第一章试样的采取-制备与分解

1、第一章第一章 试样的采集、制备与分解试样的采集、制备与分解内内 容容2.1 试样的采集试样的采集2.2 试样的制备试样的制备2.3 试样的分解试样的分解学习指南学习指南 l1.了解采样的术语、原则和基本要求；了解采样的术语、原则和基本要求；l2.了解并掌握固体试样、液体试样和气了解并掌握固体试样、液体试样和气 体试样的采样工具及采样方法；体试样的采样工具及采样方法；l3.掌握试样的制备方法；掌握试样的制备方法；l4.掌握试样的几种分解方法。掌握试样的几种分解方法。概概 述述 工业分析的任务是从大批物料中确定某种或某些组分的工业分析的任务是从大批物料中确定某种或某些组分的平均质量分数。平均质量分

2、数。工业分析测定步骤：工业分析测定步骤：1 采样采样 2 制样制样 3 分解样品分解样品 4 消除干扰消除干扰5 方法的选择方法的选择 6 结果的计算和数据的评价结果的计算和数据的评价我们的重点：我们的重点： 样品的采集与处理样品的采集与处理试样的制备与分解试样的制备与分解试样采集的目的试样采集的目的 采样的目的是从被检测的总体物料中取得有采样的目的是从被检测的总体物料中取得有代表性的样品，通过对样品的检测，得到在允许代表性的样品，通过对样品的检测，得到在允许误差范围内的数据，从而求得被检测物料的某一误差范围内的数据，从而求得被检测物料的某一或某些特性的平均值及其变异性。或某些特性的平均值及其

3、变异性。 采样的具体目的可分为技术方面的目的、商业采样的具体目的可分为技术方面的目的、商业方面的目的、法律方面的目的和安全方面的目的。方面的目的、法律方面的目的和安全方面的目的。试样采集的意义试样采集的意义 工业生产的物料往往是几十、几百、成千或上工业生产的物料往往是几十、几百、成千或上万吨，而分析化验时所取的分析试样只需几克、几万吨，而分析化验时所取的分析试样只需几克、几十毫克、甚至更少，要想使分析结果能代表全部物十毫克、甚至更少，要想使分析结果能代表全部物料的平均组成，必须正确地采取具有足够代表性的料的平均组成，必须正确地采取具有足够代表性的“平均试样平均试样”，并将其制备成分析试样。，并

4、将其制备成分析试样。 采取的样品能充分代表原物料，且在操作和处理采取的样品能充分代表原物料，且在操作和处理过程中还要防止样品发生变化或引入杂质造成样品过程中还要防止样品发生变化或引入杂质造成样品的污染。的污染。实验室样品实验室样品( laboratory sample ) 送实验室供检验或测试而制备的样品。就是按送实验室供检验或测试而制备的样品。就是按科学的方法所选取的少量能代表整批物料或某一矿山科学的方法所选取的少量能代表整批物料或某一矿山地段的平均组成的样品地段的平均组成的样品, ,也叫也叫原始平均试样原始平均试样。试样试样(test sample) 由实验室样品制得的样品由实验室样品制得

5、的样品试料试料(test portion) 用以分析测定所称取的一定量的试样用以分析测定所称取的一定量的试样另外一些采样的基本术语另外一些采样的基本术语：采样单元、份样、样品、：采样单元、份样、样品、原始样品、参考样品，要理解概念。原始样品、参考样品，要理解概念。采样的基本术语采样的基本术语样品采集的原则样品采集的原则原则：使采得的样品具有充分的原则：使采得的样品具有充分的代表性。代表性。 1.均匀物料均匀物料 如果物料各部分的特性平均值在测定该特性的测如果物料各部分的特性平均值在测定该特性的测量误差范围内，此物料就是均匀物料。量误差范围内，此物料就是均匀物料。 采样时原则上可以在物料的任意部

6、位进行采样。采样时原则上可以在物料的任意部位进行采样。 2.不均匀物料不均匀物料 如果物料各部分的特性平均值不在测定该特性的如果物料各部分的特性平均值不在测定该特性的测量误差范围内，此物料就是不均匀物料。测量误差范围内，此物料就是不均匀物料。 一般采取随机采样。对所得样品分别进行测定，一般采取随机采样。对所得样品分别进行测定，再汇总所有样品的检测结果，即得到总体物料的特再汇总所有样品的检测结果，即得到总体物料的特性平均值和变异性的估计量。性平均值和变异性的估计量。样品采集的基本要求样品采集的基本要求采样时采样时首先要设计采样方案。首先要设计采样方案。 影响采样方案的因素包括哪些影响采样方案的因

7、素包括哪些 ? ?1.1. 采样方案的基本内容包括哪些？采样方案的基本内容包括哪些？2.1 采样方法采样方法 采样对象不同，采样方法也不相同：采样对象不同，采样方法也不相同： 一、固体样品的采集一、固体样品的采集 二、液态样品的采集二、液态样品的采集 三、气体样品的采集三、气体样品的采集一、固体样品的采集一、固体样品的采集 1. 采样工具采样工具 采集固体试样的工具有试样瓶、试样桶、勺、采采集固体试样的工具有试样瓶、试样桶、勺、采样铲、采样探子、采样钻、气动和真空探针及自动样铲、采样探子、采样钻、气动和真空探针及自动采样器等。采样器等。 （1）采样铲）采样铲 适用于从物料流中和静止物适用于从物

8、料流中和静止物料中采样料中采样。 铲的长和宽均应不小于被采铲的长和宽均应不小于被采样品最大粒度的样品最大粒度的2.5 3倍，对倍，对最大粒度大于最大粒度大于150mm的物料可的物料可用长用长X宽约为宽约为300mm X 250mm的铲。的铲。 采样探子又分为哪些具体类型？采样探子又分为哪些具体类型？ 采样探子长约采样探子长约750mm，外径，外径18mm，槽口，槽口宽宽12mm，下，下端端30 角锥的不角锥的不锈钢管或铜管锈钢管或铜管 取样时，将采取样时，将采样探子由袋样探子由袋（罐、桶）口（罐、桶）口的一角沿对角的一角沿对角线插入袋（罐、线插入袋（罐、桶）内的桶）内的1/33/4处，旋转处，

