含煤樣品中砷元素含量的測(cè)定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及煤化工領(lǐng)域，具體而言，涉及一種含煤樣品中砷元素含量的測(cè)定方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 對(duì)含煤樣品中砷元素的含量進(jìn)行測(cè)定的方法比較多，各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)如下：
[0003] 1)砷鉬藍(lán)光度法是一種廣為使用方法，有較高的準(zhǔn)確度和精密度，我國國標(biāo)標(biāo)準(zhǔn) 方法即采用此法。但其操作步驟較多，周期較長，所用試劑較多，每種試劑的質(zhì)量以及溶液 配制的正確與否都會(huì)對(duì)測(cè)定結(jié)果產(chǎn)生影響。
[0004] 2)原子吸收光譜法
[0005] ①氰化物發(fā)生-原子吸收光譜法：砷化氫發(fā)生與原子吸收光譜相結(jié)合減少了基 體的干擾，實(shí)現(xiàn)了砷的分析與富集，靈敏度高，精密度好，選擇性好、方便簡單、準(zhǔn)確度高、 單一元素分析速度快，主要缺點(diǎn)是對(duì)于成分比較復(fù)雜的煤樣，干擾比較嚴(yán)重，見煤炭學(xué)報(bào) [J]，2004,29(2):234-237。
[0006] ②石墨爐原子吸收光譜法：此法的靈敏度比火焰吸收光譜法的絕對(duì)靈敏度高3個(gè) 數(shù)量級(jí)，但此法存在嚴(yán)重的干擾，需要使用高溫火焰，加入適當(dāng)?shù)幕w改進(jìn)劑，見陳世忠[2] 專著，光譜學(xué)與光譜分析[J]，2004, 24 (10) : 1267-1269。
[0007] 3)電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法：具有穩(wěn)定性，基體效應(yīng)小，檢出限低，主要 缺點(diǎn)是背景較復(fù)雜，譜線干擾嚴(yán)重、對(duì)結(jié)果影響大，見劉晶[3]，鄭楚光，陸曉華。分析科學(xué)學(xué) 報(bào)[J]，2004, 20 (1)，23-25 專著。
[0008] 4)電感耦合等離子體質(zhì)譜法：其靈敏度高、檢測(cè)限低、可測(cè)元素多、線性范圍寬、 最大的缺點(diǎn)是價(jià)格昂貴、定期維護(hù)成本較高，且需建立一個(gè)調(diào)諧報(bào)告，難以在一般實(shí)驗(yàn)室推 廣應(yīng)用。
[0009] 煤中成分復(fù)雜，煤樣消解溶液中含有硅、鋁、鐵和鈣等常量元素及鉛、鈷、鎳、銅等 微量元素，這些元素可能會(huì)給砷的測(cè)定帶來干擾，從而使得在對(duì)含煤樣品中砷元素的含量 進(jìn)行測(cè)定時(shí)，測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確度和精確度均較差。
[0010] 在此基礎(chǔ)上有必要開發(fā)出一種對(duì)含煤樣品中砷元素含量測(cè)定具有較高準(zhǔn)確度和 精確度的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明的主要目的在于提供一種含煤樣品中砷元素含量的測(cè)定方法，以解決現(xiàn)有 測(cè)定方法在對(duì)含煤樣品中砷元素含量進(jìn)行測(cè)定時(shí)，測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確度和精確度較差的問題。
[0012] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一個(gè)方面提供了一種含煤樣品中砷元素含量的測(cè)定方 法，該測(cè)定方法包括：S1，配制含煤樣品的待測(cè)溶液，待測(cè)溶液中含砷元素；S2,采用氫化物 發(fā)生-原子熒光光譜法，對(duì)待測(cè)溶液中的砷元素進(jìn)行測(cè)定，得到砷原子熒光強(qiáng)度的檢測(cè)值； S3,將檢測(cè)值與砷元素含量-熒光強(qiáng)度校準(zhǔn)曲線進(jìn)行比對(duì)，得到待測(cè)溶液中的砷元素含量， 進(jìn)而得到含煤樣品中砷元素的含量；其中，步驟S2中，氫化物-原子熒光光譜法中，原子熒 光光譜儀的工作參數(shù)為：燈電流為60~65mA，負(fù)高壓為280~290V，原子化器高度為7. O~ 7. 1_，原子化器溫度為200~220°C以及載氣流量為800~815mL · min 1O
[0013] 進(jìn)一步地，含煤樣品為原煤和/或煤灰。
