SD32389煤灰成分分析法.docx

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SD32389煤灰成分分析法

中华人民共和国能源部标准

SD 323-89

  煤灰成分分析方法  

中华人民共和国能源部1989-3-27发布                   1989-10-01实施

1 总则

1.1 适用范围煤灰、焦炭灰及煤矸石灰的分析方法。

1.2 分析方法常量、半微量、容量和原子吸收法等，可根据实际情况选用。

1.3 通则

1.3.1 测定用水，系指蒸馏水或去离子水。

试剂，仅列出测定中直接使用的试剂；其配制方法，仅列出配制比较复杂的试剂。

凡未标明浓度的试剂，系指浓溶液（如硫酸指浓硫酸，氨水指浓氨水）或固体（如氯化钾指固体氯化钾）。

1.3.2 溶液的百分浓度，液体试剂按体积比混合，固体试剂指100mL溶剂中所加溶质的克数。

1.3.3 在测定过程中应同时作空白实验，并对测定值进行校正。

1.3.4 对每一个项目均应进行两次平行测定，取两次测定值的算术平均值作为报告值。

如两次平行测定值超过允许误差，则应进行第三次测定，取两次符合允许误差的测定值的算术平均值作为报告值。

如第三次测定值与前两次测定值之差均在允许误差之内，则取三次的算术平均值作为报告值。

如三次测定值均超出允许误差，则结果全部作废，查找原因，重新测定。

1.3.5 分析结果用灰样的百分数表示。

除五氧化 二磷保留两位有效数字外，其余各项均保留到小数点后第二位数字。

1.3.6 允许误差均为绝对误差。

2 煤灰灰样的制备

    取5～10g分析煤样（按灰分多少选定）置于灰皿中进行灰化，其灰量不少于1.5～2g。

而后将灰样置于玛瑙研钵中研细，使之全部通过孔径90μm筛子，然后放入灰皿内，于815±10℃的高温炉中灼烧到恒重，装入磨口瓶中，并存放于干燥器内。

称样前，应在815±10℃的高温炉中灼烧30min。

3 常量分析方法

3.1 二氧化硅的测定（动物胶凝聚重量法）

3.1.1 要点

    灰样加氢氧化钠熔融，用沸水浸取，盐酸酸化，蒸发至干。

在盐酸介质中用动物胶凝聚硅酸，沉淀过滤，灼烧，称重。

3.1.2 试剂

3.1.2.1 氢氧化钠（GB629—77）分析纯，粒状。

3.1.2.2 盐酸（GB622—77）分析纯，配成1∶1和2%的水溶液。

3.1.2.3 1%动物胶水溶液称取动物胶1g溶于100mL70～80℃的水中，现用现配。

3.1.2.4 硝酸银（GB670—77）分析纯，1%水溶液，加几滴硝酸（GB626—78），储于棕色瓶中。

3.1.2.5 95%乙醇（GB679—65）分析纯。

3.1.3 测定步骤

3.1.3.1 称取灰样0.50±0.02g（准确至0.0002g）于30mL银坩埚中，用几滴乙醇润湿，加氢氧化钠4g，盖上盖，放入箱形电炉中。

由室温缓慢升温至650～700℃时，熔融15～20min，取出坩埚，稍冷，擦净坩埚外壁，平放于250mL烧杯中，加1mL乙醇及适量的沸水，盖上表面皿。

待剧烈反应停止后，以少量1∶1盐酸和热水冲洗表面皿、坩埚及坩埚盖，再加盐酸20mL，搅匀。

3.1.3.2 将烧杯置于电热板上，慢慢蒸干（带黄色盐粒），取下，稍冷，加盐酸20mL，盖上表面皿。

热至约80℃，加1%动物胶溶液（70～80℃）10mL，剧烈搅拌1min，保温10min，取下，稍冷，加热水约50mL，搅拌，使盐类完全溶解。

用中速定量滤纸过滤于250mL容量瓶中，将沉淀先用1∶3的盐酸洗涤7～8次，再用带橡皮头的玻璃棒以2%热盐酸擦净杯壁及玻璃棒，并洗涤沉淀3～5次，再用热水洗至无氯离子（用1%硝酸银溶液检验）。