9、旋转180 后抽出，后抽出，刮出槽中物料刮出槽中物料作为一个子样。作为一个子样。 1. 采样工具采样工具 （2）采样探子）采样探子 适用于从包装桶或包装袋内适用于从包装桶或包装袋内采集粉末，小颗采集粉末，小颗粒、小晶体等固体物料粒、小晶体等固体物料。 1. 采样工具采样工具 （3）采样钻）采样钻 采样钻适用于较坚硬的固体采样。采样钻适用于较坚硬的固体采样。 关闭式采样钻是由一个金属圆桶和一个装在内关闭式采样钻是由一个金属圆桶和一个装在内部的旋转钻头组成，采样时，牢牢地握住外管，部的旋转钻头组成，采样时，牢牢地握住外管，旋转中心棒，使管子稳固地进人物料，必要时可旋转中心棒，使管子稳固地进人物料，

10、必要时可稍加压力，以保持均等的穿透速度。到达指定部稍加压力，以保持均等的穿透速度。到达指定部位后，停止转动，提起钻头，反转中心棒，将所位后，停止转动，提起钻头，反转中心棒，将所取样品移进样品容器中。取样品移进样品容器中。 关闭式采样钻关闭式采样钻 1.采样工具采样工具 （4）气动探针和真空探针）气动探针和真空探针 气动和真空采样探针适用于气动和真空采样探针适用于采集粉末和细小颗采集粉末和细小颗粒等松散物料粒等松散物料。 气动探针是由一根软管将一个装有电动空气提气动探针是由一根软管将一个装有电动空气提升泵的旋风集尘器和一个由两个同心管组成的探子升泵的旋风集尘器和一个由两个同心管组成的探子连接而成

11、。开启空气提升泵，使空气沿着两管之间连接而成。开启空气提升泵，使空气沿着两管之间的环形通路流至探头，并在探头产生气动而带起样的环形通路流至探头，并在探头产生气动而带起样品，同时使探针不断插入物料。品，同时使探针不断插入物料。 真空探针是由一个真空吸尘器通过装在采样管真空探针是由一个真空吸尘器通过装在采样管上的采样探针把物料抽入采样器中，探针由内管和上的采样探针把物料抽入采样器中，探针由内管和一节套筒构成，一端固定在采样管上，另一端开口一节套筒构成，一端固定在采样管上，另一端开口。 对于不均匀的物料，可采用下列试样的采集量经验计对于不均匀的物料，可采用下列试样的采集量经验计算公式：算公式：mQ

12、kda 式中式中 d 实验室样品中最大颗粒的直径，实验室样品中最大颗粒的直径，mm mQ 采取实验室样品的最低可靠质量，采取实验室样品的最低可靠质量，kg k、a 经验常数，由实验室求得经验常数，由实验室求得 一般一般k值在值在0.02 1之间，颗粒越不均匀，之间，颗粒越不均匀，k值越大，值越大，物料均匀物料均匀0.1 0.3， 物料不太均匀物料不太均匀0.4 0.6， 物料极不物料极不均匀均匀0.7 1.0；a值在值在1.8 2.5，地质部门一般规定为，地质部门一般规定为2 aQkdm 结结 论：论： 物料的颗粒越大，则最低采样量越多；样品物料的颗粒越大，则最低采样量越多；样品越不均匀，最低

13、采样量也越多。越不均匀，最低采样量也越多。 因此，对块状物料，应在破碎后再采样。因此，对块状物料，应在破碎后再采样。例：采集某矿石样品时，若此矿石的最大颗粒例：采集某矿石样品时，若此矿石的最大颗粒直径为直径为20 mm，k 值为值为0.06 kg / mm2， mQ？mQ0.06 kg / mm2(20 mm )2 24 kg如果将上述矿石最大颗粒破碎至如果将上述矿石最大颗粒破碎至4 mmmQ0.06 kg / mm2(4 mm )2 0.96 kg 1kg结论：结论：样品的颗粒越大，称样量越大样品的颗粒越大，称样量越大aQkdm 根据：一、固体样品的采集一、固体样品的采集（1）从物料堆中采样

14、）从物料堆中采样 根据物料堆的大小、物料的均匀程度和发货单位提根据物料堆的大小、物料的均匀程度和发货单位提供的基本信息等，核算应采集的子样数目及采集量，供的基本信息等，核算应采集的子样数目及采集量，然后布点采样。然后布点采样。 先将表层先将表层0.2m厚的部分用铲子除去，再以地面为起厚的部分用铲子除去，再以地面为起点，每间隔点，每间隔0.5m高处划一横线，每隔高处划一横线，每隔12m向地面划向地面划垂线，横线与垂线交点即为采样点。垂线，横线与垂线交点即为采样点。12mh=0.5mm=5kg0.5m 料堆上采样点的分布料堆上采样点的分布 一、固体样品的采集一、固体样品的采集（2）从物料流中采样）

15、从物料流中采样 物料流，是指输送带上传送的物料。大都采用自动物料流，是指输送带上传送的物料。大都采用自动化采样器，定时、定量连续采用。化采样器，定时、定量连续采用。 在物料流中采样，应先确定子样数目，再根据物料在物料流中采样，应先确定子样数目，再根据物料流量的大小及有效流过时间，均匀分布采样时间，调流量的大小及有效流过时间，均匀分布采样时间，调整采样器工作条件，一次横截物料流的断面采取一个整采样器工作条件，一次横截物料流的断面采取一个子样。可用自动采样器、舌形铲等采样工具。注意从子样。可用自动采样器、舌形铲等采样工具。注意从皮带运输机采样时，采样器必须紧贴皮带，不能悬空皮带运输机采样时，采样器

16、必须紧贴皮带，不能悬空。采样的时间间隔采样的时间间隔T计算公式针对不同体系需调整。计算公式针对不同体系需调整。一、固体样品的采集一、固体样品的采集（3）从运输工具中采样）从运输工具中采样 常用的运输工具是火车车皮或汽车等，发货单位在常用的运输工具是火车车皮或汽车等，发货单位在物料装车后，应立即采样，而用货单位除采用发货单物料装车后，应立即采样，而用货单位除采用发货单位提供的样品外，还要根据需要布点采样。常用的布位提供的样品外，还要根据需要布点采样。常用的布点方法为斜线三点法和斜线五点法。子样要分布在车点方法为斜线三点法和斜线五点法。子样要分布在车皮对角线上，首末采样点距车角各皮对角线上，首末采

