影響煤灰成分測(cè)定結(jié)果不準(zhǔn)確的原因

李 敏

（晉城煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司洗選加工部中心化驗(yàn)室，山西 晉城 048006）

影響煤灰成分測(cè)定結(jié)果不準(zhǔn)確的原因

李 敏

（晉城煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司洗選加工部中心化驗(yàn)室，山西 晉城 048006）

針對(duì)煤灰成分的測(cè)定是一項(xiàng)操作難度大、操作技術(shù)要求高、精密度要求高的實(shí)驗(yàn)，該文從分析煤灰成分測(cè)定的各種影響因素入手，闡明了在實(shí)際操作中應(yīng)注意哪些問(wèn)題，才能得到可靠準(zhǔn)確的測(cè)定結(jié)果。

煤灰成分；準(zhǔn)確度；影響因素

煤灰成分是煤炭利用中的一項(xiàng)重要參數(shù)。根據(jù)煤灰成分可以大致推測(cè)煤的礦物組成；在動(dòng)力燃燒中，根據(jù)煤灰成分可以初步判斷煤灰熔點(diǎn)的高低；根據(jù)煤灰中堿性成分（鉀、鈉、鈣等氧化物）的高低，可大致判斷它對(duì)燃燒室的腐蝕程度；在煤灰和矸石的綜合利用中，其成分分析可作為提取鋁、鈦、釩等元素和制造水泥、磚瓦等建筑材料的依據(jù)。此外，根據(jù)某些煤的灰中各氧化物之和與總灰量有較大差異的情況還可推斷某些稀有元素在煤中富集情況。煤灰成分中常規(guī)的分析項(xiàng)目為二氧化硅、二氧化鈦、三氧化二鐵、三氧化二鋁、氧化鈣、氧化鎂、三氧化二硫、五氧化二磷。由于在測(cè)定煤灰成分過(guò)程中受試劑、蒸餾水、母液、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)步驟、人為操作等多方面因素的影響，使得測(cè)定結(jié)果經(jīng)常偏高或偏低，為了使測(cè)定結(jié)果的誤差降到最低，我們必須了解測(cè)定誤差產(chǎn)生的原因，使得結(jié)果盡量做到準(zhǔn)確可靠。

1 母液的制備

1）灰樣的制備。要嚴(yán)格按照國(guó)標(biāo)中慢灰的燒制方法進(jìn)行燒灰，并將燒好的煤灰用瑪瑙研缽研細(xì)到粒度小于0.1mm，然后置于灰皿內(nèi)，在（815±10）℃條件下灼燒至質(zhì)量恒定（質(zhì)量變化小于0.1%），裝入磨口瓶中，存放于干燥器內(nèi)。稱樣前應(yīng)在（815±10）℃下灼燒0.5 h。如果煤樣在灰化時(shí)，溫度低，灰化時(shí)間不夠，灰樣未燒透或磨細(xì)，都會(huì)導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏低。

2）稱樣方法。（1）稱樣天平不正?；蚍Q量不準(zhǔn)確，天平應(yīng)至少每年請(qǐng)質(zhì)檢部門(mén)鑒定一次，稱量時(shí)也要正確操作，避免稱量結(jié)果不準(zhǔn)確。(2)灰樣燒好后，沒(méi)有立即稱出，吸收了空氣中的水和二氧化碳，這會(huì)使測(cè)定結(jié)果偏低。

3）熔樣。（1）熔樣時(shí)溫度低，熔融時(shí)間不夠會(huì)導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏低。（2）熔樣時(shí)爐子升溫速度太快，坩堝內(nèi)熔融物溢出會(huì)導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏低。（3）銀坩堝中熔融物沒(méi)有完全洗出會(huì)導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏低。（4）銀坩堝在使用前未處理干凈會(huì)導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏高。