3.1.3.3 将滤纸和沉淀移于已恒重的瓷坩埚中，先在电炉上以低温烤干，再升高温度使滤纸充分灰化。

然后于1000±20℃的高温炉内灼烧1h，取出稍冷，放入干燥器内，冷至室温，称重。

3.1.3.4 将3.1.3.2的滤液冷至室温，用水稀释至刻度，摇匀，命名滤液为A，用作测定其他项目之用。

3.1.4 结果计算和允许误差

3.1.4.1 二氧化硅含量（%）按下式计算：

（1）

式中G1——二氧化硅沉淀重，g；

    G——分析灰样重，g。

3.1.4.2 二氧化硅的允许误差如下：

             含量（%）         重复性（%）               再现性（%）

              ≤60             0.5                    0.8

              ＞60             0.6                    1.0

3.2 氧化铁的测定（EDTA）容量法

3.2.1 要点

    在pH=1.8～2.0的条件下，以磺基水杨酸为指示剂，用EDTA标准溶液滴定。

3.2.2 试剂

3.2.2.1 磺基水杨酸分析纯，10%水溶液。

3.2.2.2 氨水（GB631—77）分析纯，配成1∶1溶液。

3.2.2.3 盐酸（GB622—77）分析纯，配成2mol/L水溶液。

3.2.2.4 铁的标准溶液 1mL相当于氧化铁1mg。

准确称取预先在900℃灼烧0.5h的优级纯三氧化二铁1g于250mL烧杯中，加优级纯盐酸（GB622—77）20mL，盖上表面皿，加热溶解，冷至室温，移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。

3.2.2.5 EDTA二钠盐标准溶液0.005mol/L，称取分析纯乙二胺四乙酸二钠［C10H14N2O8Na2、2H2O）以下简称EDTA（GB1401—78）］1.86g于100mL烧杯中，以水溶解，加数粒固体氢氧化钠碱化，用水稀释至1000mL，摇匀。

标定方法如下：

    准确吸取铁的标准溶液10mL于300mL烧杯中，加水稀释至约100mL，加磺基水杨酸指示剂0.5mL，滴加1∶1氨水至溶液由紫色恰变为黄色，再加入2mol/L盐酸，调节溶液pH值1.8～2.0（用精密pH试纸或pH计检验）。

将溶液加热至约70℃，取下，立即以EDTA标准溶液滴定至亮黄色（终点时的温度应在60℃左右）。

EDTA标准溶液对氧化铁的滴定度

按下式计算：

（2）

式中M——铁的标准溶液的浓度，mg/mL；

     V1——吸取铁的标准溶液的体积，mL;

     V2——标定时所耗EDTA标准溶液的体积，mL。

3.2.3 测定步骤

    准确吸取滤液A20mL于250mL烧杯中，加水稀释至约100mL，加磺基水杨酸指示剂0.5mL，滴加1∶1氨水至溶液由紫色恰变为黄色，再加入2mol/L盐酸，调节溶液pH值1.8～2.0（用精密pH试纸或pH计检验）。

将溶液加热至约70℃，取下，立即以EDTA标准溶液滴定至亮黄色（终点时温度应在60℃左右）。

3.2.4 结果计算和允许误差

3.2.4.1 氧化铁含量（%）按下式计算：

                    （3）

式中

——EDTA标准溶液对氧化铁的滴定度，mg/mL；

     V1——试液所耗EDTA标准溶液的体积，mL；

     G——分析灰样重，g。

3.2.4.2 氧化铁的允许误差如下：

           含量（%）                重复性（%）           再现性（%）

           ＜5                     0.3                  0.6

          5～10                    0.4                  0.8

           ＞10                    0.5                  1.0

3.3 氧化铝的测定（氟盐取代EDTA容量法）

3.3.1 要点

    在弱酸性溶液中，加入过量EDTA与铁、铝、钛等离子络合，在pH值为5.9时，以二甲酚橙为指示剂，用锌盐回滴剩余的EDTA。

再加入氟盐置换出与铝、钛络合的EDTA，用乙酸锌标准溶液滴定。

3.3.2 试剂

3.3.2.1 EDTA（GB1401—78）分析纯，1.1%水溶液。

3.3.2.2 酚酞（HGB3039—59）1%溶液，称取酚酞1g，溶于100mL分析纯的95%乙醇（GB679—65）中。

3.3.2.3 氨水（GB631—77）分析纯，配成1∶1水溶液。

3.3.2.4 盐酸（GB622—77）分析纯，配成1∶1和1∶9水溶液。

3.3.2.5 缓冲溶液（pH=5.9）称取分析纯三水乙酸钠（CH3COONa·3H2O）（GB693—77）200g，溶于水中，加分析纯冰乙酸（GB676—78）6.0mL，用水稀释至1000mL。

