影響煤灰成分測定結果不準確的原因

李 敏

（晉城煤業集團有限責任公司洗選加工部中心化驗室，山西 晉城 048006）

影響煤灰成分測定結果不準確的原因

李 敏

（晉城煤業集團有限責任公司洗選加工部中心化驗室，山西 晉城 048006）

針對煤灰成分的測定是一項操作難度大、操作技術要求高、精密度要求高的實驗，該文從分析煤灰成分測定的各種影響因素入手，闡明了在實際操作中應注意哪些問題，才能得到可靠準確的測定結果。

煤灰成分；準確度；影響因素

煤灰成分是煤炭利用中的一項重要參數。根據煤灰成分可以大致推測煤的礦物組成；在動力燃燒中，根據煤灰成分可以初步判斷煤灰熔點的高低；根據煤灰中堿性成分（鉀、鈉、鈣等氧化物）的高低，可大致判斷它對燃燒室的腐蝕程度；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。此外，根據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。煤灰成分中常規的分析項目為二氧化硅、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。由于在測定煤灰成分過程中受試劑、蒸餾水、母液、實驗方法、實驗步驟、人為操作等多方面因素的影響，使得測定結果經常偏高或偏低，為了使測定結果的誤差降到最低，我們必須了解測定誤差產生的原因，使得結果盡量做到準確可靠。

1 母液的制備

1）灰樣的制備。要嚴格按照國標中慢灰的燒制方法進行燒灰，并將燒好的煤灰用瑪瑙研缽研細到粒度小于0.1mm，然后置于灰皿內，在（815±10）℃條件下灼燒至質量恒定（質量變化小于0.1%），裝入磨口瓶中，存放于干燥器內。稱樣前應在（815±10）℃下灼燒0.5 h。如果煤樣在灰化時，溫度低，灰化時間不夠，灰樣未燒透或磨細，都會導致測定結果偏低。

2）稱樣方法。（1）稱樣天平不正常或稱量不準確，天平應至少每年請質檢部門鑒定一次，稱量時也要正確操作，避免稱量結果不準確。(2)灰樣燒好后，沒有立即稱出，吸收了空氣中的水和二氧化碳，這會使測定結果偏低。

3）熔樣。（1）熔樣時溫度低，熔融時間不夠會導致測定結果偏低。（2）熔樣時爐子升溫速度太快，坩堝內熔融物溢出會導致測定結果偏低。（3）銀坩堝中熔融物沒有完全洗出會導致測定結果偏低。（4）銀坩堝在使用前未處理干凈會導致測定結果偏高。

2 煤灰成分的測定方法分析

2.1 二氧化硅的測定

2.1.1 用動物膠凝聚重量法測定

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

2）測值偏高的原因有：（1）洗滌硅酸沉淀時，沒有先用熱的20%的鹽酸洗至無Fe3+存在，而直接用水洗滌，以導致Fe3+、Al3+、Ti4+水解生成難溶或不溶的堿式鹽或氫氧化物。（2）過濾時沒有用定量濾紙。（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間太長，吸收空氣中的水分。（5）硅酸連同濾紙灰化時，爐子升溫過快，氧氣供應不足，濾紙灰化不完全，部分炭粒殘留在二氧化硅沉淀中。

2.1.2 用硅鉬藍比色法測定

1）測值偏低的原因有：（1）未按試驗步驟制備試樣溶液，硅酸未全部生成單分子正硅酸。按國標要求的試驗步驟制備溶液。（2）試樣溶液放置時間太長。（3）形成硅鉬黃的酸度不對(pH應在0.5～2.0范圍內)。（4）形成硅鉬黃時的溫度低于20℃，放置時間不夠（低于10℃時，應放置30 min，10℃～20℃，應放置20 min）。（5）硅鉬藍顯色時溫度低，放置時間短。（6）測定硅時，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準溶液未放在塑料瓶中保存。

2）測值偏高的原因有：（1）沒有用光譜純的二氧化硅配制標準溶液。（2）容量瓶、移液管、比色皿為及時用洗液清洗干凈。

2.2 二氧化鈦的測定

2.2.1 用過氧化氫法測定

1）測值偏低的原因有：（1）過氧化氫失效。（2）顯色時間不夠，溫度低。

2）測值偏高的原因有：（1）沒有用光譜純二氧化鈦配制標準溶液。（2）配制二氧化鈦標準溶液時，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定

