分光光度法測定氯化鉀浮選液中十八胺含量

1、分光光度法測定氯化鉀浮選液中十八胺含量2011年第32卷第3期中北大學(xué)(自然科學(xué)版)vo1.32no.32011(總第137期)journalofnorthuniversityofchina(naturalscienceedition)(sumno.137)文章編號:16733193(2011)03032306分光光度法測定氯化鉀浮選液中十八胺含量刁祥瑞,張洪滿,張君,程芳琴(1.山西大學(xué)資源與環(huán)境工程研究所,山西太原030006;2.青海鹽湖元通鉀肥有限公司,青海察爾汗816000)摘要:在正浮選法生產(chǎn)氯化鉀過程中,十八胺用量是影響浮選效率的因素.以溴甲酚綠為指示劑,研究了分光光度法測定氯化

2、鉀浮選液中十八胺()da)含量的最佳條件.實(shí)驗結(jié)果表明:十八胺一溴甲酚綠(bcg)的最大吸收峰波長為414nm,摩爾吸光系數(shù)為1.410i/(mol?com),在1101o10mol/i范圍內(nèi)遵守比爾定律.以此為依據(jù)建立了合適的測定方法,測得氯化鉀浮選液中十八胺濃度的相對誤差為一1.94%,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差rsd為1.52,該法具有穩(wěn)定性好,靈敏度和準(zhǔn)確度高,所用試劑價廉易得,操作簡便快速等優(yōu)點(diǎn),為微量十八胺的測量提供了有效的方法.關(guān)鍵詞:氯化鉀;浮選液;十八胺;分光光度法;溴甲酚綠中圖分類號:0658文獻(xiàn)標(biāo)識碼:adoi:10.3969/j.issn.16733193.201i.03.016sp

3、ectrophotometricdeterminationofoctadecylamineinbrinefromkclflotationdiaoxiangrui,zhanghongm3n,zhangjun,chengfangqin(1.instituteofresourcesandenvironmentengineering,shanxiuniversity,taiyuan030006,china;2.qinghaisaltlakeyuantongpotashco.ltd.,chaerhan816000,china)abstract:aimingattheinfluenceoftheflota

4、tionreagentonkc1flotationinindustrialproduction,thebestexperimentalconditionofthedeterminationoftheoctadecylamine(oda)contentinbrinefromkc1flotationbyspectrophotometerwithbromocresolgreen(bcg)asindicatorisstudied.theresultsindicate:themolarabsorptivityofthecomplexofodaandbcgis1.410l/(tool?tom)atwave

5、lengthof414nm,beerslawisobeyedintherangeof1101010mol/l;therelativeerrorofodaisabout一1.940a,withrsd:1.54.thismethodappliedtothedeterminationofodainbrinesamplesofkc1flotationismorestable,simplesensitive,accurate,cheapandeasytogetrequiredreagent,simpleandquicktooperate,whichprovidesaneffectivemethodfor

6、traceanalysisofoda,andhasacertainapplicationvalue.keywords:kc1flotation;brine;octadecylamine;spectrophotometry;bromocresolgreen*收稿日期:2011-0314作者簡介:刁祥瑞(1968一),男,工程師,碩士生.主要從事鹽湖資源綜合利用研究324中北大學(xué)(自然科學(xué)版)2011年第3期0引言氯化鉀是重要的無機(jī)鹽產(chǎn)品,世界上759/6的kc1都是由浮選法生產(chǎn)的l1.在我國青海察爾汗鹽湖生產(chǎn)鉀肥最具代表性的生產(chǎn)工藝是冷分解一正浮選法,十八胺是最常用的一種浮選藥劑eb4.在氯化鉀

7、浮選過程中,十八胺濃度偏大則降低了浮選過程的選擇性,過剩的藥劑將捕收氯化鈉和不溶物,降低氯化鉀品質(zhì);偏小則造成氯化鉀疏水性不足,雖然可以提高其品位,但降低了氯化鉀的回收率和產(chǎn)量l5.目前,測定十八胺等表面活性劑的基本方法有電位滴定法,色譜法6.等.然而,這些儀器價格昂貴,操作條件要求嚴(yán)格,不宜在生產(chǎn)線中使用.現(xiàn)階段,生產(chǎn)中常采用計算的方法估算十八胺的用量,難以在浮選過程中合理添加十八胺,對氯化鉀浮選效率造成不利影響.因此,研究出一種能方便快捷地測量出浮選液中十八胺含量的方法重要而有意義.為此,本文對紫外分光光度法測定氯化鉀浮選液中十八胺含量的最佳條件進(jìn)行了研究,以期尋求一種適合工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用的快