[0014] 進(jìn)一步地，相對(duì)于含煤樣品的總重量而言，含煤樣品中砷元素的含量為0.2~ 600 μ g/g〇
[0015] 進(jìn)一步地，步驟SI包括：S11，將王水與含煤樣品混合后，置于沸水浴中保溫1~ I. 3h，得到消解液；然后，向消解液中加入占含煤樣品重量的9~11 %的KMnO4，得到第一待 反應(yīng)體系；S12,向第一待反應(yīng)體系加入占含煤樣品重量的9~11 %的草酸，放置，得到第一 澄清液；S13,將第一澄清液、鐵鹽溶液以及硫脲-抗壞血酸溶液進(jìn)行混合，得到待測(cè)溶液； 其中，第一澄清液、鐵鹽溶液以及硫脲-抗壞血酸溶液的體積比為0. 9~I. 1 :4~6 :4~ 6,且鐵鹽溶液的質(zhì)量濃度為1.0 g/L，硫脲-抗壞血酸溶液是由5wt %的硫脲溶液與5wt %的 抗壞血酸溶液通過質(zhì)量比1:1配置而成的混合溶液；優(yōu)選地，鐵鹽選自氯化鐵、硝酸鐵和硫 酸高鐵銨組成的組中的一種或多種。
[0016] 進(jìn)一步地，步驟S2包括：S21，將待測(cè)溶液與占待測(cè)溶液重量的0. 6~0. 8 %的硼 氫化物進(jìn)行還原反應(yīng)，得到砷化氫；其中，硼氫化物選自硼氫化鈉和/或硼氫化鉀；S22,采 用氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法對(duì)砷化氫中的砷元素進(jìn)行測(cè)定，得到檢測(cè)值。
[0017] 進(jìn)一步地，含煤樣品中砷元素含量的測(cè)定方法依次包括以下步驟：在25mL聚乙烯 試管中，將0.4500g含煤樣品與10mL(l+l)王水混合后置于沸水浴中保持lh，冷卻后，得到 消解液；然后向消解液中加入ImL 10g/L的KMnO4溶液，放置30min，得到第一待反應(yīng)體系； 向第一待反應(yīng)體系中加入14mL 10g/L的草酸溶液至第一待反應(yīng)體系的體積為25mL，放置， 得到第一澄清液；將5. OmL第一澄清液、2. 5mL lg/L的氯化鐵溶液以及2. 5mL的硫脲-抗 壞血酸溶液混合，得到待測(cè)溶液；
[0018] 將2. OmL待測(cè)溶液與20. 00mL7g/L的硼氫化鉀溶液進(jìn)行還原反應(yīng)，得到砷化氫；采 用氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法，對(duì)砷化氫進(jìn)行測(cè)定，得到檢測(cè)值；
[0019] 將檢測(cè)值與砷元素含量-熒光強(qiáng)度校準(zhǔn)曲線進(jìn)行比對(duì)，得到待測(cè)溶液中砷元素的 含量，進(jìn)而得到含煤樣品中砷元素的含量；其中，繪制砷元素含量-熒光強(qiáng)度校準(zhǔn)曲線的步 驟包括：分別將不同體積的砷預(yù)備溶液置于IOOmL容量瓶中，與50mL lg/L的氯化鐵溶液 以及25mL硫脲-抗壞血酸溶液混合，并用水稀釋至100mL，分別得到濃度為0. 00 μ g/mL、 0· 025 μ g/mL、0. 05 μ g/mL、0. 10 μ g/mL 以及 0· 15 μ g/mL 的砷標(biāo)準(zhǔn)溶液；
[0020] 將不同濃度的砷標(biāo)準(zhǔn)溶液放置30min后，采用氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法，分別 對(duì)2. OmL不同濃度的砷元素標(biāo)準(zhǔn)液進(jìn)行測(cè)定，得到不同濃度的砷元素標(biāo)準(zhǔn)液的砷原子熒光 強(qiáng)度，并以砷標(biāo)準(zhǔn)液中砷元素的濃度和熒光強(qiáng)度繪制砷元素含量-熒光強(qiáng)度校準(zhǔn)曲線。
[0021] 進(jìn)一步地，步驟Sl包括：sir，用坩堝稱取含煤樣品和第一艾氏卡試劑得到混合 物，并用第二艾氏卡試劑覆蓋在混合物上；S12'，將坩堝放入馬弗爐中，在2h內(nèi)從室溫加熱 到800± 10°C，并保持2~3h，得到灼燒物；S13'，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36. 5 %的鹽酸將灼燒物消 解，放置，得到第二澄清液；S14'，將第二澄清液、鐵鹽溶液以及硫脲-抗壞血酸溶液混合， 得到待測(cè)溶液，其中，第二澄清液、鐵鹽溶液以及硫脲-抗壞血酸溶液的重量比為0. 9~ I. 1 :4~6 :4~6,且鐵鹽溶液的質(zhì)量濃度為0. 1 %，硫脲-抗壞血酸溶液是由5wt %的硫脲 溶液與5wt %的抗壞血酸溶液通過質(zhì)量比1:1配置而成的混合溶液；優(yōu)選地，鐵鹽選自氯化 鐵、硝酸鐵和硫酸高鐵銨組成的組中的一種或多種。
