氧化钠氧化钾测定

采用火焰光度计准确测定煤灰中氧化钾和氧化钠的体会薛㊀玲㊀芳(阳泉煤业(集团)股份有限公司煤质检测管理中心,山西阳泉㊀045000)摘㊀要:依据G B/T1574 2007‘煤灰成分分析方法“及火焰光度法在实际中的应用,阐述了采用F P6410火焰光度计准确测定煤灰中氧化钾和氧化钠的几个关键之处,主要包括灰样制备㊁样品准备㊁工作曲线的绘制及使用㊁样品测试等,并运用标样监控㊁设备比对㊁自查互查㊁能力验证等手段对检测结果的质量进行有效控制㊂该火焰光度计可用于低浓度范围样品的测试,可实现测试数据电子存储㊁传输功能㊂关键词:火焰光度计;煤灰;氧化钾;氧化钠;灰样制备;样品准备;工作曲线中图分类号:T Q533㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀文章编号:1007-7677(2018)05-0056-03T h e e x p e r i e n c e o f u s i n g f l a m e p h o t o m e t e r t o d e t e r m i n e t h e p o t a s s i u mo x i d e a n d s o d i u mo x i d e i n c o a l a s hX U EL i n g-f a n g(C o a lQ u a l i t y T e s t i n g a n d M a n a g e m e n tC e n t e r,Y a n g q u a nC o a lM i n i n g(G r o u p)C o m p a n y L t d.,Y a n g q u a n㊀045000,C h i n a)A b s t r a c t:B a s e do nG B/T1574 2007 T e s tm e t h o d f o r a n a l y s i s o f c o a l a s h ,a n d t h e a p p l i c a t i o n i n p r a c t i c e o f f l a m e p h o t o m e t r y m e t h o d,s e v e r a l k e yp o i n t s o f u s i n g F P6410f l a m e p h o t o m e t r y t od e t e r m i n e t h e p o t a s s i u m o x i d ea n ds o d i u m o x i d e i nc o a l a s h a c c u r a t e l y w e r ed e m o n s t r a t e d,t h ea s hs a m p l e p r e p a r a t i o n,s a m p l e p r e p a r a t i o n,w o r k i n g c u r v ed r a w i n g a n d u t i l i z a t i o na n d s a m p l e t e s t sw e r e i n c l u d e d,m e a n w h i l e,t h r o u g h s o m em e a s u r e m e n t s s u c h a s s t a n d a r dm o n i t o r i n g,e q u i p m e n t c o m p a r i s o n,s e l f-c h e c k i n g a n dm u t u a l c h e c ka n d c a p a b i l i t y v e r i f i c a t i o n,t h e q u a l i t y o f t e s t i n g r e s u l t s c o u l db e c o n t r o l l e d.T h i s f l a m e p h o t o m e t r y c o u l db eu s e d i n l o wc o n c e n t r a t i o n r a n g e s a m p l e t e s t a n d t h e e l e c t r o n i c s t o r a g e a n d t r a n s m i s s i o n f u n c t i o no