8、速準(zhǔn)確的分析方法.1實(shí)驗部分1.1方法與原理用氯仿將胺類有機(jī)物萃取,使之與浮選液分離.十八胺與溴甲酚綠的反應(yīng)產(chǎn)物溶于氯仿體系,呈黃色,而剩余的溴甲酚綠不溶于氯仿層,存在于水相.當(dāng)ph值為3左右時,十八胺與溴甲酚綠形成有色化合物,且隨著十八胺加入量的增大,氯仿層的顏色也逐漸加深,因而可以以溴甲酚綠為指示劑,用分光光度法測定十八胺的濃度1213.在特定波長下測出相應(yīng)濃度梯度十八胺的吸光度,即可做出標(biāo)準(zhǔn)曲線,以同樣的方法處理工業(yè)樣品,在最大吸收波長下測定其吸光度,在標(biāo)準(zhǔn)曲線上找出對應(yīng)濃度.1.2試劑與儀器uv一3010紫外可見分光光度計(日本日立公司);756紫外可見分光光度計(上海光譜);hh一8

9、型數(shù)顯恒溫水浴鍋(常州國華電器有限公司);shac型往復(fù)式水浴恒溫振蕩器(江蘇正基儀器有限公司);p1000和p10ml移液器(吉爾森).十八胺(天津市福晨化學(xué)試劑廠),氯化鉀(天津市博迪化工有限公司),氯化鈉(天津市恒興化學(xué)試劑制造有限公司),氯化鎂(天津市化學(xué)試劑三廠),乙酸鈉(上?；瘜W(xué)試劑總廠),冰乙酸(天津天大化學(xué)試劑廠),溴甲酚綠(天津市科密歐化學(xué)試劑開發(fā)中心).本實(shí)驗所用試劑均為分析純,實(shí)驗用水為二次蒸餾水.1.3實(shí)驗步驟與過程1.3.1溶液的配置1)十八胺標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制在80c水浴條件下,用鹽酸催化后再用雙蒸水配成1.010mol/l的儲備液,使用時再配置成不同濃度的工作液;2)

10、溴甲酚綠溶液的配置按文獻(xiàn)14上的方法將溴甲酚綠用無水乙醇溶解后再用水配制成1.4310mol/l的儲備液,使用時稀釋成1.4310mol/l的工作液;3)不同離子含量的鹽溶液配制按照水鹽體系相圖配置5%氯化鉀溶液,59/6氯化鎂溶液,59/6氯化鉀一氯化鈉溶液和5氯化鉀一氯化鈉一氯化鎂溶液;4)緩沖液的配置(總第137期)分光光度法測定氯化鉀浮選液中十八胺含量(刁祥瑞等)325按照文獻(xiàn)e143緩沖溶液的配置標(biāo)準(zhǔn),配置不同ph值的hc1一kc1,h.po一nahpo,hacnaac,hach3po4,nh3一nh4cl緩沖溶液.1.3.2實(shí)驗方法用移液器準(zhǔn)確移取含十八胺有機(jī)物的鹵水溶液5ml,置

11、入250ml錐形瓶中,再加入2.6mi濃度為1.4310mol/l的溴甲酚綠指示劑和10mlph為3的醋酸一醋酸鈉緩沖溶液,在25c水浴振蕩器中反應(yīng)5rain,然后加入10ml氯仿,振蕩10min,待萃取完全后,置人125ml分液漏斗中,靜置分層.最后以氯仿為空白做參比,在414nm最大吸收波長處測量有機(jī)相的吸光度.2實(shí)驗結(jié)果與討論本研究以浮選母液中十八胺濃度為3.7110mol/l(即試樣用量為5ml)為研究對象,考察了酸度,緩沖溶液用量,指示劑用量及穩(wěn)定時間等多種因素對吸光度的影響,以確定十八胺吸光度的最佳測量參數(shù).2.1吸收曲線實(shí)驗中對不同的鹵水體系中的十八胺進(jìn)行萃取實(shí)驗,然后在3006

12、00nm范圍內(nèi)對氯仿層進(jìn)行吸光度掃描,得到最大吸收峰.從實(shí)驗結(jié)果可知,5種體系的最大吸收峰都出現(xiàn)在414nm處,即無論改變鹵水體系中k,na,mg等3種離子的濃度或離子種類,體系的最大吸收峰皆出現(xiàn)在414nm處,如圖1所示.因此,離子種類和濃度不影響鹵水體系中十八胺的最大吸收波長.圖1不同鹵水體系中十八胺的最大吸收峰波長fig.1maximumabsorptivespectrumofodaindifferentbrinesystem2.2ph值的選擇圖2溶液酸度對吸光度的影響fig.2effectofphonabsorption實(shí)驗中分別配置了ph一1.0的hc1一kc1,ph一2.0的h.p