17、样点距车角各1m，其余各点均匀，其余各点均匀分布于首、末两子样点之间。分布于首、末两子样点之间。 还有还有18方块法、棋盘法、蛇形法、对角线法等。方块法、棋盘法、蛇形法、对角线法等。常用的布点方法示意图常用的布点方法示意图. 30t以下以下 30t-50t 50t以上以上 斜线三点法斜线三点法 斜线四点法斜线四点法 斜线五点法斜线五点法一、固体样品的采集一、固体样品的采集（1）份样数和份样质量）份样数和份样质量（2）采样方法：）采样方法： 煤堆采样煤堆采样 从煤流中采样从煤流中采样 从运输工具中采样从运输工具中采样（3）试样的保存）试样的保存24 1.采样工具采样工具 （1）采样勺）采样勺 采

18、样勺用金属或塑料（要求不能与被采物料发生化学反采样勺用金属或塑料（要求不能与被采物料发生化学反应）制成，有表面样品采样勺、混合样品采样勺和采样杯应）制成，有表面样品采样勺、混合样品采样勺和采样杯三种。三种。 前一种用于采集表面样品，后两种用于均匀物料的随机前一种用于采集表面样品，后两种用于均匀物料的随机采样。采样。表面样品采样勺表面样品采样勺 混合样品采样勺混合样品采样勺 采样杯采样杯 二、液态样品的采集二、液态样品的采集 1.采样工具采样工具 （2）采样管）采样管 采样管用玻璃、塑料或金属制成，两端开口，用于采集采样管用玻璃、塑料或金属制成，两端开口，用于采集桶、罐、槽车等容器内的液体物料。

19、桶、罐、槽车等容器内的液体物料。 玻璃或塑料采样管：管长为玻璃或塑料采样管：管长为1200mm，内径，内径1525mm，上端为圆锥形尖口或套有一与管径相配的橡皮管，以便，上端为圆锥形尖口或套有一与管径相配的橡皮管，以便用手按住；小端直径有用手按住；小端直径有1.5 mm、3 mm、5 mm等几种，采等几种，采样时视物料黏度而定，黏度大则选用大直径的采样管。样时视物料黏度而定，黏度大则选用大直径的采样管。 金属采样管：分铝（或不锈钢）制采样管和铜（或不金属采样管：分铝（或不锈钢）制采样管和铜（或不锈钢）制双套筒采样管。锈钢）制双套筒采样管。 前者适于采集贮罐或槽车中的低粘度液体样品，后者适前者适

20、于采集贮罐或槽车中的低粘度液体样品，后者适用于采集桶装粘度较大的液体和粘稠液、多相液。双套筒用于采集桶装粘度较大的液体和粘稠液、多相液。双套筒采样管配有电动搅拌器和清洁器。采样管配有电动搅拌器和清洁器。二、液态样品的采集二、液态样品的采集 1.采样工具采样工具 （3）采样瓶）采样瓶 玻璃（或铜制）采样瓶：一般为玻璃（或铜制）采样瓶：一般为500mL玻璃瓶，适用玻璃瓶，适用于贮罐、槽车采样，玻璃采样瓶套上加重铅锤，以便沉入于贮罐、槽车采样，玻璃采样瓶套上加重铅锤，以便沉入液体物料的较深部位。液体物料的较深部位。 可卸式采样瓶可卸式采样瓶 加重型采样瓶、底阀型采样器等，液化气的采样常用采加重型采样

21、瓶、底阀型采样器等，液化气的采样常用采样钢瓶和金属杜瓦瓶。样钢瓶和金属杜瓦瓶。玻璃采样瓶 铜制采样瓶 可卸式采样瓶 二、液态样品的采集二、液态样品的采集 2.采样方法采样方法 （1）从输送管道采样）从输送管道采样 输送管道中的液体物料处于流动状态，应根据输送管道中的液体物料处于流动状态，应根据一定时间里物料的总流量确定采样数和采样量。如一定时间里物料的总流量确定采样数和采样量。如果是从管道出口端采样，则周期性地在管道出口放果是从管道出口端采样，则周期性地在管道出口放置一个样品容器（容器上放只漏斗以防外溢）进行置一个样品容器（容器上放只漏斗以防外溢）进行采样；如管道直径较大，可在管内装一个合适的

22、采采样；如管道直径较大，可在管内装一个合适的采样探头进行采样；当管线内流速变化大，难以用人样探头进行采样；当管线内流速变化大，难以用人工调整探头流速接近管内线速度时，可采用自动管工调整探头流速接近管内线速度时，可采用自动管线采样器采样。线采样器采样。二、液态样品的采集二、液态样品的采集 2.采样方法采样方法 （2）大贮存容器中液体采集方法）大贮存容器中液体采集方法 如果采集全液层试样时，先将采样瓶的瓶塞打如果采集全液层试样时，先将采样瓶的瓶塞打开，沿垂直方向将采样装置匀速沉入液体物料中，开，沿垂直方向将采样装置匀速沉入液体物料中，刚达底部时，瓶内刚装满物料即可。此时采集的试刚达底部时，瓶内刚装

23、满物料即可。此时采集的试样为全液层试样。样为全液层试样。 如果采集一定深度层的物料试样，则将采样装如果采集一定深度层的物料试样，则将采样装置沉入到预定位置时，通过系在瓶塞上的绳子打开置沉入到预定位置时，通过系在瓶塞上的绳子打开瓶塞，待物料充满采样瓶后，将瓶塞盖好提出液面瓶塞，待物料充满采样瓶后，将瓶塞盖好提出液面。此时采集的试样为某深度层的物料试样。用这种。此时采集的试样为某深度层的物料试样。用这种方式分别从上、中、下层采样，再将其混合均匀，方式分别从上、中、下层采样，再将其混合均匀，作为一个试样。作为一个试样。罐罐 内液面高度在不同采样口时，样内液面高度在不同采样口时，样品采集方法有何不同？

