影响煤灰成分测定结果不准确的原因

李 敏

（晋城煤业集团有限责任公司洗选加工部中心化验室，山西 晋城 048006）

影响煤灰成分测定结果不准确的原因

李 敏

（晋城煤业集团有限责任公司洗选加工部中心化验室，山西 晋城 048006）

针对煤灰成分的测定是一项操作难度大、操作技术要求高、精密度要求高的实验，该文从分析煤灰成分测定的各种影响因素入手，阐明了在实际操作中应注意哪些问题，才能得到可靠准确的测定结果。

煤灰成分；准确度；影响因素

煤灰成分是煤炭利用中的一项重要参数。根据煤灰成分可以大致推测煤的矿物组成；在动力燃烧中，根据煤灰成分可以初步判断煤灰熔点的高低；根据煤灰中碱性成分（钾、钠、钙等氧化物）的高低，可大致判断它对燃烧室的腐蚀程度；在煤灰和矸石的综合利用中，其成分分析可作为提取铝、钛、钒等元素和制造水泥、砖瓦等建筑材料的依据。此外，根据某些煤的灰中各氧化物之和与总灰量有较大差异的情况还可推断某些稀有元素在煤中富集情况。煤灰成分中常规的分析项目为二氧化硅、二氧化钛、三氧化二铁、三氧化二铝、氧化钙、氧化镁、三氧化二硫、五氧化二磷。由于在测定煤灰成分过程中受试剂、蒸馏水、母液、实验方法、实验步骤、人为操作等多方面因素的影响，使得测定结果经常偏高或偏低，为了使测定结果的误差降到最低，我们必须了解测定误差产生的原因，使得结果尽量做到准确可靠。

1 母液的制备

1）灰样的制备。要严格按照国标中慢灰的烧制方法进行烧灰，并将烧好的煤灰用玛瑙研钵研细到粒度小于0.1mm，然后置于灰皿内，在（815±10）℃条件下灼烧至质量恒定（质量变化小于0.1%），装入磨口瓶中，存放于干燥器内。称样前应在（815±10）℃下灼烧0.5 h。如果煤样在灰化时，温度低，灰化时间不够，灰样未烧透或磨细，都会导致测定结果偏低。

2）称样方法。（1）称样天平不正常或称量不准确，天平应至少每年请质检部门鉴定一次，称量时也要正确操作，避免称量结果不准确。(2)灰样烧好后，没有立即称出，吸收了空气中的水和二氧化碳，这会使测定结果偏低。

3）熔样。（1）熔样时温度低，熔融时间不够会导致测定结果偏低。（2）熔样时炉子升温速度太快，坩埚内熔融物溢出会导致测定结果偏低。（3）银坩埚中熔融物没有完全洗出会导致测定结果偏低。（4）银坩埚在使用前未处理干净会导致测定结果偏高。

2 煤灰成分的测定方法分析

2.1 二氧化硅的测定

2.1.1 用动物胶凝聚重量法测定

1）硅胶蒸干脱水不够。（1）加入动物胶时，盐酸浓度不到8mol/L。（2）加入动物胶时温度过高，动物胶分解。（3）加入动物胶时，没有剧烈搅拌1min及保温10min，硅酸没有充分凝聚。硅酸凝聚后，加水溶解可溶性盐类时，溶解体积太大，酸度改变，硅酸沉淀复溶。洗涤硅酸沉淀时，洗涤液水温太低，每次用量太多，洗涤时间长，硅酸复溶。硅酸沉淀灰化时，升温速度太快，滤纸突然燃烧，二氧化硅微粒随气流带走。

2）测值偏高的原因有：（1）洗涤硅酸沉淀时，没有先用热的20%的盐酸洗至无Fe3+存在，而直接用水洗涤，以导致Fe3+、Al3+、Ti4+水解生成难溶或不溶的碱式盐或氢氧化物。（2）过滤时没有用定量滤纸。（3）氯离子未洗净。（4）灼烧后的二氧化硅沉淀在空气中冷却时间太长，吸收空气中的水分。（5）硅酸连同滤纸灰化时，炉子升温过快，氧气供应不足，滤纸灰化不完全，部分炭粒残留在二氧化硅沉淀中。

