2023电站锅炉燃煤、灰渣中碱金属及碱土金属含量分形态测定方法

V目  次TOC\h\z\t"前言、引言标题,1,参考文献、索引标题,1,章标题,1,参考文献,1,附录标识,1"前  言 II1范围 12规范性引用文件 13术语和定义 14试样制备 25测定方法 26测试报告 6附录（参考性附录）测试步骤流程 7电站锅炉燃煤、灰渣中碱金属及碱土金属赋存形态及含量测定方法范围本文件规定了电站锅炉燃煤、灰渣中碱金属（Na、K）及碱土金属（Ca、Mg）含量分形态测定方法的术语和定义、试样制备、仪器设备、试剂要求、测定步骤、计算方法、精密度分析、报告编写等的要求。本文件适用于对燃煤、灰渣中碱金属及碱土金属含量及赋存形态的测定。规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T474煤样的制备方法GB/T475商品煤样人工采取方法GB/T483煤炭分析试验方法一般规定GB/T603试验方法中所用制剂及制品的制备GB/T6682分析实验室用水规格和试验方法GB/T19494煤炭机械化采样DL/T567.3飞灰和炉渣样品的采取和制备DL/T567.4入炉煤、入炉煤粉、飞灰和炉渣样品的制备NY/T1615石灰性土壤交换性盐基及盐基总量的测定术语和定义下列术语和定义适用于本标准。碱金属含量contentofalkalimetal钠、钾（Na、K）等碱金属元素在煤、灰渣中的质量百分比。碱土金属含量contentofalkalineearthmetal钙、镁（Ca、Mg）等碱土金属元素在煤、灰渣中的质量百分比。赋存形态occurrencemode碱金属、碱土金属在煤、灰渣中存在形式，一般包括水溶态、交换态、酸溶态和不可溶态。水溶态watersolublemode元素在煤、灰渣中以溶于水的离子化合物或者水合离子的存在形式。交换态exchangeablesolublemode元素在煤、灰渣中以羧酸盐等有机碱金属矿物的存在形式。酸溶态acidsoluablemode元素在煤、灰渣中以配位形式存在，一般位于煤结构中的含氧或者含氮官能团上的有机碱金属矿物内，以及难溶于水的碳酸盐、硫酸盐内。不可溶态acidinsolublemode煤、灰渣中元素以硅酸盐、铝硅酸盐等难溶盐的存在形式。逐级提取法sequentialextraction使用不同的溶液依次处理试样，其后分析相应的溶液组分的方法，也称浸渍法或者萃取法。试样sample从煤、灰渣中采取的，经过干燥处理用于进行分析测试的对象。试样制备试样的采取和制备4.1.1应按照GB/T475、GB/T474或GB/T19494，以及GB/T483中规定的方法进行人工或机械采取和制备出一般分析测试煤样。4.1.2应按照DL/T567.3以及DL/T567.4中规定的方法进行人工或机械采取和制备出用于分析测试的灰渣样品。试样的干燥将鼓风干燥箱预热并恒温在105℃～110℃，将待测样品放入鼓风干燥箱中干燥，直至样品质量变化不超过0.1%，取出样品放置在玻璃干燥器中冷却至室温后备用。测定方法方法提要采用逐级提取法对煤、灰渣中水溶态、交换态、酸溶态、不可溶态碱金属及碱土金属含量进行测定。为了准确一致地获得测试数据，需要对每级使用溶液种类，试验量、溶液量，提取次数、振荡搅拌时间、振荡搅拌温度、液固离心分离时间等进行规范。详细测试流程参见附录，本文件附录为规定性附录。仪器设备离心管用于容纳测量的试样和溶液，可用端盖密封，可以使用PE（聚乙烯）材料，50mL。溶液瓶容纳测试使用化学溶液的玻璃器皿，50mL。振荡器将装有液固试样的离心管进行全自动翻转振荡的仪器，应具备时间设定功能。离心机将装有液固试样的离心管进行高速旋转达到液固分离的实验设备，转速应在0～10000rpm范围内可控，工作温度为室温。微波消解仪使用微波消解固体试剂的设备，可在高压条件下加快样品消解反应的速度。微波频率为2450MHz，温度在0～300℃范围可控，控温精度在±0.5℃。电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）检测溶液中碱金属及碱土金属元素含量的分析设备。可对样品中的痕量、微量元素进行定性和定量分析的功能，应具有0.38m氩气驱气型中阶梯光栅分光系统，波长可覆盖175～1050nm，检出浓度范围：1ppb～100ppm。