專利名稱：：一種測定廢酸中八種微量組分的方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種化學分析方法，特別是利用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定廢酸中Si、Ca、Mg、Mn、Al、K、Na、S042—等八種微量組分的分析方法，屬化學分析
技術領域：
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背景技術：
：鋼板酸洗是冷軋生產不可缺少的一道工序。鋼板經鹽酸酸洗后產生大量的廢酸液，其主要成分為氯化亞鐵和鹽酸。根據環(huán)保以及循環(huán)經濟的要求，該廢液需回收利用。目前，一般的回收方法是將廢酸液進行再生處理，生成再生鹽酸，返回到酸洗工段繼續(xù)使用。與此同時，廢酸液中的鐵經焙燒變成氧化鐵粉，氧化鐵粉中含有Si02、S042—、CaO、Mg0、Mn0、A1203、K20、Na20等微量組分，這些微量組分如達到技術要求，則可以較高的價格出售，否則將以廢品價格出售，影響企業(yè)的經濟效益。隨市場競爭日益嚴竣，氧化鐵粉的技術要求也越來越高，為提高氧化鐵粉和再生酸的質量，必須對廢酸中各種微粒組分的含量給予準確測定，以便對廢酸副產品的提純、廢酸的深加工生產和再利用提供有力的數據支持。但是目前尚無測定廢酸中Si、Ca、Mg、Mn、Al、K、Na、S042—等八種微量組分元素的方法，亟待業(yè)內人士探索開發(fā)。
發(fā)明內容本發(fā)明用于提供一種操作簡單、準確度高、重現性好的利用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定廢酸中八種微量組分的方法。本發(fā)明所稱問題是以下述技術方案解決的一種測定廢酸中八種微量組分的方法，其特別之處是它按照如下步驟進行a.利用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀創(chuàng)建分析方法選擇鋁、鈣、錳、鉀、鈉、鎂、硅、硫八種元素的分析譜線鋁394.401nm、鈣393.336nm、錳257.610nm、鉀766.491nm、鈉589.592nm、鎂279.553nm、硅212.412nm、硫181.972nm，設定分析條件功率1.1kW,霧化氣壓力200kPa，觀測高度10mm;b.配制兩套混標母液選擇市售的鋁、鈣、錳、鉀、鈉、鎂、硅、硫酸根標準溶液分別配制兩套混標母液，其中混標母液一由硅、硫酸根兩種標液組成，標液濃度分別為硅10-20mg/L，硫酸根20-50mg/L;混標母液二由鋁、鈣、錳、鉀、鈉、鎂六種標液組成，標液濃度分別為鋁20-50mg/L，鈣20-40mg/L，錳100-200mg/L，鉀1-3mg/L，鈉1-4mg/L，鎂5-10mg/L;c.配制混和標液一分別移取0.00mL、2.00mL、5.00mL、10.00mL、20.00mL混標母液一，用水定容于100mL的容量瓶中，得到混合標液一；d.配制混和標液二根據廢酸中全鐵含量，分別稱取0.70-0.95g高純鐵，用酸溶解后移入100mL容量瓶中，再分別移取0.00mL、2.00mL、5.00mL、10.00mL、20.00mL混標母液二，用水定容于上述各容量瓶中，得到混合標液二；e.制備廢酸試樣準確移取5mL廢酸樣品于100mL石英燒杯中，加入2030mLHCL(1+1)，加熱至溶液澄清，過濾并洗滌沉淀后，將濾液定容于lOOmL容量瓶中搖勻備用；f.廢酸試樣中八種微量組分測定利用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀，在所創(chuàng)建的分析方法中，先用混標一及混標二制作工作曲線，然后測定廢酸試樣，根據分析譜線強度與濃度的對應關系，計算出廢酸試樣中八種微量組分的含量。上述測定廢酸中八種微量組分的方法，所述d步驟中高純鐵用酸溶解過程如下將稱取的五份高純鐵置于五個100mL的石英燒杯中，再分別加入20-30mL鹽酸(1+1)、l-2mL雙氧水，蓋上石英表面皿，低溫加熱到其分解完全。本發(fā)明針對鋼板酸洗后廢酸液中微量組分無法測定的問題，經探索研究、反復試驗，開發(fā)了一種利用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定廢酸中八種微量組分的分析方法。該方法解決了鋼板酸洗后廢酸液中微量組分無法測定的難題，能夠及時、準確測定出廢酸中各種微量組分的含量，為廢酸的深加工生產和再利用提供了有力的數據支持；并有利于酸再生采取有效的方法進行最佳的生產組織，確保生產優(yōu)質的氧化鐵粉，從而大大提高冷軋廠的經濟效益。