24、品采集方法有何不同？二、液态样品的采集二、液态样品的采集 2.采样方法采样方法 （3）小贮存容器中液体采集方法）小贮存容器中液体采集方法 小贮罐、桶或瓶容积较小，可用金属采样管或小贮罐、桶或瓶容积较小，可用金属采样管或玻璃采样管采样。玻璃采样管采样。 用金属采样管采样时，用系在锥体的绳子将锥用金属采样管采样时，用系在锥体的绳子将锥体提起，物料即可进入，待物料量足够时，将锥体提起，物料即可进入，待物料量足够时，将锥体放下，取出金属采样管，将管内样品置于试样体放下，取出金属采样管，将管内样品置于试样瓶中。瓶中。 用玻璃采样管采样时，将玻璃管插到取样部位用玻璃采样管采样时，将玻璃管插到取样部位后，用

25、手指按住上端管口，抽出，将管内样品置后，用手指按住上端管口，抽出，将管内样品置于试样瓶中。于试样瓶中。二、液态样品的采集二、液态样品的采集30 2.采样方法采样方法 （4）运输容器中液体采集方法）运输容器中液体采集方法 火车或汽车槽车、船舱等运输容器的采样，一火车或汽车槽车、船舱等运输容器的采样，一般都是将采样工具从采样口放入到上、中、下部般都是将采样工具从采样口放入到上、中、下部位分别采取样品，再按一定比例混合均匀作为代位分别采取样品，再按一定比例混合均匀作为代表性样品或采全液层样品；如无采样口，则从排表性样品或采全液层样品；如无采样口，则从排料口采样。料口采样。二、液态样品的采集二、液态样

26、品的采集三、气态物料样品的采集三、气态物料样品的采集 由于气体物料易于扩散，而容易混合均匀。由于气体物料易于扩散，而容易混合均匀。工业气体物料存在状态如：动态、静态、正压、工业气体物料存在状态如：动态、静态、正压、常压、负压、高温、常温、深冷等，且许多气常压、负压、高温、常温、深冷等，且许多气体有刺激性和腐蚀性，所以，采样时一定要按体有刺激性和腐蚀性，所以，采样时一定要按照采样的技术要求，并且注意安全。照采样的技术要求，并且注意安全。 对于不同状态的气体可采用不同的采样方法对于不同状态的气体可采用不同的采样方法（一）常压气体物料的采样（一）常压气体物料的采样（二）正压气体物料的采样（二）正压气

27、体物料的采样（三）负压气体物料的采样（三）负压气体物料的采样 1.采样设备和器具采样设备和器具 采集气体试样的设备和器具主要包括：采样器、导管、采集气体试样的设备和器具主要包括：采样器、导管、样品容器、预处理装置、调节压力和流量的装置、吸气器样品容器、预处理装置、调节压力和流量的装置、吸气器和抽气泵等。和抽气泵等。 （1）采样器）采样器 采样器是一类用专用采样器是一类用专用 材料制成的采样设备，常见的有硅材料制成的采样设备，常见的有硅硼玻璃采样器、金属采样器和耐火采样器等。硼玻璃采样器、金属采样器和耐火采样器等。 硅硼玻璃采样器在温度超过硅硼玻璃采样器在温度超过450时，不能使用。时，不能使用

28、。 耐火采样器通常用透明石英、瓷、富铝红柱石或重结晶耐火采样器通常用透明石英、瓷、富铝红柱石或重结晶的氧化铝制成，其中石英采样器可在的氧化铝制成，其中石英采样器可在900以下长期使用，以下长期使用，其他耐火采样器可在其他耐火采样器可在11001990的温度范围内使用。的温度范围内使用。 （2）导管）导管 采集气体试样所用的导管有不锈钢管、碳钢管、铜管、采集气体试样所用的导管有不锈钢管、碳钢管、铜管、铝管、特制金属软管、玻璃管、聚四氟乙烯管、聚乙烯管铝管、特制金属软管、玻璃管、聚四氟乙烯管、聚乙烯管和橡胶管等。高纯气体的采集和输送要用不锈钢管或铜管和橡胶管等。高纯气体的采集和输送要用不锈钢管或铜

29、管，而不能用塑料管和橡胶管。，而不能用塑料管和橡胶管。三、气态物料样品的采集三、气态物料样品的采集34 1.采样设备和器具采样设备和器具 （3）样品容器）样品容器 玻璃容器：常见的玻璃容器有两头带活塞的采样管、带玻璃容器：常见的玻璃容器有两头带活塞的采样管、带三通的玻璃注射器和真空采样瓶。三通的玻璃注射器和真空采样瓶。 金属钢瓶：金属钢瓶按材质可分为碳钢瓶、不锈钢瓶和金属钢瓶：金属钢瓶按材质可分为碳钢瓶、不锈钢瓶和铝合金瓶三类；按结构可分为两头带针形阀的和一头带针形铝合金瓶三类；按结构可分为两头带针形阀的和一头带针形阀的两类。常用的小钢瓶容积一般为阀的两类。常用的小钢瓶容积一般为0.15L，分

30、耐中压和高，分耐中压和高压两类。压两类。 钢瓶必须定期做强度试验和气密性试验，以保证安全。钢瓶必须定期做强度试验和气密性试验，以保证安全。三、气态物料样品的采集三、气态物料样品的采集 1.采样设备和器具采样设备和器具 （3）样品容器）样品容器 吸附剂采样管：吸附剂采样管按吸附剂的不同，分活吸附剂采样管：吸附剂采样管按吸附剂的不同，分活性炭采样管和硅胶采样管。性炭采样管和硅胶采样管。 球胆：用橡胶制成的球胆在采样要求不高时，可以用球胆：用橡胶制成的球胆在采样要求不高时，可以用来采集气体样品。采样前至少要用样品气吹洗球胆来采集气体样品。采样前至少要用样品气吹洗球胆3次以上次以上，待干净后方可采样；

31、因球胆易吸附烃类等气体，易渗透，待干净后方可采样；因球胆易吸附烃类等气体，易渗透氢气等小分子气体，故气样放置后其成分会发生改变，采氢气等小分子气体，故气样放置后其成分会发生改变，采样后应立即分析。样后应立即分析。 塑料袋和复合膜气袋：塑料袋是用聚乙烯、聚丙烯、塑料袋和复合膜气袋：塑料袋是用聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯和聚酯等薄膜制成的袋状取样聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯和聚酯等薄膜制成的袋状取样容器。容器。 复合膜气袋是由两种不同的薄膜压粘在一起形成的复复合膜气袋是由两种不同的薄膜压粘在一起形成的复合膜制成的袋状取样容器，适用于采集贮存质量较高的气合膜制成的袋状取样容器，适用于采集贮存

