一種脫硫石膏中硫酸鈣和亞硫酸鈣的icp分析法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于分析化學(xué)領(lǐng)域，特別涉及制鹽鹽泥用作脫硫石膏時(shí)，石膏中硫酸鈣和 亞硫酸鈣的ICP分析法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，國(guó)家對(duì)于環(huán)境的重視度也在不斷的提高，霧霾現(xiàn)象的頻繁出現(xiàn)使得群眾 和政府更加關(guān)注如何有效的防治大氣污染。而燃煤則是造成大氣污染的重要原因之一，利 用鹽廠固廢物一一鹽泥除去燃煤過(guò)程中產(chǎn)生的S02，將鹽泥中的碳酸鈣變?yōu)榱蛩徕}型石膏 銷(xiāo)售到相關(guān)建筑單位。這種以濕式石灰石石膏法為基礎(chǔ)的氣噴旋沖法濕式煙氣脫硫技術(shù)在 國(guó)內(nèi)外普遍被推廣應(yīng)用。而利用鹽泥作為濕式石灰石這種"以廢制廢，變廢為寶"的方法在 近年來(lái)在我國(guó)不斷得到提倡和應(yīng)用。
[0003] 鹽泥的主要成分為碳酸鈣，由于鹵水凈化工藝的不同，鹽泥中還含有氯化鈉、氫氧 化鎂、硫酸鈣、氫氧化鈣及泥沙等。鹽泥用于電廠濕法脫硫后的石膏中主要含有帶結(jié)晶水的 硫酸鈣、亞硫酸鈣、碳酸鈣及氯化鈉等。鹽泥用于脫硫的效果主要以石膏中的硫酸鈣、亞硫 酸鈣含量體現(xiàn)，且硫酸鈣含量越多、亞硫酸鈣含量越少，石膏的效果越好。因此，在調(diào)節(jié)脫硫 工藝參數(shù)過(guò)程中，如何利用分析方法精準(zhǔn)高效地反映脫硫效果是實(shí)現(xiàn)鹽泥變廢為寶過(guò)程中 關(guān)鍵的一環(huán)。
[0004] 傳統(tǒng)的測(cè)定脫硫石膏中硫酸根和亞硫酸根的重量法和滴定法需要經(jīng)過(guò)復(fù)雜的處 理，操作費(fèi)時(shí)?；邴}泥的脫硫石膏中存在氯離子、金屬離子及少量灰色沉淀顆粒背景色的 存在使得分光光度法、離子色譜法及原子吸收法存在一定的干擾，需在測(cè)試前進(jìn)行過(guò)濾操 作，誤差較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)改進(jìn)樣品處理和ICP參數(shù)方法而提供一種能 夠檢測(cè)鹽泥脫硫后的石膏樣品中硫酸根和亞硫酸根的方法。
[0006] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
[0007] ( -）利用強(qiáng)酸制弱酸原理，將石膏樣品中亞硫酸根除盡，即可用ICP分析出石膏 中的硫酸根含量：
[0008] 準(zhǔn)確稱取石膏樣品0. 5~2. 0g于含50ml去離子水的燒杯中，向燒杯中加入20~ 40ml濃度20% (溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的鹽酸，于65°C下加熱攪拌20min，使石膏完全溶解并排 氣（二氧化碳、二氧化硫）完全；冷卻定容至500ml容量瓶中，作為待測(cè)液1用于測(cè)定石膏 中所含有的硫酸根，進(jìn)而換算成硫酸鈣的含量；
[0009] (二）利用H202的強(qiáng)氧化性，將亞硫酸根轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩岣?，用ICP測(cè)定出總硫酸根含 量，即可由差量法得出亞硫酸根含量：
[0010] 準(zhǔn)確稱取與（一）相同重量的同種石膏樣品于含50ml去離子水的燒杯中，加入 5~10mL30% H202，攪拌lOmin，加5~10ml 10% (溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)）鹽酸，加熱攪拌20min 溶解碳酸鹽沉淀，并使溶液中S032_氧化為S042_，冷卻至室溫后，定容至500ml，作為待測(cè)液 2用于測(cè)定石膏中所含有的總硫酸根，
[0011] 碳酸鹽是固體，有可能存在包裹效應(yīng)，通過(guò)加入鹽酸使碳酸鹽溶解，有利于硫酸根 的完全釋放；
[0012] (三）利用差量法并進(jìn)行摩爾質(zhì)量比換算即可得出亞硫酸根的含量，進(jìn)而換算成 亞硫酸鈣的含量。
[0013] 標(biāo)準(zhǔn)溶液及ICP相關(guān)工作條件如下：
[0014] 標(biāo)準(zhǔn)溶液采用含量為lOOOppm的硫酸根標(biāo)準(zhǔn)。所用高純水的阻抗為18. 2ΜΩ。