本發(fā)明方法利用現有儀器設備進行，操作簡單、易于實現，準確度高、重現性好。具體實施例方式本發(fā)明方法利用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(ICP光譜儀)進行。首先選擇出強度和信背比均較高的譜線作為分析譜線，鋁、鈣、錳、鉀、鈉、鎂、硅、硫八種元素的分析譜線分別為鋁394.401nm、鈣393.336nm、錳257.610nm、鉀766.491nm、鈉589.592nm、鎂279.553nm、硅212.412nm、硫181.972nm;設定分析條件功率1.1kW，霧化氣壓力200kPa，觀測高度10mm。然后配制標準溶液，廢酸試樣中鐵含量較高，鐵對硅、硫酸根的測定基本無干擾，而對其他元素有較大干擾，而高純鐵中又含有大量的硅，為消除鐵基體的干擾，將標液分為兩套混合標液。其中混標一包括硅、硫酸根兩種標液，配制時不加鐵基體，直接用水定容?；鞓硕ㄤX、鈣、錳、鎂、鉀、鈉六種標液，配制前先測定廢酸試樣中的全鐵含量，全鐵含量一般為140.00~190.00g/L，5mL廢酸試樣中的鐵含量約為0.70-0.95g，配制混合標液時加入與全鐵含量相當的高純鐵基體0.70-0.95g，用酸溶解后定容于100mL容量瓶中，以消除基體干擾。配制混合標液時需先配制混標母液，再由混標母液中移取配制出混合標液一、二。測定廢酸時由于待測廢酸試樣較混濁，不能直接采用ICP測定，其原因如下一是廢酸中的微量元素可能沒有完全溶解，直接測定會造成結果偏低；二是采用ICP直接測定很可能會堵塞儀器進液管或霧化器，造成損壞儀器的嚴重后果。所以采用先將廢酸用稀酸加熱溶解至溶液澄清，再使用ICP光譜儀進行測定。利用ICP光譜儀在所創(chuàng)建的分析方法中，用混標一及混標二制作工作曲線，然后測定廢酸試樣，根據分析譜線強度與濃度的對應關系I=bC+a，可計算出待測溶液中八種微量組分的含量。由于制備廢酸樣品時，移取5mL樣品用酸溶后定容于100mL容量瓶中，相當于將樣品稀釋了20倍，故制作工作曲線時，將標液的濃度值乘以稀釋倍數20，換算為廢酸樣品的濃度值，這樣由工作曲線計算出的濃度即為待測廢酸樣品的濃度。為驗證本發(fā)明的可行性，在上述試驗條件下做了精密度試驗、準確度試驗及方法檢出限試驗。精密度試驗采用對同一試樣連續(xù)分析11次，計算其相對標準偏差；準確度試驗采用在同一試樣中加入不等量的混合標樣測定其回收率;方法檢出限試驗采用連續(xù)測定空白標液11次，以各元素測定結果標準偏差的3倍作為方法檢出限。實驗數據見表1、表2、表3。表l精密度試驗(單位mg/L)元素ALCaMnKNaMgSiso,152.66919.182313.870.6321.4175.33238.79245.137253.25719.183310.980.7081.4165.34939.64145.943351.79818.917313.280.6941,3435.49938.85745.389<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>由以上數據表明本方法的精密度、準確度、方法檢出限均能滿足生產分析要求，完全適用于生產檢驗。以下提供幾個具體實施例實施例h第一步，創(chuàng)建分析方法選擇分析譜線，如表4所示，設定分析參數，如表5所示。表4測定元素波長(單位nm)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表5ICP設定參數<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>第二步，配制標準溶液(1)配制混標母液選擇市售的硅、硫酸根、鋁、鈣、錳、鎂、鉀、鈉八種標液配制兩套混標母液，混標母液一的濃度見表6，混標母液二的濃度見表7。表6混標母液一濃度(單位mg/L)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>(2)配制混和標液一分別移取O.OOmL、2.00mL、5.00mL、10.00mL、20.00mL混標母液一，用水定容于100mL的容量瓶中，搖勻?；鞓艘粷舛纫姳?.表8混標一濃度(單位mg/L)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>(3)配制混和標液二分別稱取五份0.8000g高純鐵(>99.988%)于五個100mL的石英燒杯中，分別加入25mLHCl(1+1)、雙氧水1.5mL，蓋上石英表面皿，低溫加熱到試樣分解完全，冷卻后移入100mL的容量瓶中，再分別移取0.00mL、2.00mL、5.00mL、10.00mL、20.00mL混標母液二于上述100mL的容量瓶中，用水定容，搖勻。