2 煤灰成分的測(cè)定方法分析

2.1 二氧化硅的測(cè)定

2.1.1 用動(dòng)物膠凝聚重量法測(cè)定

1）硅膠蒸干脫水不夠。（1）加入動(dòng)物膠時(shí)，鹽酸濃度不到8mol/L。（2）加入動(dòng)物膠時(shí)溫度過(guò)高，動(dòng)物膠分解。（3）加入動(dòng)物膠時(shí)，沒(méi)有劇烈攪拌1min及保溫10min，硅酸沒(méi)有充分凝聚。硅酸凝聚后，加水溶解可溶性鹽類時(shí)，溶解體積太大，酸度改變，硅酸沉淀復(fù)溶。洗滌硅酸沉淀時(shí)，洗滌液水溫太低，每次用量太多，洗滌時(shí)間長(zhǎng)，硅酸復(fù)溶。硅酸沉淀灰化時(shí)，升溫速度太快，濾紙突然燃燒，二氧化硅微粒隨氣流帶走。

2）測(cè)值偏高的原因有：（1）洗滌硅酸沉淀時(shí)，沒(méi)有先用熱的20%的鹽酸洗至無(wú)Fe3+存在，而直接用水洗滌，以導(dǎo)致Fe3+、Al3+、Ti4+水解生成難溶或不溶的堿式鹽或氫氧化物。（2）過(guò)濾時(shí)沒(méi)有用定量濾紙。（3）氯離子未洗凈。（4）灼燒后的二氧化硅沉淀在空氣中冷卻時(shí)間太長(zhǎng)，吸收空氣中的水分。（5）硅酸連同濾紙灰化時(shí)，爐子升溫過(guò)快，氧氣供應(yīng)不足，濾紙灰化不完全，部分炭粒殘留在二氧化硅沉淀中。

2.1.2 用硅鉬藍(lán)比色法測(cè)定

1）測(cè)值偏低的原因有：（1）未按試驗(yàn)步驟制備試樣溶液，硅酸未全部生成單分子正硅酸。按國(guó)標(biāo)要求的試驗(yàn)步驟制備溶液。（2）試樣溶液放置時(shí)間太長(zhǎng)。（3）形成硅鉬黃的酸度不對(duì)(pH應(yīng)在0.5～2.0范圍內(nèi))。（4）形成硅鉬黃時(shí)的溫度低于20℃，放置時(shí)間不夠（低于10℃時(shí)，應(yīng)放置30 min，10℃～20℃，應(yīng)放置20 min）。（5）硅鉬藍(lán)顯色時(shí)溫度低，放置時(shí)間短。（6）測(cè)定硅時(shí)，所用1mol/L鹽酸及5%鉬酸銨溶液未存放在塑料瓶里。（7）制備好的二氧化硅標(biāo)準(zhǔn)溶液未放在塑料瓶中保存。

2）測(cè)值偏高的原因有：（1）沒(méi)有用光譜純的二氧化硅配制標(biāo)準(zhǔn)溶液。（2）容量瓶、移液管、比色皿為及時(shí)用洗液清洗干凈。

2.2 二氧化鈦的測(cè)定

2.2.1 用過(guò)氧化氫法測(cè)定

1）測(cè)值偏低的原因有：（1）過(guò)氧化氫失效。（2）顯色時(shí)間不夠，溫度低。

2）測(cè)值偏高的原因有：（1）沒(méi)有用光譜純二氧化鈦配制標(biāo)準(zhǔn)溶液。（2）配制二氧化鈦標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)，光譜純二氧化鈦未熔融完全。

2.2.2 用二安替比林甲烷法測(cè)定

測(cè)值偏低的原因有：（1）顯色時(shí)間不夠，溫度低。（2）抗壞血酸失效（應(yīng)現(xiàn)用現(xiàn)配）。

測(cè)值偏高的原因有：（1）沒(méi)有用光譜純二氧化鈦配制標(biāo)準(zhǔn)溶液。（2）配制二氧化鈦標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)，光譜純二氧化鈦未熔融完全。（3）容量瓶、移液管、比色皿為及時(shí)用洗液清洗干凈。