[0015] ICP-AES儀器工作參數(shù)為RF功率1250W，霧化器氣流量0. 75L/min \輔助氣流量 0. 5L/min \垂直觀測(cè)高度：12mm，栗管穩(wěn)定時(shí)間5s，長(zhǎng)波積分時(shí)間5s，短波積分時(shí)間15s，積 分次數(shù)3次，將進(jìn)樣管插入待測(cè)溶液（待測(cè)液1或待測(cè)液2)中，蠕動(dòng)栗將樣品溶液帶入進(jìn) 樣系統(tǒng)，自動(dòng)霧化，樣品溶液離子化，檢測(cè)器在182. 034nm特征波長(zhǎng)處測(cè)量出它們的強(qiáng)度， 根據(jù)已準(zhǔn)備好的標(biāo)準(zhǔn)曲線來(lái)確定元素濃度和發(fā)射強(qiáng)度之間的關(guān)系，從而測(cè)得樣品中硫酸根 或總硫酸根的含量，進(jìn)而換算成硫酸鈣和亞硫酸鈣的含量。
[0016] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：
[0017] 1、本發(fā)明通過(guò)樣品中所含物質(zhì)選擇ICP法進(jìn)行檢測(cè)分析，操作簡(jiǎn)便，分析精度高， 測(cè)定硫酸的原理是基于ICP可以檢測(cè)182. Onm處S元素的特性波長(zhǎng)，從而換算為硫酸根的 含量，該分析方法可直接有效檢測(cè)出電廠的脫硫石膏中的硫酸鈣和亞硫酸鈣；本發(fā)明無(wú)需 灼燒破壞及微波消解，適用范圍廣，免除了因使用滴定分析而帶來(lái)的操作繁瑣、檢測(cè)精度低 等問(wèn)題；本發(fā)明中，存在的少量雜質(zhì)小顆粒（低于1%)無(wú)需過(guò)濾即可用于ICP進(jìn)樣系統(tǒng)中 的旋流霧化室；
[0018] 2、本發(fā)明通過(guò)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的樣品處理和分析方法進(jìn)行了優(yōu)化，具體的區(qū)別在 于：本發(fā)明步驟（一）中，對(duì)通過(guò)亞硫酸根的化學(xué)性質(zhì)，可利用強(qiáng)酸制弱酸將亞硫酸根從體 系中消除；從而可以利用ICP直接測(cè)定出樣品中的硫酸鈣含量。本發(fā)明步驟（二）中，可根 據(jù)亞硫酸根的還原性及雙氧水的強(qiáng)氧化羥基自由基將其氧化成硫酸根，以便于用ICP分析 出硫酸根的總量。從而計(jì)算出亞硫酸鈣的含量，整個(gè)分析過(guò)程均用ICP進(jìn)行分析，免除了使 用滴定分析法帶來(lái)的諸多缺點(diǎn)。本發(fā)明步驟（三）中，選擇182. 034nm的波長(zhǎng)，既消除了在 180. 731nm處樣品體系中鎂離子產(chǎn)生的干擾，又比182. 624處的靈敏度高。通過(guò)譜線的選擇 及ICP參數(shù)的優(yōu)化設(shè)置，消除了基于鹽泥脫硫變?yōu)槭嗪蟮母鞣N雜質(zhì)干擾，分析精度高，回 收率在 94. 20 % ~107. 90 %，RSD 小于 5 %。
【附圖說(shuō)明】
[0019] 圖1為實(shí)施例1對(duì)于固定配方中的硫酸鈣和亞硫酸鈣的含量測(cè)試。
[0020] 圖2為實(shí)施例3對(duì)于固定配方中的硫酸鈣和亞硫酸鈣的含量測(cè)試。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 實(shí)施例1
[0022] 配制一份含硫酸鈣40%，亞硫酸鈣15%，碳酸鈣5%，水40%的石膏樣品100g。準(zhǔn) 確稱取的石膏樣品1. 〇g于含50ml去離子水的燒杯中，向燒杯中加入30ml濃度20% (溶 質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的鹽酸，于65°C下加熱攪拌20min，冷卻定容至500ml容量瓶中，作為待測(cè)液 1用ICP在182. 034nm波長(zhǎng)處測(cè)定石膏中所含有的硫酸根。
[0023] 準(zhǔn)確稱取石膏樣品1. 0g于含50ml去離子水的燒杯中，加入8mL30% H202，攪拌 lOmin，加8ml 10% (溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)）鹽酸，加熱攪拌20min，冷卻至室溫后，定容至500ml。 作為待測(cè)液2用ICP在182. 034nm波長(zhǎng)處測(cè)得石膏中的總硫酸根。
[0024] 利用差量法并進(jìn)行摩爾質(zhì)量比換算即可得出亞硫酸根的含量，進(jìn)而換算成亞硫酸 鈣的含量。
[0025] 上述ICP的工作條件：標(biāo)準(zhǔn)溶液采用含量為lOOOppm的硫酸根標(biāo)準(zhǔn)。所用高純水 的阻抗為18. 2M Ω。ICP-AES儀器工作參數(shù)為RF功率1250W，霧化器氣流量0. 75L/min \輔 助氣流量〇. 5L/min \垂直觀測(cè)高度：12mm，栗管穩(wěn)定時(shí)間5s，長(zhǎng)波積分時(shí)間5s，短波積分時(shí) 間15s，積分次數(shù)3次。
[0026] 具體檢測(cè)結(jié)果如附圖