混標二濃度見表9。表9混標二濃度(單位mg/L)<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>第三步，制備廢酸試樣-準確移取5mL廢酸樣品1于100mL石英燒杯中，加入25mLHCL(1+1)，加熱至溶液澄清，過濾并洗滌沉淀后，將濾液定容于100mL容量瓶中，搖勻，備用。第四步，測定廢酸試樣利用ICP光譜儀在所創(chuàng)建的分析方法中，用混標一及混標二制作工作曲線，然后測定廢酸試樣，根據分析譜線強度與濃度的對應關系I=bC+a，計算出待測溶液中八種微量組分的含量。由于制備廢酸樣品時，移取5mL樣品用酸溶后定容于100mL容量瓶中，相當于將樣品稀釋了20倍，故制作工作曲線時，將標液的濃度值乘以稀釋倍數20，換算為廢酸樣品的濃度值，這樣由工作曲線計算出的濃度即為待測廢酸樣品的濃度。現以樣品1中的錳為例說明計算方法。下表為Mn標液的濃度值與測定強度值。<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>在ICP光譜儀制作的錳工作曲線圖中測得a=268.739;b=238.234。樣品1測得Mn強度I為91380.0。根據公式I=bC+a得C=(I-a)/b=(91380.0-268.739)/238.234=382.44(mg/L)按照上述方法計算出廢酸樣品1中其它微量組分的含量，分析結果見表10。<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>實施例2:第一步，創(chuàng)建分析方法同實施例l。第二步，配制標準溶液(1)配制混標母液選擇市售的硅、硫酸根、鋁、鈣、錳、鎂、鉀、鈉八種標液配制兩套混標母液，混標母液一的濃度見表11，混標母液二的濃度見表12。<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>(2)配制混和標液一-分別移取O.OOmL、2.00mL、5.00mL、10.00mL、20.00mL混標母液一，用水定容于100mL的容量瓶中，搖勻?；鞓艘粷舛纫姳?3。<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>(3)配制混和標液二分別稱取五份0.7000g高純鐵(>99.988%)于五個100mL的石英燒杯中，分別加入20mLHCl(1+1)、雙氧水lmL，蓋上石英表面皿，低溫加熱到試樣分解完全，冷卻后移入100mL的容量瓶中，再分別移取O.OOmL、2.00mL、5.00mL、10.00mL、20.00mL混標母液二于上述100mL的容量瓶中，用水定容，搖勻。混標二濃度見表14。表14混標二濃度(單位mg/L)<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>第三步，制備廢酸試樣準確移取5mL廢酸樣品2于100mL石英燒杯中，加入25mLHCL(1+1)，加熱至溶液澄清，過濾并洗滌沉淀后，將濾液定容于100mL容量瓶中，搖勻，備用。第四步，測定廢酸試樣-先用混標一、混標二在ICP光譜儀上制作工作曲線，然后測定廢酸樣品2，按照實施例1的方法計算出廢酸樣品2中八種微量組分的含量，測定結果見表15。表15廢酸樣品2的含量(單位mg/L)<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>實施例3:第一步，創(chuàng)建分析方法同實施例1第二步，配制標準溶液(1)配制混標母液選擇市售的硅、硫酸根、鋁、鈣、錳、鎂、鉀、鈉八種標液配制兩套混標母液，混標母液一的濃度見表16，混標母液二的濃度見表17。表16混標母液一濃度(單位mg/L)<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>表17混標母液二濃度(單位mg/L)元素CaMgMnKNa混標母液濃度50401015034(2)配制混和標液一分別移取O.OOmL、2.00mL、5.00mL、10.00mL、20.00mL混標母液一，用水定容于100mL的容量瓶中，搖勻。混標一濃度見表18。表18混標一濃度(單位mg/L)SiS042-空白0細0.000標l0.300l扁標20.7502.500標31.5005細標43細10.000(3)配制混和標液二分別稱取五份0.9500g高純鐵(>99.988%)于五個100mL的石英燒杯中，分別加入30mLHCl(1+1)、雙氧水2mL，蓋上石英表面皿，低溫加熱到試樣分解完全，冷卻后移入100mL的容量瓶中，再分別移取0.00mL、2.00mL、5.00mL、10.00mL、20.00mL混標母液二于上述100mL的容量瓶中，用水定容，搖勻?