f t e s t i n g d a t a c o u l db e r e a l i z e d.K e y w o r d s:f l a m e p h o t o m e t e r;c o a la s h;p o t a s s i u m o x i d e;s o d i u m o x i d e;p r e p a r a t i o no fa s hs a m p l e;s a m p l e p r e p a r a t i o n; w o r k i n g c u r v e0㊀前㊀㊀言煤灰成分分析对判断煤的矿物成分㊁初步判断煤灰的熔融温度有着指导意义,可为灰渣的综合利用提供基础技术资料㊂根据煤灰中钾㊁钠和钙等碱性氧化物成分的高低,可大致判断煤在燃烧时对锅炉的腐蚀和沾污情况[1-4]㊂阳煤集团煤质中心实验室(以下简称阳煤实验室)采用火焰光度法测定煤灰中氧化钾和氧化钠,由于阳煤实验室多年来使用的光度计已老化,于2016年引入F P6410火焰光度计,现介绍笔者在其使用过程中灰样制备㊁待测样品溶液的制备㊁工作曲线的生成及使用㊁样品测试㊁仪器设备的正确使用及检测结果的质量控制等方面的心得体会㊂1㊀灰样制备按照G B/T1574 2007中第5条进行灰样的制备,将煤样灼烧后研细至0.1mm,并进行检查性灼烧至质量恒定[5]㊂灰样制备过程中需注意以下3个方面的事项:(1)煤样在灰皿中摊铺厚度不得超过0.15g/c m2,否则会影响灰样灼烧质量[4-6]㊂(2)严格按国标要求烧样后研细至0.1mm以下,否则影响灰样分解㊂(3)若不及时称样,则需在称样前于(815ʃ10)ħ下再灼烧30m i n㊂2㊀待测样品溶液的制备按照G B/T1574 2007‘煤灰成分分析方法“中9.2.3.1进行灰样分解,同时制备空白溶液(不加入灰样)㊂按要求加入指定试剂,熔样过程中注意温度的控制,如在电热板上缓慢加热以确保灰样充分分解,即将溶液蒸至干涸但不焦黑为止;在待测样品溶液转移过程中应谨慎操作,以避免融熔物65洒出所造成的损失;熔液冷却至室温后再进行定容,待用㊂3㊀工作曲线的生成及使用(1)工作曲线的生成㊂依据G B /T 15742007中10.3.3.1准确绘制工作曲线,即用火焰光度计依次测量(浓度由低到高)各浓度点溶液氧化钾㊁氧化钠的吸光度后绘制工作曲线㊂F P6410火焰光度计系统可自动生成曲线,使用已有曲线测待测样品即可得氧化钾㊁氧化钠的质量m k (K 2O )㊁m N a (N a 2O ),无需人工计算或曲线上查找㊂氧化钾㊁氧化钠的标准混合溶液配制的精确性对于工作曲线的绘制及氧化钾㊁氧化钠测定过程中消除系统误差有着至关重要的作用,在曲线配置过程中要使用能准确测量溶液体积的滴定管㊁移液管㊁容量瓶等,并严格操作㊂(2)工作曲线的使用㊂标准曲线常为1条向浓度弯曲的曲线,为减少弯曲所导致的误差,可根据待测样品浓度范围点与点之间的浓度差缩小以满足分析要求[2]㊂该实验室日常测试的阳煤集团所属矿井各煤种的煤灰工作曲线只需0m g/m L ㊁0.4m g /m L ㊁0.8m g /m L ㊁1.2m g /m L ㊁1.6m g/m L ㊁2.0m g/m L 此6个点即可满足实际测试需求㊂F P 6410火焰光度计可存储和调用标定数据,避免了因抄录或计算所造成的错误,也可实现测量数据的真实溯源㊂4㊀样品测试(1)F P6410火焰光度计使用注意事项㊂实验室测试煤灰中氧化钾和氧化钠所用的火焰光度计为全新设计的F P6410火焰光度计,使用时应注意以下几点:①设备安装位置要合适,使其免于日光照射,避免震动和强气流及腐蚀性物质的侵蚀㊂②按顺序开启仪器电源及空压机,同时将毛细管放入蒸馏水中,再打开液化气钢瓶的开关,才可进行点火操作㊂③点火前确保废液杯有水排出,点火后不能空烧,一定要将毛细管放入水中进样,同时确保排水畅通㊂④设备在进蒸馏水的条件下预热30m i n 才可进行测试㊂该设备操作简便㊁测试速度快,只要严格按要求操作即可确保数据准确㊁可靠㊂(2)测试过程及结果计算㊂设备调试完毕后先测试曲线并保存,切换菜单,用空白溶液校准后开始依次测试标样溶液及待测样品溶液,可得氧化钾㊁氧化钠的质量(m k ㊁m N a ,%)㊂按照以下公式(1)㊁(2)计算分别可得氧化钾㊁氧化钠的质量分数(ωk ㊁ωN a ,%),其中m 为灰样的质量(g)㊂ωk =0.2m km(1)ωN a =0.2m N