械設(shè)系統(tǒng)，利用石墨爐進(jìn)行溫控選擇背景扣除，將工作站提供的各項(xiàng)功能加以靈活運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)精確測定的自動(dòng)化的追求目的?；鹧婀舛扔?jì)是將發(fā)射光譜作為工作原理的一種儀器，其主要作用在于分析，對(duì)于氣體光學(xué)光電轉(zhuǎn)換等可以進(jìn)行檢測和記錄?；鹧婀舛扔?jì)主要可以檢測土壤中的微量元素、玻璃樣品中的微量元素，包括硝酸鹽中的各種鈉和鉀含量。

此時(shí)采用發(fā)射光譜進(jìn)行光學(xué)和光電轉(zhuǎn)換的分析，對(duì)于霧化器是氧噴入火焰，激光發(fā)光中待測元素含量進(jìn)行測量。在火焰光度計(jì)進(jìn)行工作的時(shí)候，火焰是黃色的，這是由于是鈉離子，鈉原子外層進(jìn)行了火焰的熱能吸收，當(dāng)其中產(chǎn)生的電子受機(jī)能處于正常狀態(tài)時(shí)，則會(huì)釋放能量。這種能量的表征就是鈉原子所特有的波長的光譜呈黃色，利用火焰的熱能，將物質(zhì)中鈉元素的含量高低進(jìn)行檢測，判斷光譜能量強(qiáng)弱，就能得到元素的激光，發(fā)射的能量，這就是火焰光度計(jì)的工作原理。

進(jìn)行火焰光度分析的時(shí)候，可以使用霧化器進(jìn)行交融，溶膠導(dǎo)入后在火焰中被激發(fā)的時(shí)候，待測元素由于熱力解產(chǎn)生了光譜，火焰的濕度此時(shí)較低，通過光電系統(tǒng)進(jìn)行測量，進(jìn)行分解之后，得到的光譜是激發(fā)出的少數(shù)元素的測量結(jié)果。火焰光度計(jì)是用于鈉等元素的測定，使用火焰原子吸收光譜法，對(duì)于溶液中的鈉離子含量進(jìn)行測量的時(shí)候，在稀釋時(shí)需要保持酸性環(huán)境，防止金屬離子在加入硝酸或鹽酸之后出現(xiàn)沉淀，可以在測定時(shí)盡可能使用體積具有一定數(shù)量的硝酸溶液作為介質(zhì)，以此提高儀器的使用壽命和穩(wěn)定性。在進(jìn)行物理化學(xué)性質(zhì)和較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值的分析時(shí)，能夠得到較為精確的參數(shù)。

4 結(jié)語

在多種元素的測定方法中，火焰光度計(jì)的使用是較多的，現(xiàn)已廣泛用于石油、輕工、冶金、地質(zhì)等多個(gè)領(lǐng)域中。使用原子吸收光譜儀進(jìn)行元素的測定，收到的效果令人滿意，具有測量靈敏、準(zhǔn)確、簡便的優(yōu)點(diǎn)。汞、砷、錫、碲、銻、鍺、鉛、硒等在火焰原子吸收光譜法中均可測到，數(shù)量級(jí)可以達(dá)到10～9g/mL，而石墨爐原子吸收法則可達(dá)到10～13g/mL數(shù)量級(jí)。