；鞓硕舛纫姳?9。表19混標二濃度(單位mg/L)ALCaMgMnKNa空白0.0000.0000.0000.0000.0000.000標ll細0.8000.2003扁0細0細標22.5002細0.5007.5000.1500.200標35扁4細l細15細0.3000.400標410.0008細2扁30扁0.6000.800第三步，制備廢酸試樣-準確移取5mL廢酸樣品3于100mL石英燒杯中，加入25mLHCL(1+1)，加熱至溶液澄清，過濾并洗滌沉淀后，將濾液定容于100mL容量瓶中，搖勻，備用。第四步，測定廢酸試樣先用混標一、混標二在ICP光譜儀上制作工作曲線，然后測定廢酸樣品3，按照實施例1的方法計算出廢酸樣品3中八種微量組分的含量，測定結果見表20。表20廢酸樣品3的含量(單位mg/L)組<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>權利要求1.一種測定廢酸中八種微量組分的方法，其特征在于它按照如下步驟進行a.利用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀創(chuàng)建分析方法選擇鋁、鈣、錳、鉀、鈉、鎂、硅、硫八種元素的分析譜線鋁394.401nm、鈣393.336nm、錳257.610nm、鉀766.491nm、鈉589.592nm、鎂279.553nm、硅212.412nm、硫181.972nm，設定分析條件功率1.1kW，霧化氣壓力200kPa，觀測高度10mm；b.配制兩套混標母液選擇市售的鋁、鈣、錳、鉀、鈉、鎂、硅、硫酸根標準溶液分別配制兩套混標母液，其中混標母液一由硅、硫酸根兩種標液組成，標液濃度分別為硅10-20mg/L，硫酸根20-50mg/L；混標母液二由鋁、鈣、錳、鉀、鈉、鎂六種標液組成，標液濃度分別為鋁20-50mg/L，鈣20-40mg/L，錳100-200mg/L，鉀1-3mg/L，鈉1-4mg/L，鎂5-10mg/L；c.配制混和標液一分別移取0.00mL、2.00mL、5.00mL、10.00mL、20.00mL混標母液一，用水定容于100mL的容量瓶中，得到混合標液一；d.配制混和標液二根據廢酸中全鐵的含量，分別稱取0.70-0.95g高純鐵，用酸溶解后移入100mL容量瓶中，再分別移取0.00mL、2.00mL、5.00mL、10.00mL、20.00mL混標母液二，用水定容于上述各容量瓶中，得到混合標液二；e.制備廢酸試樣準確移取5mL廢酸樣品于100mL石英燒杯中，加入20～30mLHCL(1+1)，加熱至溶液澄清，過濾并洗滌沉淀后，將濾液定容于100mL容量瓶中搖勻備用；f.廢酸試樣中八種微量組分測定利用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀，在所創(chuàng)建的分析方法中，先用混標一及混標二制作工作曲線，然后測定廢酸試樣，根據分析譜線強度與濃度的對應關系，計算出廢酸試樣中八種微量組分的含量。2.根據權利要求l所述的測定廢酸中八種微量組分的方法，其特征在于所述d步驟中高純鐵用酸溶解過程如下將稱取的五份高純鐵置于五個100mL的石英燒杯中，再分別加入20-30mL鹽酸(1+1)、l-2mL雙氧水，蓋上石英表面皿，低溫加熱到其分解完全。全文摘要一種測定廢酸中八種微量組分的方法，屬化學分析
技術領域：
。用于解決鋼板酸洗后廢酸液中微量組分測定問題。所述方法按照如下步驟進行a.利用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀創(chuàng)建分析方法；b.配制兩套混標母液；c.配制混合標液一；d.配制混合標液二；e.制備廢酸試樣；f.廢酸試樣中八種微量組分測定。本發(fā)明利用現有儀器設備進行，操作簡單、易于實現，準確度高、重現性好。采用該方法能夠及時、準確測定出廢酸中各種微量組分的含量，為廢酸的深加工生產和再利用提供了有力的數據支持；并有利于酸再生采取有效的方法進行最佳的生產組織，確保生產優(yōu)質的氧化鐵粉，從而大大提高冷軋廠的經濟效益。文檔編號G01N21/71GK101625325SQ20091007514公開日2010年1月13日申請日期2009年8月14日優(yōu)先權日2009年8月14日發(fā)明者李紅軍,王文杰,耿麗君,趙智利申請人:邯鄲鋼鐵股份有限公司;河北鋼鐵集團有限公司