am(2)㊀㊀待测样品溶液制备完毕后要及时进行测试,长期放置会影响其测试的准确性㊂5㊀检测结果的质量控制阳煤实验室多年来运用标样监控㊁设备比对㊁自查互查㊁能力验证等手段对测试人员㊁测试设备㊁检测过程和结果进行有效监控㊂(1)选择有证标准物质监控测试结果的准确性㊂在日常检测过程中,选择适宜的标准物质对每批检测结果的准确度进行监控,即将标准物质检测结果x 与给定值X 进行比较;若|x -X |ɤU R E F ,则表明检测结果有效(U R E F 为有证标准物质的不确定度),从而监控检测人员㊁测试设备是否满足要求[7]㊂该实验室使用F P6410火焰光度计时采用有证标准物质进行监控,2017年标准物质G B W11129㊁G B W 11130氧化钾㊁氧化钠部分测定结果见表1,其中测值的差值以d 表示(以下同)㊂从表1中可看出,标样的测试结果合格㊁有效,该设备可正常使用㊂表1㊀G B W11129㊁G B W11130氧化钾㊁氧化钠部分测定结果%项目G B W11129标准值测值|d |判定G B W11130标准值测值|d |判定K 2O 1.36ʃ0.121.330.03<0.120.88ʃ0.050.860.02<0.051.350.01<0.120.880.00N a 2O0.22ʃ0.020.220.00<0.021.18ʃ0.111.180.00<0.110.210.01<0.021.220.0475㊀㊀(2)自查互查以监控检测结果的精密度㊂在日常内部质量控制中,通过自查互查利用重复性限(r )和再现性临界差(R )可监控检测人员㊁检测设备及测试结果的精密度[7]㊂阳煤试验室2017年氧化钾㊁氧化钠自查㊁互查结果如下,即设备比对部分数据见表2㊁F P6410自查部分数据见表3㊂表2㊀设备比对部分数据%煤样名称K 2O0318********|d |判定N a 2O0318********|d |判定G B W 111300.890.890.00ɤ0.101.171.220.05ɤ0.20H B 13160003(M C )0.240.240.00ɤ0.100.050.030.02ɤ0.10H B 10160005(M C )0.500.500.00ɤ0.100.780.840.06ɤ0.10H B 10160001(S P 14)1.061.070.01ɤ0.200.540.570.03ɤ0.10㊀㊀注:031802为F P 6410火焰光度计,031801为6410火焰光度计㊂表3㊀自查部分数据%煤样名称K 2O原测值复测值|d |判定N a 2O原测值复测值|d |判定Z C 31700050.240.200.04ɤ0.100.030.050.02ɤ0.10Z C 31700060.370.320.05ɤ0.100.260.270.01ɤ0.10Z C 31701951.611.570.04ɤ0.200.830.840.01ɤ0.10㊀㊀根据国标G B /T1574 2007中10.5节对氧化钾㊁氧化钠测定结果的精密度进行判定,标准判定设备比对㊁自查结果均ɤR 且ɤr ,测试结果合格,故F P6410火焰光度计运行正常㊂(3)参加能力验证活动㊂实验室定期参加能力验证活动用以评估其技术能力㊂阳煤实验室于2016年㊁2017年采用F P6410火焰光度计测定能力验证样品的氧化钾㊁氧化钠以验证该设备,测试数据见表4㊂由表4可知,|Z |ɤ2,故说明阳煤实验室参加能力验证活动均已获得满意结果,其技术能力得以验证㊂表4㊀2016㊁2017年氧化钾㊁氧化钠能力验证结果统计测试项目样品编号稳健平均值/%实验室测试结果/%实验室Z 比分数K 2O C C R I T CP 16020.570.580.63C C R I T CP 17023.143.05-1.02N a 2OC C R I T CP 16020.440.43-0.29C C R I T CP 17021.451.480.436㊀结㊀㊀语阳煤实验室采用F P6410火焰光度计测试氧化钾㊁氧化钠已2年多,其测试数据准确可靠,极大程度地提高了工作效率,为实验室工作的有序开展提供保障㊂(1)该仪器结构简单㊁示值稳定㊁响应时间短并可同时测试钾㊁钠,节省了检测时间㊂使用旧的火焰光度计测试1批样品,需分上㊁下午分别进行钾㊁钠2次曲线测试㊁样品测试㊁曲线回归㊁结果计算等步骤,费时费力且示值不稳定;而F P6410火焰光度计基于以上优点,测试人员可便捷地测得准确㊁可靠的数据㊂(2)该仪器更适用于低浓度范围样品的测试㊂阳煤实验室日常测试样品氧化钾含量为0.11%~2.10%㊁氧化钠含量为0.03%~1.31%,经标物监控㊁方法比对㊁留样再测可知,标准曲线的线性良好,样品测试的准确性和精密度良好;当浓度较高时,受燃烧过程中自吸㊁自蚀等因素的影响测值易不稳定,如该实验室测试能力验证样品C