2.3 三氧化二鐵的測(cè)定

測(cè)值偏低的原因有：滴定時(shí)酸度太高（即Ph＜1.8）。

測(cè)值偏高的原因有：(1)沒(méi)有用優(yōu)級(jí)純?nèi)趸F配制標(biāo)準(zhǔn)溶液。滴定時(shí)酸度太低，即pH＞2.5，調(diào)整溶液酸度使pH值在1.8～2.0。(2)溫度過(guò)高，鋁與EDTA絡(luò)合，保持溫度在60℃～70℃。(3)滴定速度太快，降低滴定速度，邊滴邊攪拌，溶液變?yōu)榱咙S色或無(wú)色時(shí)立即停止滴定。

2.4 三氧化二鋁的測(cè)定

測(cè)值偏低的原因有：(1)加入1.1%EDTA溶液的量不夠。(2)酸度未調(diào)好，pH值沒(méi)有控制在5.9～6.0的范圍。(3)加入1.1%EDTA溶液后，煮沸的時(shí)間不夠，EDTA未與鋁完全絡(luò)合。(4)用2%乙酸鋅溶液滴定過(guò)剩的EDTA時(shí)，溶液未完全冷卻。(5)用2%乙酸鋅溶液滴定過(guò)剩的EDTA時(shí)，滴定過(guò)量。(6)加入氟化鉀的量不夠。(7)加入氟化鉀后，煮沸，冷卻時(shí)間不夠。(8)從鋁鈦合量中減鈦時(shí)，鈦的百分含量未乘以0.638因數(shù)。

測(cè)值偏高的原因有：(1)沒(méi)有用光譜純鋁片配制標(biāo)準(zhǔn)溶液。(2)二甲酚橙指示劑放置時(shí)間太長(zhǎng)，終點(diǎn)變化不明顯。最好是現(xiàn)用現(xiàn)配。(3)鈦鋁合量中未減鈦含量。

2.5 氧化鈣的測(cè)定

2.5.1 用EDTA法測(cè)定

測(cè)值偏低的原因有：加入氫氧化鉀后，沒(méi)有馬上滴定，氫氧化鉀沉淀吸附鈣離子。

測(cè)值偏高的原因有：(1)沒(méi)有用優(yōu)級(jí)純碳酸鈣配制標(biāo)準(zhǔn)溶液。(2)較多的氫氧化鎂沉淀吸附指示劑，終點(diǎn)不明顯，滴定過(guò)量。(3)EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液被污染。

2.5.2 用EGTA法測(cè)定

偏低的原因有：（1）硅含量高，溶液體積小于100ml，有硅酸鈣的出現(xiàn)。（2）加入氫氧化鉀后，沒(méi)有馬上滴定。

測(cè)值偏高的原因有：沒(méi)有用優(yōu)級(jí)純碳酸鈣配制標(biāo)準(zhǔn)溶液。

2.6 氧化鎂的測(cè)定

測(cè)值偏低的原因有：（1）加入氨水后，沒(méi)有馬上滴定。測(cè)值偏高的原因有：（1）沒(méi)有用優(yōu)級(jí)純氧化鎂配制標(biāo)準(zhǔn)溶液，應(yīng)選用優(yōu)級(jí)純配制標(biāo)液。（2）酸性鉻藍(lán)K-奈酚綠B指示劑未經(jīng)磨細(xì)和混合均勻，使滴定時(shí)終點(diǎn)不清.應(yīng)將KB指示劑充分磨細(xì)混勻。（3）滴定速度太快，臨近終點(diǎn)時(shí)攪拌不夠，使滴定過(guò)量.采用慢滴多攪的方法。