试剂5.3.1基本要求本标准使用的试剂和水，应使用分析纯以上试剂并符合GB/T6682中三级水的规定。实验中所需制剂和制品，在没有特殊注明时，按GB/T603的规定制备。缓冲溶液缓冲溶液应为0.1mol/L的NH4Cl(pH=5.13)，准确称取5.34915g氯化铵（预先在105℃～110℃干燥1h），置于250mL烧杯中，加水溶解，移入1L容量瓶中，并洗涤烧杯2～3次将洗涤液也转移到容量瓶中，向容量瓶中加水至刻度线以下1～2cm处时，改用胶头滴管加水，使溶液凹面恰好与刻度线相切，摇晃均匀，配置成1升0.1mol/L的NH4Cl溶液。稀盐酸溶液稀盐酸溶液应为1mol/L的HCl，具体操作时可将标准盐酸溶液（浓度12mol/L）按照体积比HCl:H2O=1:11配置成1mol/L的稀盐酸溶液。消解溶液消解溶液应按照体积比HNO3:HF=9:1配置。测定步骤水溶态碱金属及碱土金属含量的测定步骤如下：称取0.2g煤样或灰渣置于容量为50mL的离心管中；在离心管中加20mL去离子水，混合摇匀；将装有样品的离心管置于全自动翻转振荡器；在室温条件下，以30±2rpm转速翻转振荡60min；将离心管取出放入离心机中，以6000rpm的转速离心分离15min；取离心分离后的上层清液并收集于溶液瓶中；再加入10mL去离子水清洗残留物，混合摇匀；重复步骤（3）至（6），共四次；残留物保存，用于下一步提取；使用ICP-OES（电感耦合等离子体发射光谱仪）检测溶液中的碱金属及碱土金属元素含量。交换态碱金属及碱土金属含量的测定步骤如下：将水溶态提取后的残留物放入容量为50mL的离心管中；在离心管中加20mL的缓冲溶液，混合摇匀，缓冲溶液为0.1mol/LNH4Cl；将装有样品的离心管置于全自动翻转振荡器；在室温条件下，以30±2rpm转速翻转振荡60min；将离心管取出放入离心机中，以6000rpm的转速离心分离15min；取离心分离后的上层清液并收集于溶液瓶中；再加入10mL的0.1mol/LNH4Cl缓冲溶液清洗残留物，混合摇匀；重复步骤（3）至(6)，共三次；残留物保存，用于下一步提取；使用ICP-OES（电感耦合等离子体发射光谱仪）检测溶液中的碱金属及碱土金属元素含量。酸溶态碱金属及碱土金属含量的测定步骤如下：将交换溶态提取后的残留物放入容量为50mL的离心管中；在离心管中加20mL的稀盐酸（1mol/LHCl）溶液，混合摇匀；将装有样品的离心管置于全自动翻转振荡器；在室温条件下，以30±2rpm转速翻转振荡60min；将离心管取出放入离心机中，以6000rpm的转速离心分离15min；取离心分离后的上层清液并收集于溶液瓶中；再加入10mL的稀盐酸（1mol/LHCl）溶液清洗残留物，混合摇匀；重复步骤（3）至(6)，共二次；残留物保存，用于下一步提取；使用ICP-OES（电感耦合等离子体发射光谱仪）检测溶液中的碱金属及碱土金属元素含量。不可溶态碱金属及碱土金属含量的测定步骤如下：将酸溶态提取后的残留物放入105℃的烘箱中烘干；烘干后的样品转移至PTFE（聚四氟乙烯）消解罐中；向消解罐按照体积比HNO3:HF=9:1加入HNO3和HF；将装有样品的消解罐置于微波消解仪中，缓慢升温至210℃，并在该温度下持续加热30min；取出消解溶液并稀释至100mL；使用ICP-OES（电感耦合等离子体发射光谱仪）检测溶液中的碱金属及碱土金属元素含量。重复测量次数每个元素的不同赋存形态测量次数不少于3次，每次测量结果的算术平均值与每个测量值偏差不超过±5%，若出现较大偏差则更换操作者，继续在同一实验室、同一操作仪器、使用同一种测量方法进行测量，直至测量误差在控制在5%以内。计算方法测试结果应折算至以1g煤或灰渣为计量基准，即：（1）式中：M——Na/K/Ca/Mg，μg/g；c——提取液中离子浓度，μg/mL；V——提取液体积，mL；i——Na/K/Ca/Mg；j——w/ex/ac/re；m——样品质量，g。测试结果总量：（2）方法精密度碱金属及碱土金属元素的含量最终都折算至以1g煤或灰渣为计量基础，每个样品至少重复实验3次。ICP-OES测试的相对标准偏差应小于3%，碱金属及碱土金属的实验测量误差应小于10%。对原煤直接进行微波消解，测试其中碱金属及碱土金属元素的总含量，记为：Natot，Ktot，Catot，Mgtot等，并与逐级提取实验每一步测试结果的累积碱金属及碱土金属元素含量进行比较，确保逐级提取实验的可靠性