測值偏低的原因有：（1）顯色時間不夠，溫度低。（2）抗壞血酸失效（應現用現配）。

測值偏高的原因有：（1）沒有用光譜純二氧化鈦配制標準溶液。（2）配制二氧化鈦標準溶液時，光譜純二氧化鈦未熔融完全。（3）容量瓶、移液管、比色皿為及時用洗液清洗干凈。

2.3 三氧化二鐵的測定

測值偏低的原因有：滴定時酸度太高（即Ph＜1.8）。

測值偏高的原因有：(1)沒有用優級純三氧化二鐵配制標準溶液。滴定時酸度太低，即pH＞2.5，調整溶液酸度使pH值在1.8～2.0。(2)溫度過高，鋁與EDTA絡合，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，溶液變為亮黃色或無色時立即停止滴定。

2.4 三氧化二鋁的測定

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

測值偏高的原因有：(1)沒有用光譜純鋁片配制標準溶液。(2)二甲酚橙指示劑放置時間太長，終點變化不明顯。最好是現用現配。(3)鈦鋁合量中未減鈦含量。

2.5 氧化鈣的測定

2.5.1 用EDTA法測定

測值偏低的原因有：加入氫氧化鉀后，沒有馬上滴定，氫氧化鉀沉淀吸附鈣離子。

測值偏高的原因有：(1)沒有用優級純碳酸鈣配制標準溶液。(2)較多的氫氧化鎂沉淀吸附指示劑，終點不明顯，滴定過量。(3)EDTA標準溶液被污染。

2.5.2 用EGTA法測定

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。（2）加入氫氧化鉀后，沒有馬上滴定。

測值偏高的原因有：沒有用優級純碳酸鈣配制標準溶液。

2.6 氧化鎂的測定

測值偏低的原因有：（1）加入氨水后，沒有馬上滴定。測值偏高的原因有：（1）沒有用優級純氧化鎂配制標準溶液，應選用優級純配制標液。（2）酸性鉻藍K-奈酚綠B指示劑未經磨細和混合均勻，使滴定時終點不清.應將KB指示劑充分磨細混勻。（3）滴定速度太快，臨近終點時攪拌不夠，使滴定過量.采用慢滴多攪的方法。

2.7 三氧化硫的測定

2.7.1 用硫酸鋇重量法測定

測值偏低的原因有：（1）沉淀硫酸根時，溶液酸度高，一部分硫酸鋇沉淀溶解。（2）沒有在沸騰的溶液中加入氯化鋇。（3）加入氯化鋇時，速度太快，陳化時間不夠，陳化溫度低，硫酸鋇晶體小，過濾時穿過濾紙。（4）定量濾紙不致密。（5）過濾時，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，每次用水量太多。（7）灼燒硫酸鋇沉淀時，沒有從低溫開始，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。

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

2.7.2 用高溫燃燒中和法測定

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

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

2.7.3 用庫侖滴定法測定

測值偏低的原因有：(1)氣體流量不夠.調節氣體流量計，使氣體流量符合要求。(2)載氣系統氣密性不好，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。

測值偏高的原因有：氫氧化鈉有結塊而沒有及時更換，空氣得不到凈化，把空氣中的酸性氣體帶入電解液中。

2.8 五氧化二磷的測定

測值偏低的原因有：（1）抗壞血酸沒有現用現配。（2）磷鉬藍顯色時，沒有在沸水浴上加熱5min。

測值偏高的原因有：沒有用優級純磷酸二氫鉀配制標準溶液。

3 小結

以上都是影響煤灰成分測定的一些因素，它們會直接影響測值的準確性，因此，我們在實驗時，一定要注意每一個環節，得出準確可靠的測定結果。

［1］楊金和，陳文敏，段云龍.煤炭化驗手冊［M］.北京：煤炭工業出版社，2004.

［2］李英華.煤質分析應用技術指南［M］.北京：中國標準出版社，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，從事煤質分析工作。

徐樹文