13、o一nah2po,ph一3.0的hacnaac,ph=4.0的hacnaac,ph一6.0的hacnaac,ph一8的hach3po4,ph一10的nh3nh4c1等7種不同酸堿度的緩沖溶液.取10ml緩沖溶液和5ml3.7110mol/l的十八胺溶液,按實(shí)驗方法1.3.2測量吸光度,結(jié)果如圖2.圖2中a15分別為不同酸堿度條件下平行實(shí)驗的吸光度值,通過圖中的數(shù)據(jù)可以看出,各組實(shí)驗數(shù)據(jù)重復(fù)性較好.通過比較得出,溶液酸度在ph2.04.0范圍內(nèi)時吸光度值最大,基本保持穩(wěn)定,說明在該酸度條件下反應(yīng)靈敏度達(dá)到最高.當(dāng)ph偏堿性條件時,吸光度值急劇下降,在ph一8時吸光值接近零,在堿性條件下溴甲酚綠中

14、的磺酸基優(yōu)先與堿發(fā)生中和反應(yīng),阻止了溴甲酚綠與十八胺的離子絡(luò)合反應(yīng).所以,實(shí)驗中選用ph一3.0的醋酸一醋酸鈉緩沖溶液來調(diào)節(jié)所測溶液的酸度.326中北大學(xué)(自然科學(xué)版)2011年第3期2.3緩沖溶液用量的選擇分別取一系列等物質(zhì)量的3.71i0mol/l十八胺溶液5ml于250ml錐形瓶中,加入1.4310mol/l的溶液2.6ml,然后分別加入不同量ph一3.0的醋酸一醋酸鈉緩沖溶液,測定其吸光度,結(jié)果見圖3.從圖3多組平行實(shí)驗測量結(jié)果的分布趨勢可知,緩沖溶液的用量對吸光度值的影響較小,但通過平行實(shí)驗比較得出,緩沖液的用量對吸光度值的穩(wěn)定性有影響,當(dāng)緩沖液用量小于8ml或大于12ml時吸光度值

15、重復(fù)性較差,而緩沖液用量在812ml之間時,測量結(jié)果相對穩(wěn)定,因此本次實(shí)驗選用10ml為合適的緩沖液用量.2.4指示劑用量的選擇趟圖3吸光度隨緩沖溶液用量變化情況fig.3effectofbuffersolutionadditiononadsorption分別取一系列等物質(zhì)量的3.7110mol/l十八胺溶液5ml于250ml錐形瓶中,依次加入不同量的1.4310mol/l溴甲酚綠溶液,再加入ph:3.0的醋酸一醋酸鈉緩沖溶液10ml,測定吸光度,結(jié)果如圖4所示.從圖4中可以看出,顯色劑溴甲酚綠用量大于2.5ml時吸光度最大且恒定.圖中的a,a,a.分別為三次平行實(shí)驗結(jié)果,對比可知,當(dāng)顯色劑溴

16、甲酚綠用量小于2.5ml時,吸光度值隨著溴甲酚綠用量的增加而線性增加,當(dāng)顯色劑溴甲酚綠用量大約達(dá)到2.6ml時,吸光度不再隨著溴甲酚綠用量的增加而改變.因此本實(shí)驗選用2.6ml溴甲酚綠為顯色劑的最佳用量.圖4吸光度隨顯色劑用量變化情況fig.4effectofreagentadditiononadsorption2.5穩(wěn)定時間的選擇圖5吸光度隨顯色時間變化情況fig.5effectofcolordevelopingtimeonadsorption分別取一系列等物質(zhì)量的3.7110mol/l十八胺溶液5ml于250ml錐形瓶中,加入1.4310一mol/l溴甲酚綠溶液2.6mi,再加入ph一3.

