专利名称：一种脱硫石膏的多组分光谱测定方法
技术领域：
本发明专利涉及一种脱硫石膏的多组分光谱测定方法。
背景技术：
石膏的化学组分测定常规采用GB/T5484-2000，该方法的样品预处理根据不同测 定元素分别采用多种不同处理方法，如元素硫采用盐酸加热溶解、硫酸钡沉淀重量法测定。 钙、镁和铝等几种元素要采用马弗炉高温氢氧化钠碱熔融法，即样品加入氢氧化钠后在马 弗炉中高温熔融，用沸水浸取，再加入盐酸和硝酸在不断搅拌下加热溶解样品，用EDTA滴 定法分别测定钙、镁和铝，用分光光度法测定元素铁、钛和磷。元素硅的测定也需要单独处 理样品，需要采用马弗炉高温氢氧化钾碱熔融法，即样品加入氢氧化钾后在马弗炉中高温 熔融，加热水浸取，加入硝酸、氟化钾和氯化钾，经过沉淀、过滤，将滤液用氢氧化钠滴定得 到二氧化硅的含量。元素钾和钠的测定也是比较复杂且误差较大，即试样经过氢氟酸-硫 酸蒸发除硅后用热水浸取，以氨水和碳酸铵分离铁、铝、钙、镁后过滤，用火焰光度计测定滤 液中的钾和钠。以上测定方法的过程非常繁琐，分析周期长，需要的仪器和试剂很多，而且 测定误差比较大，常常不能满足现场实际工作要求。随着燃煤电厂烟气脱硫产业的迅猛发展，作为脱硫副产物的石膏的品质及产量将 直接影响电厂的经济、社会和环境效益。电厂经过脱硫后产生的副产物为脱硫石膏，其物理 化学特性与普通石膏相比有较大的变化，脱硫石膏的组分变化与电厂的脱硫工艺、运行参 数控制有直接密切的关系，因此，不同运行系统、不同运行参数下的产物石膏具有着不相同 的特性。快速准确地分析测定脱硫石膏的各种元素组分，便于及时调整系统运行状况及参 数，可以最大限度地保证石膏的高品质，争取最大限度地经济效益。但是目前没有针对脱硫石膏的检测标准，工作中均参照普通石膏的方法进行，而 采用普通石膏的测定方法，测定周期长，过程繁琐，不能满足生产实际需要。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种光谱法快速测定石膏组分的方法。本发明采用的技术方案是，石膏组分的光谱快速测定方法包括如下步骤本发明采用如下方法步骤(1)取3-5g待测石膏，在230°C 235°C下加热60min，冷却后准确称取0. 0500g 0. IOOOg作为分析样品；(2)将分析样品放置于消解罐的聚四氟乙烯内管中，加入浓盐酸1. 9 2. 1ml，摇 勻后加入浓硝酸3. 9 4. 1ml，最后加入氢氟酸0. 4 0. 6ml，在温度为210°C 230°C、压强 为6000kPa SOOOkPa及密闭情况下对分析样品进行微波消解，微波消解采用功率梯度法， 消解条件为梯度时间10 15分钟，保持时间30 45分钟，强制冷却时间10 15分钟，微 波功率为800W 1000W，升压速度为20kPa/s 30kPa/s，最高限压为6000kPa 8000kPa， 消解完全后自然冷却到室温，得到消解样品，所述浓盐酸、浓硝酸、氢氟酸均为分析纯或者优级纯；(3)采用质量分数为2% 3%的硝酸溶液将上述消解样品全部转移至25ml或 50ml的聚丙烯容量瓶中，准确定容得分析溶液；(4)制备一份全程序空白样品溶液，即采用上述(2)、(3)步骤方法除了不加分析 样品外，其他步骤方法都和(2)、(3)相同而得到的溶液，以空白样品溶液为对照采用全谱 直读等离子体发射光谱仪测定分析溶液中各组分的含量，测定条件为中阶梯光栅，CID电 荷注入式监测器，高频发生器工作功率1150W，ICP频率为27. 12MHZ，载气流量0. 9L/min 1. lL/min,辅助气流量0. 9L/min 1. lL/min,等离子气流量0. 9L/min 1. lL/min,进样量 1. 80ml/min 1. 90ml/min,雾化器压力为 187kPa 199kPa，螺动泵转速 129r/min 131r/
mirio采用本发明的有益效果是本发明对于石膏的预处理采用了微波消解法，元素测 定采用了高精密度、测定范围广泛的等离子发射光谱法，因而具有了测定时间短，所用仪器 设备少，过程及工艺简单、样品需要量少等特点。本发明所采用的微波消解技术使石膏样品 的预处理时间和元素分析测定时间均缩短了 90%，试剂用量减少了 95%。由于本发明采用 的微波消解法是在密闭条件下进行的，所以最大程度的降低了实验室的污染，对实验室环 境以及实验人员来说，都是十份有益的。本发明采用的等离子发射光谱技术测定各种元素， 不但测定的元素种类多，而且测定元素的范围也扩大了数倍，元素的浓度从PPm到百分含 量均可一次测定完成。因此采用本发明方法可以快速准确测定出脱硫石膏或普通石膏中多 种金属、非金属元素的含量。本发明测定方法既适用于脱硫石膏，也适用于普通石膏，扩大了应用范围。