3.3.2.6 二甲酚橙0.1%溶液，称取二甲酚橙0.1g，溶于100mL、pH=5.9的缓冲溶液中，存放期不超过15d（天）。

3.3.2.7 乙酸锌（HGB3—1098—77）分析纯，2%水溶液。

3.3.2.8 氟化钾（GB1271—77）分析纯，10%水溶液，储于聚乙烯瓶中。

3.3.2.9 铝的标准溶液 1mL相当于氧化铝1mg。

置光谱铝片于烧杯中，用1∶9盐酸浸溶几分钟，使表面氧化层溶解，用倾泻法倒去盐酸溶液，以水洗涤数次后，用无水乙醇洗涤数次，放入干燥器中干燥，准确称取加工后的铝片0.5293g于150mL烧杯中。

加优级纯氢氧化钾（HGB3006—59）2g,水10mL，待溶解后，用优级纯1∶1盐酸（GB622—77）酸化，使氢氧化铝沉淀又溶解，再过量10mL，冷至室温，移入1000mL溶量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。

3.3.2.10 乙酸锌标准溶液 准确称取分析纯乙酸锌［Zn（CH2COO）2·2H2O］（HGB3—1098—77）3.2g于250mL烧杯中，加分析纯冰乙酸（GB676—78）1mL，以水溶解，用水稀至1000mL,摇匀。

标定方法如下：

    准确吸取铝的标准溶液20mL于250mL烧杯中，加水稀释至约100mL，加1.1%EDTA溶液20mL（为了使锌与EDTA络合完全，EDTA的加入量要大于铝的摩尔数的1.4倍），加酚酞指示剂1滴，用1∶1氨水中和至刚出现红色，再加1∶1盐酸至红色消失。

然后加缓冲溶液10mL，于电炉上微沸3～5min，取下冷至室温。

加入二甲酚橙指示剂4～5滴，立即用2%乙酸锌溶液滴定至近终点时，再用乙酸锌标准溶液滴至橙红色或紫红色。

加入10%氟化钾溶液10mL，煮沸2～3min，冷 至室温，补加二甲酚橙指示剂2滴，用乙酸锌标准溶液滴至橙红色或紫红色，即为终点。

乙酸锌标准溶液对氧化铝的滴定度

按下式计算；

                                （4）

式中M——铝的标准溶液的浓度，mg/mL;

    V1——吸取铝的标准溶液的体积，mL；

    V2——标定时所耗乙酸锌标准溶液的体积，mL。

3.3.3 测定步骤

3.3.3.1 准确吸取滤液A20mL于250mL烧杯中，加水稀释至约100mL，加1.1%EDTA溶液20mL，加酚酞指示剂1滴，用1∶1氨水中和至刚出现红色，再加1∶1盐酸至红色消失。

然后加缓冲溶液10mL，于电炉上微沸3～5min，取下冷至室温。

3.3.3.2 加入二甲酚橙指示剂4～5滴，立即用2%乙酸锌溶液滴定至近终点时，再用乙酸锌标准溶液滴至橙红（或紫红）色。

3.3.3.3 加入10%氟化钾溶液10mL，煮沸2～3min，冷至室温，补加二甲酚橙指示剂2滴，用乙酸锌标准溶液滴至橙红（或紫红）色，即为终点。

3.3.4 结果计算和允许误差

3.3.4.1 氧化铝含量（%）按下式计算：

           （5） 

式中

——乙酸锌标准溶液对氧化铝的滴定度，mg/mL;

     V2——试液所耗乙酸锌标准溶液的体积，mL；

     G——分析灰样重，g;

  0.638——由二氧化钛换算成氧化铝的因数；

  TiO2——二氧化钛的百分含量，%。

3.3.4.2 氧化铝的允许误差如下：

       含量（%）               重复性（%）                再现性（%）

         ≤20                 0.4                       0.8

         ＞20                 0.5                       1.0

3.4 氧化钙的测定（EDTA容量法）

3.4.1 要点

    以三乙醇胺掩蔽铁、铝、钛、锰等离子，在pH＞12.5下，以钙黄绿素-百里酚酞为指示剂，以EDTA标准溶液滴定。

3.4.2 试剂

3.4.2.1 氢氧化钾（HGB3006—59）分析纯，25%水溶液，储于聚乙烯瓶中。

3.4.2.2 三乙醇胺分析纯，配成1∶4水溶液。

3.4.2.3 钙黄绿素-百里酚酞混合剂 称取钙黄绿素0.20g和百里酚酞0.16g，与预先在110℃烘箱内烘干的分析纯氯化钾（GB646—77）10g研磨均匀，装入磨口瓶中，存放入于干燥器内。