32、质量较高的气体。体。三、气态物料样品的采集三、气态物料样品的采集36 1.采样设备和器具采样设备和器具 (4)预处理装置预处理装置 气体样品的预处理包括过滤、脱水和改变温度等，目的气体样品的预处理包括过滤、脱水和改变温度等，目的是使气体样品符合某些分析仪器和分析方法的要求。是使气体样品符合某些分析仪器和分析方法的要求。 分离气体中的固体颗粒、水分或分离气体中的固体颗粒、水分或其他有害物质的装置是过滤器和冷其他有害物质的装置是过滤器和冷阱。过滤器由金属、陶瓷或天然纤阱。过滤器由金属、陶瓷或天然纤维与合成纤维的多孔板制成；冷阱维与合成纤维的多孔板制成；冷阱是一些几何形状各异的容器，其温是一些几何形

33、状各异的容器，其温度控制在零上几度，当难凝气体慢度控制在零上几度，当难凝气体慢慢通过时，水分即被脱去。慢通过时，水分即被脱去。三、气态物料样品的采集三、气态物料样品的采集37 (5)调节压力和流量的装置调节压力和流量的装置 因气体本身压力较高，采样时要进行减压；同时因气体本身压力较高，采样时要进行减压；同时还要调节气体的流量，以消除因流速变化引起的误差还要调节气体的流量，以消除因流速变化引起的误差。 一般可在采样导管和采样器之间安装一个三通，一般可在采样导管和采样器之间安装一个三通，连接一个合适的安全装置或放空装置以达到降压和保连接一个合适的安全装置或放空装置以达到降压和保证安全的目的。证安全

34、的目的。 气体的流量可用气体的流量可用通过爱德华兹瓶或通过爱德华兹瓶或液封稳压管实现调液封稳压管实现调节。节。三、气态物料样品的采集三、气态物料样品的采集38 (6)吸气器和抽气泵吸气器和抽气泵 吸气器常用于常压气体采样，常用的吸气器有橡吸气器常用于常压气体采样，常用的吸气器有橡胶制双链球、配有出口阀的手动橡皮球、吸气管和胶制双链球、配有出口阀的手动橡皮球、吸气管和用玻璃瓶组成的吸气瓶等。用玻璃瓶组成的吸气瓶等。 当气体压力不足时，可用流水抽气泵产生中度真当气体压力不足时，可用流水抽气泵产生中度真空，加大气体流速。如欲产生高度真空，可采用机空，加大气体流速。如欲产生高度真空，可采用机械式真空泵

35、。械式真空泵。三、气态物料样品的采集三、气态物料样品的采集 2.采样方法采样方法 （1）常压气体的采样）常压气体的采样 气体压力近于或等于大气压的气体称为常压气气体压力近于或等于大气压的气体称为常压气体。体。 用采样瓶取样用采样瓶取样 将封闭液瓶将封闭液瓶2提高，打开止水夹提高，打开止水夹5和气样瓶和气样瓶1上上的旋塞，让封闭液流入气样瓶并充满，同时使旋的旋塞，让封闭液流入气样瓶并充满，同时使旋塞塞4与大气相通，此时气样瓶中的空气被全部排出与大气相通，此时气样瓶中的空气被全部排出。夹紧止水夹，关闭旋塞，将橡胶管。夹紧止水夹，关闭旋塞，将橡胶管3与气体物料与气体物料管相接。将瓶管相接。将瓶2置于

36、低处，打开止水夹和旋塞，气置于低处，打开止水夹和旋塞，气体物料进入瓶体物料进入瓶1，至所需量时，关闭旋塞，夹紧止，至所需量时，关闭旋塞，夹紧止水夹，取样结束。水夹，取样结束。三、气态物料样品的采集三、气态物料样品的采集 2.采样方法采样方法 （1）常压气体的采样）常压气体的采样 用采样管取样用采样管取样 当采样管两端旋塞打开时，将水准瓶提高，使封当采样管两端旋塞打开时，将水准瓶提高，使封闭液充满至取样管的上旋塞，此时将采样管上端与闭液充满至取样管的上旋塞，此时将采样管上端与取样点上的金属管相连，然后放低水准瓶，打开旋取样点上的金属管相连，然后放低水准瓶，打开旋塞，气体试样却进入取样管，关闭旋塞

37、塞，气体试样却进入取样管，关闭旋塞2，将取样管，将取样管与取样点上的金属管分开，提高水准瓶，打开旋塞与取样点上的金属管分开，提高水准瓶，打开旋塞将气体排出（如此反复将气体排出（如此反复34次），最后吸入气体，次），最后吸入气体，关闭旋塞，取样结束。关闭旋塞，取样结束。 用流水抽气泵取样用流水抽气泵取样 采样管上端与抽气泵相连，下端与取样点上的金采样管上端与抽气泵相连，下端与取样点上的金属管相连。将气体试样抽入即可。属管相连。将气体试样抽入即可。三、气态物料样品的采集三、气态物料样品的采集 2.采样方法采样方法 （2）正压气体的采样）正压气体的采样 气体压力大大高于大气压的气体称为正压气体。采样

38、气体压力大大高于大气压的气体称为正压气体。采样时只需放开取样点上的活塞，气体便自动流入气体取样器时只需放开取样点上的活塞，气体便自动流入气体取样器中。取样时必须用气体试样置换球胆内的空气中。取样时必须用气体试样置换球胆内的空气34次。次。 （3）负压气体的采样）负压气体的采样 低负压气体的采样低负压气体的采样 气体压力小于大气压的气体称为低负压气体。可用抽气体压力小于大气压的气体称为低负压气体。可用抽气泵减压法采样，当采气量不大时，常用流水真空泵和采气泵减压法采样，当采气量不大时，常用流水真空泵和采气管采样。气管采样。 超低负压气体的采样超低负压气体的采样 气体压力远远小于大气压的气体称为超低