具体实施例方式实施例1本发明的方法步骤是首先在实验开始前，用到的所有器皿均用高纯水浸泡24小时，干燥后备用。(1)称取经过230°C 235°C下加热60min、冷却后的普通石膏样品0.0500g(精确 到0. OOOlg)作为分析样品。(2)将称取的0.0500g分析样品小心放置于消解罐的聚四氟乙烯内管中，沿着管 壁小心依次加入浓盐酸2. 0ml、浓硝酸4. 0ml、浓氢氟酸0. 4ml，注意每加入一种酸后要轻 轻摇勻；加入时要沿着管壁将固体样品冲洗入溶液中，所使用的浓盐酸、浓硝酸、浓氢氟酸 均为分析纯或优级纯；将聚四氟乙烯内管放入微波消解装置，设定最高监控温度为210°C、 最大控制压力压强为6000kPa的条件下，在密闭情况下对分析样品进行微波消解，微波消 解采用功率梯度法，消解条件为梯度时间15分钟，保持时间30分钟，强制冷却15分钟，微 波功率为1000W，升压速度为20kPa/s，最高限压为6000kPa，消解完全后自然冷却到室温， 得到消解样品；(3)采用质量分数为2%的硝酸溶液将聚四氟乙烯内管内的消解样品包括盖子内 的液滴要全部转移至25ml的聚丙烯容量瓶中并准确定容得分析溶液；样品制备的同时要制备一份全程序空白样品溶液，即除了不加分析样品外，其他 方法步骤都与上述(2)、(3)相同而得到的溶液。
4
将定容后的溶液按照最佳的仪器参数和实验条件，和空白样品溶液对照在全谱直 读等离子体发射光谱仪上进行各种组分的测定。仪器各参数为中阶梯光栅，CID电荷注入 式监测器，高频发生器工作功率1150W，ICP频率为27. 12MHZ，载气(雾化气)流量0. 9L/ min，辅助气流量1. lL/min，等离子气流量0. 9L/min，进样量1. 80ml/min，雾化器压力为 199Kpa，蠕动泵转速 131r/min。各元素测定结果如下普通石膏各元素的测定结果(mg/g) 实施例2本发明的方法步骤是首先在实验开始前，用到的所有器皿均用高纯水浸泡24小时，干燥后备用。(1)将脱硫石膏取5g置于瓷舟中在230°C 235°C下加热60min，冷却后称取 0. IOOOg(精确到0. OOOlg)作为分析样品。(2)将称取的0. IOOOg分析样品小心放置于干燥洁净的消解罐的聚四氟乙烯内管 中，沿着管壁小心依次加入浓盐酸1. 9ml、浓硝酸4. 1ml、浓氢氟酸0. 5ml，注意每加入一种 酸后要轻轻摇勻；加入时要沿着管壁将固体样品冲洗入溶液中，所使用的浓盐酸、浓硝酸、 浓氢氟酸均为分析纯或优级纯，将聚四氟乙烯内管放入微波消解装置，设定最高监控温度 为230°C、最大控制压力为SOOOkPa及在密闭情况下对分析样品进行微波消解，微波消解采 用功率梯度法，消解条件为梯度时间10分钟，保持时间45分钟，强制冷却10分钟，微波功 率为800W，升压速度为30kPa/s，最高限压为SOOOkPa，消解完全后自然冷却到室温，得到消 解样品；(3)采用质量分数为3%的硝酸溶液将聚四氟乙烯内管内的消解样品包括盖子内 的液滴要全部转移至50ml的聚丙烯容量瓶中并准确定容得分析溶液；样品制备的同时要制备一份全程序空白样品溶液，即除了不加分析样品外，其他 方法步骤都与上述(2)、(3)相同而得到的溶液。将定容后的溶液按照最佳的仪器参数和实验条件，和空白样品溶液对照在全谱直 读等离子体发射光谱仪上进行各种组分的测定。仪器各参数为中阶梯光栅，CID电荷注入 式监测器，高频发生器工作功率1150W，ICP频率为27. 12MHZ，载气(雾化气)流量1. IL/min，辅助气流量0.9L/min，等离子气流量1. lL/min，进样量1.90m 1/min，雾化器压力为 187Kpa，蠕动泵转速129r/min。各元素测定结果如下脱硫石膏各元素的测定结果(mg/g) 实施例3本发明的步骤是首先在实验开始前，用到的所有器皿均用高纯水浸泡24小时，干燥后备用。