C R I T CP 1702时其Z 比分数>1㊂(3)该仪器可实现测试数据电子存储㊁传输功能㊂F P6410火焰光度仪具有数据直接打印装置㊁与电脑联机进行数据处理的装置和程序,经与实验室信息管理系统(L I M S )联网,即可实现电子数据和电子报告的采集㊁保存㊁上传,从而进一步提高实验室管理水平㊂(下转第71页)85表5㊀2017年精煤水分合格率及同期比较%月份合格率与上年同比平均与上年同比157.213.579.00.1239.0311.639.60.0339.08-8.929.30.3462.526.78.9-0.2568.080.258.6-0.4675.3529.338.6-0.6779.658.608.90.2888.6217.788.6-0.1910044.298.90.01010071.598.6-0.91110058.968.6-0.71210061.658.5-0.8累计75.7926.668.8-0.3㊀㊀(2)煤质扣罚款大幅下降㊂2017年因精煤水分超标造成的煤质扣款与上年同期对比见表6㊂表6㊀2017年煤质扣款与上年同期对比%月份/月煤质扣款/元2017年2016年与上年同期比较/元1584900208000376900289010019650069360036539001023005516004354500793002752005015000-150006072800-7280070111600-1116008090500-905009028300-28300100169200-169200110121700-121700120153100-153100㊀㊀实施技术改造以来,阳煤二矿选煤厂外运精煤水分逐月呈下降趋势,2017年4月至12月精煤水分已基本控制在9%以内㊂煤炭产品质量的好转带来了效益的提升,2017年5月至12月,因水分超标造成的内部扣罚款和外部商务赔款均实现了 零赔款 的奋斗目标㊂参考文献:[1]㊀全国煤炭标准化技术委员会.选煤厂脱水设备工艺效果评定方法:M T /T995 2006[S ].北京:中国标准出版社,2006:12.[2]㊀全国煤炭标准化技术委员会.煤用筛分设备工艺性能评定方法:G B /T15716 2005[S ].北京:中国标准出版社,2006:01.[3]㊀张常明.艾维尔沟重介选煤厂降低精煤水分实践[J ].煤质技术,2015(3):70-72.[4]㊀李㊀渊.降低精煤产品水分的探索实践[J ].煤质技术,2017(5):66.[5]㊀朱国英,曲吟源,齐㊀峰,等.高煤公司选煤厂稳定精煤水分的实践探讨[J ].中国高新技术企业,2016(19):144-145.[6]㊀王燕丽.浅析马头洗选厂孙庄生产部精煤质量控制[J ].煤质技术,2017(6):64-66.[7]㊀安㊀尧.四台选煤厂降低末精煤水分的措施[J ].洁净煤技术,2014,20(4):20-21.[8]㊀张㊀钰.永锦选煤厂降低精煤水分的研究和应用[J ].选煤技术,2015(3):34.㊀㊀作者简介:郭㊀君(1982-),男,山西临汾人,工程师,目前在山西阳泉煤业集团二矿选煤厂从事选煤生产技术管理工作㊂㊀(收稿日期:2018-04-03)ʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏ(上接第58页)参考文献:[1]㊀杨金和,陈文敏,段云龙.煤炭化验手册[M ].北京:煤炭工业出版社,2003:394.[2]㊀李凌云.实验室如何开展煤灰成分检测[J ].大众标准化,2008(S 1):97-99.[3]㊀邢秀云.原子吸收光谱法在煤灰分析中的应用[J ].煤质技术,2008(5):25-27.[4]㊀李英华.煤质分析应用技术指南(第二版)[M ].北京:中国标准出版社,2009:177-214.[5]㊀全国煤炭标准化技术委员会.煤灰成分分析方法:G B /T1574 2007[S ].北京:中国标准出版社,2008:06.[6]㊀庄㊀严.煤灰成分分析中灰样制备试验条件探索[J ].煤质技术,2017(5):52-54.[7]㊀欧阳旻.实验室检测结果质量控制方法的应用[J ].煤质技术,2017(5):27-30.㊀㊀作者简介:薛玲芳(1984-),女,山西太谷人,工程师,目前在阳泉煤业(集团)股份有限公司煤质中心从事煤质检测管理工作㊂㊀(收稿日期:2018-04-05)17。