3.4.2.4 钙的标准溶液 1mL相当于氧化钙0.5mg。

准确称取预先在120℃烘过2h的优级纯碳酸钙0.8924g于250mL烧杯中，用水润湿，盖上表面皿，沿杯口慢慢滴加优级纯1∶1盐酸（GB622—77）5mL，待溶解完毕，煮沸驱尽二氧化碳，用水冲洗表面皿及杯壁，取下冷却，移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。

3.4.2.5 EDTA标准溶液 0.008mol/L。

称取分析纯EDTA3.0g于200mL烧杯中，用水溶解并稀释至1000mL，摇匀。

标定方法如下：

    准确吸取钙的标准溶液15mL于250mL烧杯中，按3.4.3的测定步骤进行，同时作空白试验。

EDTA标准溶液对氧化钙的滴定度TCaO按下式计算：

                            （6）

式中M——钙的标准溶液的浓度，mg/mL；

    V——吸取钙的标准溶液的体积，mL;

    V1——标定时所耗EDTA标准溶液的体积，mL；

    V2——空白试验时所耗EDTA标准溶液的体积，mL。

3.4.3 测定步骤

    准确吸取滤液A 10mL于250mL烧杯中，加水稀释至约100mL，加1∶4三乙醇胺2mL（若二氧化钛含量大于2%，再加苦杏仁酸0.3g），25%氢氧化钾溶液10mL，钙黄绿素-百里酚酞混合指示剂少许，每加一种试剂，均应搅匀，于黑色底板上，立即用EDTA标准溶液滴定至绿色荧光完全消失，即为终点。

3.4.4 结果计算和允许误差

3.4.4.1 氧化钙含量（%）按下式计算：

                （7）

式中TCaO——EDTA标准溶液对氧化钙的滴定度，mg/mL；

    V3——试液所耗EDTA标准溶液的体积，mL；

    G——分析灰样重，g。

3.4.4.2 氧化钙的允许误差如下：

      含量（%）               重复性（%）              再现性（%）

       ＜5                   0.2                    0.5

     5～10                   0.3                    0.6

       ＞10                  0.4                    0.8

3.5 氧化镁的测定（EDTA容量法）

3.5.1 要点

    以三乙醇胺、铜试剂掩蔽铁、钛及微量的铅、锰等，在pH＞10的氨性溶液中以酸性铬蓝K-萘酚绿B为指示剂，以EDTA标准溶液滴定钙、镁合量。

3.5.2 试剂

3.5.2.1 三乙醇胺分析纯，配成1∶4水溶液。

3.5.2.2 氨水（GB631—77）分析纯，配成1∶1水溶液。

3.5.2.3 二乙基二硫代氨基甲酸钠（HG3—962—76）（简称铜试剂）分析纯，5%水溶液。

称取铜试剂2.5g溶于水中，加1∶1氨水5滴，用水稀释至50mL，经快速滤纸过滤后，储于棕色瓶中。

3.5.2.4 酸性铬蓝K-萘酚绿B 1.25g，与预先在110℃烘干的分析纯氯化钾（GB646—77）10g研磨均匀，装入磨口瓶中，存放于干燥器内备用。

3.5.2.5 EDTA标准溶液 使用3.2.2.5的EDTA标准溶液，其对氧化镁的滴定度TMgO 按下式换算：

                        （8）

式中TCaO——EDTA标准溶液对氧化钙的滴定度，mg/mL;

    0.7187——由氧化钙换算成氧化镁的因数。

3.5.3 测定步骤

    准确吸取滤液Ａ 10mL于250mL烧杯中，用水稀释至约100mL，加1∶4三乙醇胺10mL（若二氧化钛含量大于4%，可先加10%酒石酸钾钠5mL），1∶1氨水10mL及5%铜试剂1滴（每加入一种试剂均应搅匀），再滴加稍少于滴钙时所耗EDTA标准溶液的量，然后加酸性铬蓝K-萘酚绿B混合指示剂少许，继续用EDTA标准溶液滴定，近终点时应缓慢滴定至纯蓝色。

3.5.4 结果计算和允许误差

3.5.4.1 氧化镁含量（%）按下式计算：

                    （9）

式中TMgO——EDTA标准溶液对氧化镁的滴定度，mg/mL;

     V4——试液所耗EDTA标准溶液的体积，mL；

     V3——滴定钙时所耗EDTA标准溶液的体积，mL;