(1)将脱硫石膏取5g置于瓷舟中在230°C 235°C下加热60min，冷却后称取 0. IOOOg(精确到0. OOOlg)作为分析样品。(2)将称取的0. IOOOg分析样品小心放置于干燥洁净的消解罐的聚四氟乙烯内管 中，沿着管壁小心依次加入浓盐酸2. 0ml、浓硝酸3. 9ml、浓氢氟酸0. 6ml，注意每加入一种 酸后要轻轻摇勻；加入时要沿着管壁将固体样品冲洗入溶液中，所使用的浓盐酸、浓硝酸、 浓氢氟酸均为分析纯或优级纯，将聚四氟乙烯内管放入微波消解装置，设定最高监控温度 为220°C、最大控制压力为7000kPa及在密闭情况下对分析样品进行微波消解，微波消解采 用功率梯度法，消解条件为梯度时间13分钟，保持时间38分钟，强制冷却12分钟，微波功 率为900W，升压速度为25kPa/s，最高限压为7000kPa，消解完全后自然冷却到室温，得到消 解样品；(3)采用质量分数为2. 5%的硝酸溶液将聚四氟乙烯内管内的消解样品包括盖子 内的液滴要全部转移至50ml的聚丙烯容量瓶中并准确定容得分析溶液；样品制备的同时要制备一份全程序空白样品溶液，即除了不加分析样品外，其他 方法步骤都与上述(2)、(3)相同而得到的溶液。将定容后的溶液按照最佳的仪器参数和实验条件，和空白样品溶液对照在全谱直 读等离子体发射光谱仪上进行各种组分的测定。仪器各参数为中阶梯光栅，CID电荷注入 式监测器，高频发生器工作功率1150W，ICP频率为27. 12MHZ，载气(雾化气)流量1. OL/ min，辅助气流量l.OL/min，等离子气流量l.OL/min，进样量1.85m 1/min，雾化器压力为 193Kpa，蠕动泵转速130r/min。各元素测定结果如下脱硫石膏各元素的测定结果(mg/g)
权利要求
一种脱硫石膏的多组分光谱测定方法，其特征在于其采用如下方法步骤(1)取3 5g待测石膏，在230℃～235℃下加热60min，冷却后准确称取0.0500g～0.1000g作为分析样品；(2)将分析样品放置于消解罐的聚四氟乙烯内管中，加入浓盐酸1.9～2.1ml，摇匀后加入浓硝酸3.9～4.1ml，最后加入氢氟酸0.4～0.6ml，在温度为210℃～230℃、压强为6000kPa～8000kPa及密闭情况下对分析样品进行微波消解，微波消解采用功率梯度法，消解条件为梯度时间10～15分钟，保持时间30～45分钟，强制冷却时间10～15分钟，微波功率为800W～1000W，升压速度为20kPa/s～30kPa/s，最高限压为6000kPa～8000kPa，消解完全后自然冷却到室温，得到消解样品，所述浓盐酸、浓硝酸、氢氟酸均为分析纯或者优级纯；(3)采用质量分数为2％～3％的硝酸溶液将上述消解样品全部转移至25ml或50ml的聚丙烯容量瓶中，准确定容得分析溶液；(4)制备一份全程序空白样品溶液，即采用上述(2)、(3)步骤方法除了不加分析样品外，其他步骤方法都和(2)、(3)相同而得到的溶液，以空白样品溶液为对照采用全谱直读等离子体发射光谱仪测定分析溶液中各组分的含量，测定条件为中阶梯光栅，CID电荷注入式监测器，高频发生器工作功率1150W，ICP频率为27.12MHZ，载气流量0.9L/min～1.1L/min，辅助气流量0.9L/min～1.1L/min，等离子气流量0.9L/min～1.1L/min，进样量1.80ml/min～1.90ml/min，雾化器压力为187kPa～199kPa，蠕动泵转速129r/min～131r/min。
全文摘要
本发明涉及一种脱硫石膏的多组分光谱测定方法，本发明对于石膏的预处理采用了微波消解法，元素测定采用了高精密度、测定范围广泛的等离子发射光谱法，因而具有了测定时间短，所用仪器设备少，过程及工艺简单、样品需要量少等特点。本发明所采用的微波消解技术使石膏样品的预处理时间和元素分析测定时间均缩短了90％，试剂用量减少了95％。由于本发明采用的微波消解法是在密闭条件下进行的，所以最大程度的降低了实验室的污染，本发明采用的等离子发射光谱技术测定各种元素，不但测定的元素种类多，而且测定元素的范围也扩大了数倍，元素的浓度从ppm到百分含量均可一次测定完成。
文档编号G01N21/73GK101907570SQ201010223790
公开日2010年12月8日 申请日期2010年7月12日 优先权日2010年7月12日
发明者石景燕 申请人:河北省电力研究院