熟料的测定1 烧失量的测定1.1 方法提要试样在950～1000℃的马弗炉中灼烧，驱除水分和二氧化碳，同时将存在的易氧化元素氧化。

1.2 分析步骤称取约1g试样，精确至0.0001g，置于已灼烧恒量的瓷坩埚中，将盖斜置于坩埚上，放在马弗炉内从低温开始逐渐升温，在950～1000℃下灼烧40min，取出坩埚置于干燥器中冷却至室温，称量。

反复灼烧，直至恒量。

1.3 结果表示烧失量的质量百分数XLoss按下式计算：m1-m2XLoss= —————×100m1式中：Xloss———烧失量的质量百分数，%m1———试样的质量，gm2———灼烧后试料的质量，g2 系统化学分析方法2.1 二氧化硅的测定2.1.1氟硅酸钾容量法2.1.1.1 方法提要在有过量的氟、钾离子存在的强酸性溶液中，使硅形成氟硅酸钾（K2SiF6）沉淀，经过滤、洗涤及中和残余酸后，加沸水使氟硅酸钾沉淀水解。

生成等物质的量的氢氟酸，然后以酚酞为批示剂，用氢氧化钠为标准滴溶液滴定至微红色。

2.1.1.2 溶液、试剂氢氧化钠(固体) （0.15mol/l）盐酸（浓）、（1+1）、（1+5）硝酸（浓）氯化钾（固体）、（50g/l）氯化钾-乙醇（50g/l）氟化钾（150g/l）酚酞（10g/l）2.1.1.3 分析步骤称取约0.5g试样，精确至0.0001g，置于银坩埚中，加入6～7g氢氧化钠，在650～700℃的高温下熔融30min。

取出冷却，将坩埚放入已盛有100ml近沸腾水的烧杯中，盖上表面皿，于电炉上适当加热。

待熔块完全浸出后，取出坩埚，在搅拌下一次加入25～30ml盐酸，再加入1ml硝酸。

用热盐酸（1+5）洗净坩埚和盖，将溶液加热至沸。

冷却，然后移入250ml容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀。

此溶液供测定二氧化硅、三氧化二铁、三氧化二铝、二氧化钛、氧化钙、氧化镁用。

从试样溶液中吸取25.00ml溶液，放入300ml塑料杯中，加入10～15ml硝酸，搅拌，冷却至30℃以下，加入氯化钾，仔细搅拌至饱和并有少量氯化钾析出，再加2g氯化钾及10ml氟化钾溶液（150g/l），仔细搅拌（如氯化钾析出量不多，应再补充加入），放置15～20min，用中速滤纸过滤，用氯化钾溶液（50g/l）洗涤塑料杯及沉淀3次，将滤纸及沉淀取下置于原塑料杯中，沿杯壁加入10ml、30℃以下的氯化钾—乙醇（50g/l）及1ml酚酞批示剂溶液（10g/l），用0.15mol/l氢氧化钠中和未洗净的酸，仔细搅拌滤纸并随之擦洗杯壁，直至酚酞变红（不记读数），然后加入200ml用氢氧化钠中和至酚酞变红的沸水，用0.15mol/l氢氧化钠标准滴定溶液滴定至微红色。