17、0的醋酸一醋酸鈉緩沖溶液10ml,在不同顯色時間下測定吸光度,結(jié)果如圖5所示.圖5為不同顯色時間條件下多組平行實(shí)驗的吸光度值,通過圖中的數(shù)據(jù)分布情況可以看出,各組實(shí)驗數(shù)據(jù)重復(fù)性較好,數(shù)據(jù)可信度較高.通過不同顯色時間結(jié)果比較得出,顯色反應(yīng)可在5min內(nèi)完成,有色化合物形成后100min內(nèi)吸光度值基本不變,說明在該時間范圍內(nèi)顯色比較穩(wěn)定,但相比較而言,(總第137期)分光光度法測定氯化鉀浮選液中十八胺含量(刁祥瑞等)327顯色60rain測量結(jié)果重復(fù)性更好,所以本實(shí)驗中穩(wěn)定時間選用60min.2.6標(biāo)準(zhǔn)曲線分別用雙蒸水,5%的kc1溶液,5mgc1.溶液,5%kc1一nac1溶液和5kc1一nac

18、1一mgc1.溶液配置成十八胺濃度為3.7110rnol/l的不同體系工作液,針對不同的體系分別取2.0ml,2.5ml,5ml,8ml,10ml,12ml十八胺溶液于250ml錐形瓶中,再依次加入1.4310mol/l的溴甲酚綠溶液1.0ml,1.25ml,2.5ml,4.0ml,5.0ml,6.0ml,按實(shí)驗方法1.3.2測定十八胺的吸光度值,結(jié)果如圖6所示.從圖6可以看出,吸光度值小于o.8時,不同體系中各十八胺濃度下的吸光度值重現(xiàn)性較好,當(dāng)吸光度值大于0.8時,不同體系中的各十八胺濃度下的吸光度值重現(xiàn)性相對較差,其原因可能是吸光度值超出最佳測量范圍,導(dǎo)致吸光度值穩(wěn)定性較差.但從整體上來

19、分析,可以得出吸光度值不因十八胺溶液體系的差異而發(fā)生變化,不同體系的工作曲線斜率近似相同,即k,na,mg離子對吸光度值基本沒有影響,所以分光光度法測量十八胺含量的方法可以適用于不同的氯化鉀浮選液體系.十八胺濃度c/10.(too1.l)十八胺濃度c/10(mol?l)圖6不同鹵水體系中的十八胺吸光度值圖7測定十八胺含量的工作曲線fig.6adsorptionofodaindifferentbrinesystemfig.7workingcurveofodacontent由圖7工作曲線計算得摩爾吸光系數(shù)為1.410l/(mol?corn),在11o1010mol/l范圍內(nèi)遵守比爾定律.標(biāo)準(zhǔn)曲線線

20、性良好,相關(guān)系數(shù)r.達(dá)到0.99,線性方程為一一0.08148+0.14582x.線性方程有一個負(fù)截距,表明存在負(fù)偏差,可能由于測量的十八胺濃度范圍較大,導(dǎo)致吸光值分布范圍較廣(01.4),吸光值落在0.20.8區(qū)間之外,準(zhǔn)確度降低,適當(dāng)調(diào)整后應(yīng)能消除此偏差.回歸方程的截距可忽略不計,即認(rèn)為工作曲線通過原點(diǎn).對十八胺加入量為5ml的試樣進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)加入回收實(shí)驗,所測吸光度的重復(fù)性和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差以及相對誤差列入表1,是用帶截距的回歸方程計算所得結(jié)果.表1分光光度法測定氯化鉀浮選液中十八胺濃度的重復(fù)性和相對誤差fig.1repeatabilityandrelativeerrorofodaconcent

21、rationinkclflotationsolutiondeterminedbyspectrophotometry從表1可以看出,分光光度法測得的十八胺的相對誤差在一3.610.08,平均相對誤差為一1.94%,樣品測量濃度的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.54,測量準(zhǔn)確度能夠滿足生產(chǎn)測量要求,測定結(jié)果真實(shí)328中北大學(xué)(自然科學(xué)版)2011年第3期可靠.因此,分光光度法測定氯化鉀浮選液中十八胺含量在生產(chǎn)中具有推廣價值.3結(jié)論1)實(shí)驗確定了十八胺一溴甲酚綠的最大吸收峰波長為414nm,摩爾吸光系數(shù)為1.410l/(tool?co1ti),在1101o10mol/i范圍內(nèi)遵守比爾定律.該方法測得氯化鉀浮選液中

22、十八胺濃度的相對誤差為一1.94,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差rsd為1.54,滿足工廠生產(chǎn)中使用;2)建立了溴甲酚綠分光光度法測定氯化鉀浮選液中十八胺含量的分析方法.該方法穩(wěn)定性好,靈敏度和準(zhǔn)確度高,操作簡便,為微量十八胺的測量提供了有效的方法,具有推廣應(yīng)用價值.參考文獻(xiàn)123titkovs.flotationofwatersolublemineralresourcesej.int.j.miner.process,2004,74:107113.weedond.effectsofhighmgconcentrationonkciflotation:partilaboratoryresearchj.mineral

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