39、负压气体。气体压力远远小于大气压的气体称为超低负压气体。用负压采样容器采样。取样前用泵抽出瓶内空气，使压力用负压采样容器采样。取样前用泵抽出瓶内空气，使压力降至降至813kPa，然后关闭旋塞，称出质量，再将试样瓶上，然后关闭旋塞，称出质量，再将试样瓶上的管头与取样点上的金属管相连，打开旋塞取样，最后关的管头与取样点上的金属管相连，打开旋塞取样，最后关闭旋塞称出质量，前后两次质量之差即为试样质量。闭旋塞称出质量，前后两次质量之差即为试样质量。三、气态物料样品的采集三、气态物料样品的采集2.3 试样的制备试样的制备 从实验室样品到分析试样的这一处理过程称从实验室样品到分析试样的这一处理过程称为试样

40、的制备。为试样的制备。 为什么要进行试样的制备？为什么要进行试样的制备？ 试样的制备一般需要经过破碎、过筛、混匀、试样的制备一般需要经过破碎、过筛、混匀、缩分等步骤。缩分等步骤。 原始试样经过制备处理，才能用于分析。液态原始试样经过制备处理，才能用于分析。液态和气态物料，因其易于混合，且采样量较少，只和气态物料，因其易于混合，且采样量较少，只须充分混匀后即可进行分析；而固体物料一般都须充分混匀后即可进行分析；而固体物料一般都要经过样品的制备过程。一般包括破碎、筛分、要经过样品的制备过程。一般包括破碎、筛分、混匀、缩分四个阶段。混匀、缩分四个阶段。 破碎是在制样过程中，用机械或人工方法减小破碎是

41、在制样过程中，用机械或人工方法减小试样粒度的过程。在破碎过程中，要特别注意破试样粒度的过程。在破碎过程中，要特别注意破碎工具的清洁和不能磨损，以防引入杂质；同时碎工具的清洁和不能磨损，以防引入杂质；同时还要防止物料跳出和粉末飞扬，更不能随意丢弃还要防止物料跳出和粉末飞扬，更不能随意丢弃难破碎的任何颗粒。难破碎的任何颗粒。 1.机械方法机械方法 2.人工方法人工方法2.3.1 破碎破碎 粉碎后的物料要经过筛分，使其粒度满足分析要求。粉碎后的物料要经过筛分，使其粒度满足分析要求。 常用的筛子为标准筛，其材质一般为铜网或不锈钢网。常用的筛子为标准筛，其材质一般为铜网或不锈钢网。 筛分方式有人工操作和

42、机械振动两种。筛分方式有人工操作和机械振动两种。 在筛分过程中，要注意可先将小颗粒物料筛出，而对于在筛分过程中，要注意可先将小颗粒物料筛出，而对于粒径大于筛号的物料不能弃去，应将其破碎至全部通过筛孔粒径大于筛号的物料不能弃去，应将其破碎至全部通过筛孔2.3.2 筛分筛分标准分样筛 1.人工法人工法 人工法普遍采用堆锥法。人工法普遍采用堆锥法。 将物料用铁铲堆成一圆锥体，再从圆锥对角贴底将物料用铁铲堆成一圆锥体，再从圆锥对角贴底交互将物料铲起，堆成另一圆锥，注意每一铲物料交互将物料铲起，堆成另一圆锥，注意每一铲物料都要由锥顶自然洒落。如此反复三次即可。都要由锥顶自然洒落。如此反复三次即可。 如果

43、试样量很少，也可将试样置于一张四方塑料如果试样量很少，也可将试样置于一张四方塑料布或橡胶布上，抓住四角，两对角线掀角，使试样布或橡胶布上，抓住四角，两对角线掀角，使试样翻动，反复数次，即可将试样混匀。翻动，反复数次，即可将试样混匀。 2.机械法机械法 将物料倒入机械混匀器中，启动机器，搅拌一段将物料倒入机械混匀器中，启动机器，搅拌一段时间即可。时间即可。2.3.3 混匀混匀 缩分是在不改变平均组成的情况下，逐步减少试样量缩分是在不改变平均组成的情况下，逐步减少试样量的过程。的过程。 1.机械法（分样器缩分法）机械法（分样器缩分法） 用分样器进行缩分。用一特制铲子（其宽度与分样器的用分样器进行缩

44、分。用一特制铲子（其宽度与分样器的进料口相吻合）将物料缓缓倾入分样器中，物料会顺着分进料口相吻合）将物料缓缓倾入分样器中，物料会顺着分样器的两侧流出，被平均分为两份。一份继续进行破碎、样器的两侧流出，被平均分为两份。一份继续进行破碎、混匀、缩分，直至所需试样量。另一份则保存备查或弃去混匀、缩分，直至所需试样量。另一份则保存备查或弃去。2.3.4 缩分缩分分样器 2.人工法人工法 （1）四分法）四分法 四分法是最常用的人工缩分法，尤其是样品制备程序的四分法是最常用的人工缩分法，尤其是样品制备程序的最后一次缩分，基本都采用此法。最后一次缩分，基本都采用此法。 将物料按堆锥法堆成圆锥体，用平板将其压

45、成厚度均匀将物料按堆锥法堆成圆锥体，用平板将其压成厚度均匀的圆台体，再通过圆心平分成四个扇形，取两对角继续进的圆台体，再通过圆心平分成四个扇形，取两对角继续进行破碎、混匀、缩分，直至剩余行破碎、混匀、缩分，直至剩余100500g。 另一份则保存备查或弃去。另一份则保存备查或弃去。2.3.4 缩分缩分四分法四分法 2.人工法人工法 （2）棋盘法）棋盘法 棋盘法是将物料堆成一定厚度的均匀圆饼，用有若干个棋盘法是将物料堆成一定厚度的均匀圆饼，用有若干个长宽各为长宽各为2530mm的铁皮格将物料圆饼分割成若干个小的铁皮格将物料圆饼分割成若干个小方块，再用平底小方铲每间隔一个小方块铲出一个小方块方块，再

46、用平底小方铲每间隔一个小方块铲出一个小方块物料，将所有铲出的物料混匀后，继续进行破碎、混匀、物料，将所有铲出的物料混匀后，继续进行破碎、混匀、缩分，直至剩余量达到要求。缩分，直至剩余量达到要求。 另一份则保存备查或弃去。另一份则保存备查或弃去。2.3.4 缩分缩分棋盘法棋盘法正方形缩分法 样品应保存在样品应保存在对样品呈惰性的包装材质对样品呈惰性的包装材质中中，如塑料瓶、玻璃瓶等，贴上标签，如塑料瓶、玻璃瓶等，贴上标签，写明写明物物料的名称、来源、编号、数量、包装情况、料的名称、来源、编号、数量、包装情况、存放环境、采样部位、所采样品数和样品量存放环境、采样部位、所采样品数和样品量、采样日期、