火焰原子吸收光谱法测定长石中的钾和钠刘桂珍;丁来中;杨莹雪;张燕婕;班俊生【摘要】建立火焰原子吸收光谱法测定长石中钾和钠的含量.样品采用硝酸–氢氟酸进行消解,用10 mL 5％的硝酸加热浸取后加水称量试液的质量,用火焰原子吸收分光光度仪进行测定.氧化钾和氧化钠的质量浓度在0.00～40.28μg/g范围内与吸光度呈良好的线性关系,相关系数为0.9993～0.9994,方法检出限为0.0028～0.0079μg/g.测定结果的相对标准偏差为0.78％～3.91％(n=6),测定值与标准值的相对误差为–1.70％～1.52％.该方法操作简单、快速,结果准确、可靠,满足地质样品的检测要求,适用于长石中钾和钠的测定.【期刊名称】《化学分析计量》【年(卷),期】2018(027)004【总页数】4页(P77-80)【关键词】原子吸收分光光度法;长石;钾;钠【作者】刘桂珍;丁来中;杨莹雪;张燕婕;班俊生【作者单位】河南省有色金属地质矿产局第二地质大队,河南平顶山 467021;河南金铂来矿业有限公司,郑州 450052;河南理工大学测绘与国土信息工程学院,河南焦作 454000;河南省有色金属地质矿产局第二地质大队,河南平顶山 467021;河南金铂来矿业有限公司,郑州 450052;河南省有色金属地质矿产局第二地质大队,河南平顶山 467021;河南省有色金属地质矿产局第二地质大队,河南平顶山 467021【正文语种】中文【中图分类】O657.7长石主要分为钾长石和钠长石等，在冶金焦化耐火等方面有广泛的应用［1］，主要用于钰制造陶瓷、搪瓷、玻璃原料、磨粒磨具等，此外还可以制造钾肥。

长石中钾和钠的含量直接影响产品的质量，因此对长石中钾和钠的测定要求越来越高［2］。

目前同时测定地质样品中钾和钠的方法主要为火焰原子吸收光谱法，其样品处理方法主要有硝酸／盐酸–氢氟酸–高氯酸于聚四氟乙烯烧杯消解处理［3–8］和氢氟酸–硫酸于铂坩埚进行消解处理［9–15］等。

氧化钾和氧化钠的测定1、温度及湿度要求：温度20±2℃，湿度≥50%。

2、仪器设备及试剂：（1）、氢氟酸：1.15g/cm3-1.18 g/cm3，质量分数40%；（2）、硫酸（1+1）：硫酸与水的体积比为1：1；（3）、甲基红指示剂溶液：0.2g 甲基红溶于100ml 乙醇中；（4）、碳酸铵溶液：10g 碳酸铵溶解于100ml 水中（用时现配制！）；（5）、其它化学药品：氢氟酸5ml-7ml ，硫酸（1+1）15-20滴，甲基红指示剂溶液（1滴），氨水（1+1），碳酸铵溶液10ml ，盐酸（1+1）；（6）、PF6400火焰光度计；（7）、加热板，铂皿；（8）、玻璃棒一支，烧杯，容量瓶（50mL 10个、250mL 2个），吸量管（10mL 2支），吸移管（25mL 2支）。

3、试验前准备：（1）、Na 2O 及K 2O 溶液的配制：①、将含1000ppm 的Na 2O 标准溶液稀释，配制100ppm 的Na 2O 标准溶液250ml 。

②配制Na 2O 的标准系列：分别取2.5、5、10、15、25和35mL ，100ppm 的Na 2O 标准溶液定容于50mL 容量瓶中，即配制成了5、10、20、30、50、70和100ppm 的Na 2O 标准溶液系列，待测。

③取含Na +未知浓度液10mL 定容于50mL 容量瓶中。

待测。

④将含1000ppm 的K 2O 标准溶液稀释，配制200ppm 的K 2O 标准溶液250ml 。

⑤配制K 2O 的标准系列：分别取200ppm 的K 2O 标准溶液5、10、15、25和35mL 定容于50mL 容量瓶中。

即配制成了20、40、60、100、140和200ppm 的K 2O 标准溶液系列，待测。

⑥取含K +未知浓度液10mL 定容于50mL 容量瓶中，待测。

⑦取含有K +、Na +混合未知液10mL 定溶于50mL 容量瓶中，待测。

（2）、仪器校准：①、预热仪器达稳定之后，根据所用标准溶液浓度，选择K 、Na 量程旋钮某一合适量程档位。