離子色譜法測定煤炭中氯

曾 澤，任玉偉，林曉梅

（遼寧出入境檢驗檢疫局，遼寧 大連116001）

國標測定煤炭中氯，一是用高溫水解測定法，一是使用艾氏劑熔解銀量法。前者，在多數實驗室不具備高溫水解儀；后者，終點極難辨認。本文使用艾氏劑熔解試樣，水浸取溶出Cl-，使用離子色譜測定。方法簡便易行，可以多批次同時測定。

1 實驗部分

1.1 主要試劑與儀器

艾氏劑，200.0mg·L-1氯標準溶液（使用優級純NaCl 在470℃灼燒2h，干燥器中冷卻至室溫配制）：準確稱取0.6594g NaCl 用水溶解，稀釋定容于1L，搖勻；水（離子交換去離子水，電導率18MΩ）。

ICS1500 型離子色譜（Dionex）；前置柱Dionex AG12A、分析柱DionexAS12A、抑制器DionexAMMS；0.45μm 濾膜。

1.2 儀器工作條件

進樣量100μL，淋洗液：Na2CO3/NaHCO30.0080～0.001mol·L-1。淋洗液流速1.0mL·min-1。抑制器電流48mA,泵壓1840psi。

1.3 測定方法

稱取2g 試樣（準確至0.1mg），放入預先裝有3g艾氏劑的瓷坩堝中，攪拌均勻，上面覆蓋2g 艾氏劑。放入馬弗爐中半開爐門從室溫緩慢升溫至680℃，保溫3h 以上，確保煤燃盡。冷卻至室溫，將坩堝放入600mL 燒杯中，加入280mL 水，蓋上表面皿，放在電熱板上加熱至近沸，保持10min，不時攪拌。冷卻至室溫。移入500mL 容量瓶，用水稀釋定容，搖勻，靜置，干過濾。取濾液，使用濾膜過濾，進入離子色譜測定。

1.4 標準工作曲線的制備

準確移取0.10,0.20,0.40,0.80,1.60mL 氯標準溶液放入100mL 容量瓶中，用水稀釋定容，搖勻。

2 結果與討論

2.1 試樣的溶解

本文遵循國標中對于艾氏劑熔解前處理方法，煤中的氯在燃燒過程中分解揮發、殘留在灰分中的氯也被艾氏劑熔解，使用水可以將艾氏劑溶出的氯完全轉移至水相。水體積增大、攪拌、加熱、溶解時間等均促進溶解。以本文方法溶解，可以得到幾近完全的溶出率。

2.2 儀器條件優化

NaOH 作淋洗液效果不好，使用Na2CO3/NaHCO3作淋洗液，可以有效地使氯的峰分離較好、峰高且對稱。煤中含有少量的陰離子溶出進入水相的僅有Cl-、SO24-。F-、PO24-在弱堿性中幾乎不溶解，溶液中水溶出陰離子種類較少，含量較小。

2.3 基體干擾

由于本方法通過艾氏劑溶解，煤炭中主要基體碳燃燒除盡，少量灰分不溶解于水；艾氏劑基體的碳酸鈉全溶，氧化鎂不溶，主要基體為碳酸鈉。當試樣碳酸鈉濃度過高，峰尾拖后且有下沉，導致對峰面積積分不正確。本文通過增大試樣量、增大稀釋倍數，減小碳酸鈉的濃度，減輕這種峰拖尾現象，使得能正確對峰面積積分。

2.4 測定線性范圍

氯在0～5μg·mL-1范圍內，呈線性，線性相關系數γ=0.9956

A=0.058+0.2793C

A：峰面積；C：Cl-濃度，μg·mL-1。

2.5 檢出限

由三倍標準偏差與工作曲線斜率之比，得到檢出限為0.039mg·L-1。

2.6 測定回收率

氯的測定回收率十分優良，見表1。

表1 氯的測定回收率Tab.1 Testing recoveries of Chloride

2.7 試樣的測定和方法比較

使用多個試樣和標準物質，分別按照國標和本方法進行測試，結果見表2。

表2 試樣的測定（%）Tab.2 Analytical results of samples

表3 測定正確度（%）Tab.3 Accurateness of this testing method

3 氟氯硫磷賦存狀態的推測

實際測定中，磷未檢出，氟有極小量檢出，硫與氯均可檢出。說明：

（1）硫的化合物和氯化物在艾氏劑保護下，在高溫下能完全遷移至艾氏劑而不逸失。硫主要來自煤炭本身、存在的形式是硫酸鹽、亞硫酸鹽、硫化物、有機硫。硫化合物能被完全氧化成硫酸鹽，硫酸鹽和氯化物均易溶解，并且經過半熔解、破碎，硫氯被表面化，完全溶出。

（2）氟化物主要以礦物形式存在，在艾氏劑保護燃燒過程中，氟逸失嚴重，或者在堿性介質中與鈣等元素形成沉淀，僅有微量滯留在艾氏劑中為水溶出，測定中，有一極微小的峰。

（3）磷主要以磷酸鹽形式存在，大量的鎂鈣與其形成不溶各類鈣鎂磷酸鹽，在水的溶解作用下不溶出。

4 結語

本文將國標艾氏劑熔解試樣的過程與離子色譜測定有效銜接，使前處理的溶液適合于離子色譜測定，使測試可以多批量同時進行，減輕了勞動強度。實驗表明，該方法溶解氯完全，操作簡便，測定結果令人滿意。同時，根據離子色譜測試結果判斷氟、氯、磷、硫等元素賦存狀態。

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