47、采样人等。、采样日期、采样人等。 样品保存时间一般为样品保存时间一般为六个月六个月。2.3.5 样品的保存样品的保存2.4 试样的分解试样的分解 将固体试样处理成溶液，或将组成复将固体试样处理成溶液，或将组成复杂的试样处理成简单、便于分离和测定的形杂的试样处理成简单、便于分离和测定的形式，为各组分的分析操作创造最佳条件。式，为各组分的分析操作创造最佳条件。分解试样的目的分解试样的目的分解试样的要求分解试样的要求 试样分解必须完全，防止待测组分损试样分解必须完全，防止待测组分损失，不能引入与被测成分相同物质。另外，失，不能引入与被测成分相同物质。另外，分解方法应与测定方法相适应。分解方法应与测定

48、方法相适应。2.4.1 2.4.1 溶解法（湿法分解法）溶解法（湿法分解法）2.4.2 2.4.2 熔融法（干法分解法）熔融法（干法分解法）2.4.3 2.4.3 半熔法（烧结法，干法）半熔法（烧结法，干法）2.4.4 2.4.4 其他分解法其他分解法2.4 试样的分解试样的分解 溶解，通常理解为固态、液态可气态物质在低溶解，通常理解为固态、液态可气态物质在低温下溶于适当的液体，包括发生或不发生化学反温下溶于适当的液体，包括发生或不发生化学反应。应。 采用水、酸或碱溶液溶解试样是常用的办法。采用水、酸或碱溶液溶解试样是常用的办法。 1. 水溶法水溶法 水是一种性质良好的溶剂，在采用溶解法分解水

49、是一种性质良好的溶剂，在采用溶解法分解试样时，应首先考虑以水溶法。碱金属盐、大多试样时，应首先考虑以水溶法。碱金属盐、大多数的碱土金属盐、铵盐、无机酸盐（钡、铅的硫数的碱土金属盐、铵盐、无机酸盐（钡、铅的硫酸盐、钙的磷酸盐除外）、无机卤化物（银、铅酸盐、钙的磷酸盐除外）、无机卤化物（银、铅、汞的卤化物除外）等试样都可以用水溶法分解、汞的卤化物除外）等试样都可以用水溶法分解。2.4.1 溶解法溶解法（湿法分解法）（湿法分解法） 2. 酸溶法酸溶法利用酸的酸性、氧化还原性或配位性等性质将试样中的被测组分转利用酸的酸性、氧化还原性或配位性等性质将试样中的被测组分转移到溶液中的方法，称酸溶法。移到溶液

50、中的方法，称酸溶法。 常用的酸有盐酸、硝酸、硫酸、磷酸、氢氟酸和高氯酸等。常用的酸有盐酸、硝酸、硫酸、磷酸、氢氟酸和高氯酸等。 （1）盐酸（）盐酸（HCl） HCl具有酸性、还原性及氯离子的强配位性。主要用于溶解弱酸盐，具有酸性、还原性及氯离子的强配位性。主要用于溶解弱酸盐，某些氧化物，某些硫化物和比氢活泼的金属等。某些氧化物，某些硫化物和比氢活泼的金属等。 易溶于盐酸的元素或化合物为：易溶于盐酸的元素或化合物为：Fe，Ni，Cr，Co，Zn，普通钢铁，普通钢铁，高铬铁，多数金属氧化物，硫化物，氢氧化物，碳酸盐，磷酸盐，硼酸高铬铁，多数金属氧化物，硫化物，氢氧化物，碳酸盐，磷酸盐，硼酸盐，过氧

51、化物，某些硅酸盐、水泥等。盐，过氧化物，某些硅酸盐、水泥等。 不溶于盐酸的物质有：灼烧过的不溶于盐酸的物质有：灼烧过的Al、Be、Cr、Fe、Ti、Zn；Al2O3，Ta2O5，SnO2，Sb2O5，Nb2O5及及Th的氧化物；磷酸锆、独居石、的氧化物；磷酸锆、独居石、钇矿；锶、钡、铅的硫酸盐；碱土金属的氟化物等。钇矿；锶、钡、铅的硫酸盐；碱土金属的氟化物等。 在密封增压的条件下升高温度（在密封增压的条件下升高温度（250300），），HCl可以溶解灼烧过可以溶解灼烧过的的Al2O3，BeO，SnO2以及某些硅酸盐等。以及某些硅酸盐等。HCl中加入中加入H2O2或或Br2后溶后溶剂更具有氧化性

52、，可用于溶解铜合金和硫化物矿石等，并可同时破坏试剂更具有氧化性，可用于溶解铜合金和硫化物矿石等，并可同时破坏试样中的有机物。样中的有机物。2.4.1 溶解法溶解法（湿法分解法）（湿法分解法） 2. 酸溶法酸溶法 （2）硝酸）硝酸 （HNO3） HNO3具有很强的酸性和氧化性，但配位能力很具有很强的酸性和氧化性，但配位能力很弱。除金、铂族元素及易被钝化的金属外，绝大部弱。除金、铂族元素及易被钝化的金属外，绝大部分金属能被分金属能被HNO3溶解。绝大多数的硫化物可以被溶解。绝大多数的硫化物可以被HNO3溶解。溶解。 很多金属浸入很多金属浸入HNO3时形成不溶的氧化物保护层时形成不溶的氧化物保护层，

53、因而不被溶解，这些金属包括，因而不被溶解，这些金属包括Al、Cr、Be、Ga、In、Nb、Ta、Th、Ti、Zr和和Hf。 W与与HNO3反应后形成水合氧化沉淀反应后形成水合氧化沉淀。 2.4.1 溶解法溶解法（湿法分解法）（湿法分解法） 2. 酸溶法酸溶法 （3）硫酸（）硫酸（H2SO4） 稀稀H2SO4不具备氧化性，而热的浓不具备氧化性，而热的浓H2SO4具有很具有很强的氧化性和脱水性。强的氧化性和脱水性。 稀稀H2SO4常用来溶解氧化物、氢氧化物、碳酸盐常用来溶解氧化物、氢氧化物、碳酸盐、硫化物及砷化物矿石，但不能溶解含钙试样。、硫化物及砷化物矿石，但不能溶解含钙试样。 热的浓热的浓H2