[0022] 進(jìn)一步地，步驟S2包括：S21'，將待測(cè)溶液與占待測(cè)溶液重量的0. 6~0. 8 %的硼 氫化物進(jìn)行還原反應(yīng)，得到砷化氫，其中，硼氫化物選自硼氫化鈉和/或硼氫化鉀；S22'，采 用氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法對(duì)砷化氫中的砷元素進(jìn)行測(cè)定，得到檢測(cè)值。
[0023] 進(jìn)一步地，含煤樣品中砷元素含量的測(cè)定方法依次包括以下步驟：在坩堝內(nèi)稱取 第一艾氏卡試劑2. 00g，并將第一艾氏卡試劑與粒度小于0. 2mm的含煤樣品I. 00±0.0 OOlg 混合得到混合物；然后用LOOg第二艾氏劑覆蓋在混合物上；將坩堝放入馬弗爐中，在2h 內(nèi)從室溫加熱到800± 10°C，并保持2~3h，得到灼燒物；將灼燒物轉(zhuǎn)移到容量為50mL的容 器中，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36. 5%的鹽酸沖冼坩堝2~3次，并將沖洗液轉(zhuǎn)移至容器中；再向容器 中加入15mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36. 5%的鹽酸，加熱使灼燒物溶解后進(jìn)行冷卻，并向容器中加水， 使容器中液體體積為25mL，放置，得到第二澄清液；將5. OmL第二澄清、2. 5mL lg/L氯化鐵 溶液與2. 5mL硫脲-抗壞血酸溶液混合，得到待測(cè)溶液；將2. OmL待測(cè)溶液與20mL7g/L的 硼氫化鉀進(jìn)行還原反應(yīng)，得到砷化氫；采用氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法，對(duì)砷化氫進(jìn)行測(cè) 定，得到檢測(cè)值；
[0024] 將檢測(cè)值與砷元素含量-熒光強(qiáng)度校準(zhǔn)曲線進(jìn)行比對(duì)，得到待測(cè)溶液中砷元素的 含量，進(jìn)而得到含煤樣品中砷元素的含量；其中，繪制砷元素含量-熒光強(qiáng)度校準(zhǔn)曲線的步 驟包括：
[0025] 分別將不同體積的砷預(yù)備溶液置于IOOmL容量瓶中，與50mL lg/L的氯化鐵溶液 以及25mL硫脲-抗壞血酸溶液混合，并用水稀釋至100mL，分別得到濃度為0. 00 μ g/mL、 0. 025 μ g/mL、0. 05 μ g/mL、0. 10 μ g/mL以及0. 15 μ g/mL的砷標(biāo)準(zhǔn)溶液；將不同濃度的砷標(biāo) 準(zhǔn)溶液放置30min后，采用氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法，分別對(duì)2. OmL不同濃度的砷元素 標(biāo)準(zhǔn)液進(jìn)行測(cè)定，得到不同濃度的砷元素標(biāo)準(zhǔn)液的砷原子熒光強(qiáng)度，并以砷標(biāo)準(zhǔn)液中砷元 素的濃度和熒光強(qiáng)度繪制砷元素含量-熒光強(qiáng)度校準(zhǔn)曲線。
[0026] 應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，對(duì)熒光光譜儀的各項(xiàng)參數(shù)以及樣品與處理過程中的試劑 的添加量進(jìn)行調(diào)整，通過多種因素的協(xié)同作用大大提高了測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確度和精確度。同 時(shí)本發(fā)明提供的測(cè)試方法還具有測(cè)試速度快，空白值低，檢測(cè)范圍寬，檢測(cè)限低等優(yōu)點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相 互組合。下面將結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0028] 正如【背景技術(shù)】部分所描述的，采用現(xiàn)有檢測(cè)方法對(duì)含煤樣品中砷元素含量進(jìn)行測(cè) 定時(shí)，準(zhǔn)確度和精確度較差。為了解決這一問題，本發(fā)明提供了一種含煤樣品中砷元素含量 的測(cè)定方法，該方法包括：S1，配制含煤樣品的待測(cè)溶液，該待測(cè)溶液中含有砷元素；S2,采 用氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法，對(duì)待測(cè)溶液中的砷元素進(jìn)行測(cè)定，得到砷原子熒光強(qiáng)度 的檢測(cè)值；S3,將該檢測(cè)值與砷元素的校準(zhǔn)曲線進(jìn)行比對(duì)，得到待測(cè)溶液中的砷元素含量， 進(jìn)而得到含煤樣品中砷元素的含量；其中，步驟S2中，上