2.7 三氧化硫的測(cè)定

2.7.1 用硫酸鋇重量法測(cè)定

測(cè)值偏低的原因有：（1）沉淀硫酸根時(shí)，溶液酸度高，一部分硫酸鋇沉淀溶解。（2）沒(méi)有在沸騰的溶液中加入氯化鋇。（3）加入氯化鋇時(shí)，速度太快，陳化時(shí)間不夠，陳化溫度低，硫酸鋇晶體小，過(guò)濾時(shí)穿過(guò)濾紙。（4）定量濾紙不致密。（5）過(guò)濾時(shí)，漏斗中一次加入溶液太多，以致硫酸鋇自濾紙邊沿爬出。（6）洗滌沉淀時(shí)，每次用水量太多。（7）灼燒硫酸鋇沉淀時(shí)，沒(méi)有從低溫開(kāi)始，且升溫速度太快，濾紙未灰化完全，部分硫酸鋇被濾紙的碳還原成硫化鋇。

測(cè)值偏高的原因有：（1）硫酸鋇沉淀在空氣中冷卻時(shí)間太長(zhǎng)。（2）硫酸鋇沉淀被玷污。

2.7.2 用高溫燃燒中和法測(cè)定

測(cè)值偏低的原因有：（1）燃燒管有裂縫。（2）系統(tǒng)漏氣。（3）高溫區(qū)位置不對(duì)，爐溫低，硫酸鹽分解不完全。（4）氣流量低。（5）過(guò)氧化氫失效。（6）異徑管細(xì)口端伸出爐口距離太遠(yuǎn)，一部分三氧化硫氣體冷凝和吸附在管壁及管端。

測(cè)值偏高的原因有：（1）存放標(biāo)準(zhǔn)氫氧化鈉溶液的容器瓶口沒(méi)有密閉好，空氣中二氧化碳侵入，降低了其濃度。

2.7.3 用庫(kù)侖滴定法測(cè)定

測(cè)值偏低的原因有：(1)氣體流量不夠.調(diào)節(jié)氣體流量計(jì)，使氣體流量符合要求。(2)載氣系統(tǒng)氣密性不好，漏氣.檢查氣密性。(3)剛玉管斷裂，更換剛玉管。(4)裂解爐溫度不夠。(5)送樣不到位。(6)載氣通道堵塞，清理載氣通道。(7)電解液失效.重新配制電解液。

測(cè)值偏高的原因有：氫氧化鈉有結(jié)塊而沒(méi)有及時(shí)更換，空氣得不到凈化，把空氣中的酸性氣體帶入電解液中。

2.8 五氧化二磷的測(cè)定

測(cè)值偏低的原因有：（1）抗壞血酸沒(méi)有現(xiàn)用現(xiàn)配。（2）磷鉬藍(lán)顯色時(shí)，沒(méi)有在沸水浴上加熱5min。

測(cè)值偏高的原因有：沒(méi)有用優(yōu)級(jí)純磷酸二氫鉀配制標(biāo)準(zhǔn)溶液。

3 小結(jié)

以上都是影響煤灰成分測(cè)定的一些因素，它們會(huì)直接影響測(cè)值的準(zhǔn)確性，因此，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)時(shí)，一定要注意每一個(gè)環(huán)節(jié)，得出準(zhǔn)確可靠的測(cè)定結(jié)果。

［1］楊金和，陳文敏，段云龍.煤炭化驗(yàn)手冊(cè)［M］.北京：煤炭工業(yè)出版社，2004.

［2］李英華.煤質(zhì)分析應(yīng)用技術(shù)指南［M］.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009.

Influential Factors of Inaccuracy in Coal Ash Components Determination

LI Min

(Laboratory Center of Washing and Processing Department,Jincheng Coal Group,Jincheng Shanxi048006)

Coal ash components determination is a difficult,demanding and high-accuracy experiment.The paper starts with all kinds of determination influential factors and presents what problems should be noticed in order to attain the reliable and accurate results.

coal ash components;accuracy;influential factors

TQ533

A

1672-5050（2011）03-0078-03

2010-11-06

李 敏（1977—），女，山西晉城人，本科，助理工程師，從事煤質(zhì)分析工作。

徐樹(shù)文