     G——分析灰样重，g。

3.5.4.2 氧化镁的允许误差如下：

         含量（%）               重复性（%）              再现性（%）

         ≤2                    0.3                    0.6

         ＞2                    0.4                    0.8

3.6 三氧化硫的测定（硫酸钡重量法）

3.6.1 要点

    在稀盐酸介质中，用氯化钡沉淀硫酸根离子，再将硫酸钡沉淀过滤、灼烧、称重。

3.6.2 试剂

3.6.2.1 盐酸（GB622—77）分析纯，配成1∶1水溶液。

3.6.2.2 氨水（GB631—77）分析纯，配成1∶1水溶液。

3.6.2.3 甲基橙（HGB3089—59）0.2%水溶液。

3.6.2.4 氯化钡（GB652—78）分析纯，10%水溶液。

3.6.2.5 硝酸银（GB670—77）分析纯，1%水溶液，加几滴硝酸（GB626—78），储于棕色瓶中。

3.6.3 测定步骤

3.6.3.1 准确吸取滤液A 100mL于300mL烧杯中，加甲基橙指示剂2～3滴。

用1∶1氨水中和到刚变黄色，滴加1∶1盐酸使沉淀溶解后再过量2mL，以水稀释至约200mL。

3.6.3.2 将溶液加热至沸，在搅拌下滴加10%氯化钡溶液10mL，在电热板或沙浴上微沸5min，保温2h,溶液最后体积保持在150mL左右。

3.6.3.3 用慢速定量滤纸过滤，并用热水洗至无氯离子（用1%硝酸银溶液检验）。

3.6.3.4 将沉淀连同滤纸移入已恒重的瓷坩埚中，先在低温下灰化滤纸，然后在800～850℃灼烧40min，取出坩埚，稍冷，放入干燥器中冷至室温，称重。

3.6.4 结果计算和允许误差

3.6.4.1 三氧化硫含量（%）按下式计算：

            （10）

式中G1——试液硫酸钡沉淀重，g；

    G——分析灰样重，g；

 0.343——由硫酸钡换算成三氧化硫的因数。

3.6.4.2 三氧化硫的允许误差如下：

       含量（%）              重复性（%）                再现性（%）

       ≤5                    0.2                       0.4

       ＞5                    0.3                       0.6

3.7 五氧化二磷的测定（磷钼蓝比色法）

3.7.1 要点

    在微酸性溶液中，以抗坏血酸还原磷钼黄为磷钼蓝，进行比色测定。

3.7.2 试剂

3.7.2.1 酚酞（HGB 3039—59）1%溶液，称取酚酞1g溶于100mL95%乙醇（GB679—65）中。

3.7.2.2 氢氧化钾（HGB3006—59）分析纯，配成20%水溶液。

 3.7.2.3 硫酸（GB625—77）分析纯，配成1∶1和4mol/L水溶液。

3.7.2.4 钼酸铵（GB657—79）分析纯，称取钼酸铵1.33g溶于4mol/L硫酸中，并以此稀释至100mL。

3.7.2.5 抗坏血酸分析纯，1%水溶液（现用现配）。

3.7.2.6 磷的标准溶液 准确称取预先在110℃烘1h的优级纯磷酸二氢钾（KH2PO4）（GB1274—77）1.9174g溶于水中，移入1000mL容量瓶内，用水稀释至1000mL，摇匀，此液1mL相当于五氧化二磷1mg。

准确吸取此液20mL用水稀释至1000mL，则得1mL相当于五氧化二磷0.02mg的标准溶液。

3.7.3 测定步骤

3.7.3.1 准确吸取滤液A 10mL于100mL烧杯中，加硫酸1mL，蒸至白烟冒尽，以水溶解盐类后，移于50mL容量瓶中。

加酚酞指示剂1滴，用20%氢氧化钾溶液中和至刚出现红色，再滴加1∶1硫酸至红色消失（如沉淀不溶，多加1滴）。

3.7.3.2 往容量瓶里加入钼酸铵硫酸溶液6mL，摇匀，再加入抗坏血酸2mL，在沸水浴中加热5min，保持水浴水面在溶液上面。

将容量瓶取出，放在冷水中冷却到室温，加水稀释至刻度，摇匀。

3.7.3.3 用2cm比色皿，于波长650nm处，以空白作参比，测定吸光度，从标准曲线上查得相应的五氧化二磷量（mg）。

3.7.4 标准曲线的绘制

3.7.4.1 准确吸取每毫升相当于五氧化二磷0.02mg的标准溶液0、0.5、1、35、7、9mL，分别加入50mL容量瓶中，用水稀释至20mL，按测定步骤3.7.3.2、3.7.3.3进行。

3.7.4.2 以五氧化二磷量（mg）为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。

3.7.5 结果计算和允许误差

3.7.5.1 五氧化二磷含量（%）按下式计算：

            （11）

式中

——由试液的吸光度在标准曲线上查得的五氧化二磷的量，mg；

         G——