54、SO4可以分解金属及合金，如锑、氧化可以分解金属及合金，如锑、氧化砷、锡、铅的合金等；另外几乎所有的有机物都能砷、锡、铅的合金等；另外几乎所有的有机物都能被其氧化。被其氧化。 H2SO4的沸点（的沸点（338）很高，可以蒸发至冒白烟）很高，可以蒸发至冒白烟，使低沸点酸（如，使低沸点酸（如HCl、HNO3、HF等）挥发除去等）挥发除去，以消除低沸点酸对阴离子测定的干扰。，以消除低沸点酸对阴离子测定的干扰。2.4.1 溶解法溶解法（湿法分解法）（湿法分解法） 2. 酸溶法酸溶法 （4）磷酸（）磷酸（H3PO4） H3PO4在高温时生成焦磷酸和聚磷酸，具有很在高温时生成焦磷酸和聚磷酸，具有很强的配位

55、能力，可以分解合金钢和难容矿石（如铬强的配位能力，可以分解合金钢和难容矿石（如铬铁矿、铌铁矿、钛铁矿等）。铁矿、铌铁矿、钛铁矿等）。 在钢铁分析中，常用在钢铁分析中，常用H3PO4来溶解某些合金钢试来溶解某些合金钢试样。样。 单独使用单独使用 H3PO4分解试样的主要缺点是不易控分解试样的主要缺点是不易控制温度，如果温度过高，时间过长，制温度，如果温度过高，时间过长，H3PO4会脱水会脱水并形成难溶的焦磷酸盐沉淀，使实验失败。因此，并形成难溶的焦磷酸盐沉淀，使实验失败。因此， H3PO4常与常与H2SO4等同时使用，既可提高反应等同时使用，既可提高反应的温度条件，又可以防止焦磷酸盐沉淀析出。的

56、温度条件，又可以防止焦磷酸盐沉淀析出。2.4.1 溶解法溶解法（湿法分解法）（湿法分解法） 2. 酸溶法酸溶法 （5）氢氟酸（）氢氟酸（HF） HF的酸性很弱，但配位能力很强。对于一般分的酸性很弱，但配位能力很强。对于一般分解方法难于分解的硅酸盐，可以用解方法难于分解的硅酸盐，可以用HF作溶剂，在作溶剂，在加压和温热的情况下很快分解。加压和温热的情况下很快分解。 HF可以与可以与HNO3、HClO4、H2SO4、H3PO4或或混合使用，分解硅酸盐、磷矿石、银矿石、石英、混合使用，分解硅酸盐、磷矿石、银矿石、石英、铌矿石、富铝矿石和含铌、锗、钨的合金钢等试样铌矿石、富铝矿石和含铌、锗、钨的合金钢

57、等试样。 HF具有毒性和强腐蚀性，分析人员分解试样时具有毒性和强腐蚀性，分析人员分解试样时必须在有防护工具和通风良好的环境下进行操作。必须在有防护工具和通风良好的环境下进行操作。 试样分解要在铂器皿或聚四氟乙烯材质的容器试样分解要在铂器皿或聚四氟乙烯材质的容器中进行。中进行。2.4.1 溶解法溶解法（湿法分解法）（湿法分解法） 2. 酸溶法酸溶法 （6）高氯酸（）高氯酸（HClO4） 稀稀HClO4没有氧化性，仅具有强酸性质；浓没有氧化性，仅具有强酸性质；浓HClO4在常温时无氧化性，但在加热时却具有很强的氧化性和在常温时无氧化性，但在加热时却具有很强的氧化性和脱水能力。脱水能力。热的浓热的浓

58、HClO4几乎能与所有金属反应，生成的高氯酸盐几乎能与所有金属反应，生成的高氯酸盐大多数都溶于水。分解钢或其他合金试样时，能将金属大多数都溶于水。分解钢或其他合金试样时，能将金属氧化为最高的氧化态（如把铬氧化为氧化为最高的氧化态（如把铬氧化为Cr2O72-，硫氧化，硫氧化为为SO42-），且分解快速。），且分解快速。 HClO4的沸点（的沸点（203）较高，可以蒸发至冒白烟，）较高，可以蒸发至冒白烟，使低沸点酸挥发除去，且残渣加水后易溶解。使低沸点酸挥发除去，且残渣加水后易溶解。 热的浓热的浓HClO4遇有机物会爆炸，因此当待分解试样中遇有机物会爆炸，因此当待分解试样中含有机物时，应先用浓含有

59、机物时，应先用浓HNO3蒸发破坏有机物，再用蒸发破坏有机物，再用HClO4分解。分解。2.4.1 溶解法溶解法（湿法分解法）（湿法分解法） 3. 碱溶法碱溶法 （1）NaOH溶解法溶解法 某些酸性或两性氧化物可以用稀某些酸性或两性氧化物可以用稀NaOH溶液溶溶液溶解，如解，如2030%的的NaOH溶液能分解铝和铝合金溶液能分解铝和铝合金；而某些钨酸盐、磷酸锆和金属氮化物等，可以；而某些钨酸盐、磷酸锆和金属氮化物等，可以用浓的氢氧化物分解。用浓的氢氧化物分解。2.4.1 溶解法溶解法（湿法分解法）（湿法分解法） 3. 碱溶法碱溶法 （2）碳酸盐分解法）碳酸盐分解法 浓的碳酸盐溶液可以用来分解硫酸

60、盐，如浓的碳酸盐溶液可以用来分解硫酸盐，如CuSO4 、PbSO4等。等。 (3)氨分解法氨分解法 利用氨的配位作用，可以分解利用氨的配位作用，可以分解Cu、Zn、Cd等化等化合物。合物。2.4.1 溶解法溶解法（湿法分解法）（湿法分解法） 利用酸性或碱性熔剂与试样在高温下进行分解，使待测成分转变利用酸性或碱性熔剂与试样在高温下进行分解，使待测成分转变为可溶于水或酸的化合物，称为熔融法。为可溶于水或酸的化合物，称为熔融法。 分解能力强、效果好，操作麻烦，且易引入杂质或使组分丢失。分解能力强、效果好，操作麻烦，且易引入杂质或使组分丢失。 熔融法一般用来分解那些难溶解的试样。熔融法一般用来分解那些