2.1.2 用硅钼蓝比色法测定

1）测值偏低的原因有：（1）未按试验步骤制备试样溶液，硅酸未全部生成单分子正硅酸。按国标要求的试验步骤制备溶液。（2）试样溶液放置时间太长。（3）形成硅钼黄的酸度不对(pH应在0.5～2.0范围内)。（4）形成硅钼黄时的温度低于20℃，放置时间不够（低于10℃时，应放置30 min，10℃～20℃，应放置20 min）。（5）硅钼蓝显色时温度低，放置时间短。（6）测定硅时，所用1mol/L盐酸及5%钼酸铵溶液未存放在塑料瓶里。（7）制备好的二氧化硅标准溶液未放在塑料瓶中保存。

2）测值偏高的原因有：（1）没有用光谱纯的二氧化硅配制标准溶液。（2）容量瓶、移液管、比色皿为及时用洗液清洗干净。

2.2 二氧化钛的测定

2.2.1 用过氧化氢法测定

1）测值偏低的原因有：（1）过氧化氢失效。（2）显色时间不够，温度低。

2）测值偏高的原因有：（1）没有用光谱纯二氧化钛配制标准溶液。（2）配制二氧化钛标准溶液时，光谱纯二氧化钛未熔融完全。

2.2.2 用二安替比林甲烷法测定

测值偏低的原因有：（1）显色时间不够，温度低。（2）抗坏血酸失效（应现用现配）。

测值偏高的原因有：（1）没有用光谱纯二氧化钛配制标准溶液。（2）配制二氧化钛标准溶液时，光谱纯二氧化钛未熔融完全。（3）容量瓶、移液管、比色皿为及时用洗液清洗干净。

2.3 三氧化二铁的测定

测值偏低的原因有：滴定时酸度太高（即Ph＜1.8）。

测值偏高的原因有：(1)没有用优级纯三氧化二铁配制标准溶液。滴定时酸度太低，即pH＞2.5，调整溶液酸度使pH值在1.8～2.0。(2)温度过高，铝与EDTA络合，保持温度在60℃～70℃。(3)滴定速度太快，降低滴定速度，边滴边搅拌，溶液变为亮黄色或无色时立即停止滴定。

2.4 三氧化二铝的测定

测值偏低的原因有：(1)加入1.1%EDTA溶液的量不够。(2)酸度未调好，pH值没有控制在5.9～6.0的范围。(3)加入1.1%EDTA溶液后，煮沸的时间不够，EDTA未与铝完全络合。(4)用2%乙酸锌溶液滴定过剩的EDTA时，溶液未完全冷却。(5)用2%乙酸锌溶液滴定过剩的EDTA时，滴定过量。(6)加入氟化钾的量不够。(7)加入氟化钾后，煮沸，冷却时间不够。(8)从铝钛合量中减钛时，钛的百分含量未乘以0.638因数。

测值偏高的原因有：(1)没有用光谱纯铝片配制标准溶液。(2)二甲酚橙指示剂放置时间太长，终点变化不明显。最好是现用现配。(3)钛铝合量中未减钛含量。

2.5 氧化钙的测定

2.5.1 用EDTA法测定

测值偏低的原因有：加入氢氧化钾后，没有马上滴定，氢氧化钾沉淀吸附钙离子。

测值偏高的原因有：(1)没有用优级纯碳酸钙配制标准溶液。(2)较多的氢氧化镁沉淀吸附指示剂，终点不明显，滴定过量。(3)EDTA标准溶液被污染。

2.5.2 用EGTA法测定

偏低的原因有：（1）硅含量高，溶液体积小于100ml，有硅酸钙的出现。（2）加入氢氧化钾后，没有马上滴定。

测值偏高的原因有：没有用优级纯碳酸钙配制标准溶液。

2.6 氧化镁的测定

测值偏低的原因有：（1）加入氨水后，没有马上滴定。测值偏高的原因有：（1）没有用优级纯氧化镁配制标准溶液，应选用优级纯配制标液。（2）酸性铬蓝K-奈酚绿B指示剂未经磨细和混合均匀，使滴定时终点不清.应将KB指示剂充分磨细混匀。（3）滴定速度太快，临近终点时搅拌不够，使滴定过量.采用慢滴多搅的方法。

2.7 三氧化硫的测定

2.7.1 用硫酸钡重量法测定

测值偏低的原因有：（1）沉淀硫酸根时，溶液酸度高，一部分硫酸钡沉淀溶解。（2）没有在沸腾的溶液中加入氯化钡。（3）加入氯化钡时，速度太快，陈化时间不够，陈化温度低，硫酸钡晶体小，过滤时穿过滤纸。（4）定量滤纸不致密。（5）过滤时，漏斗中一次加入溶液太多，以致硫酸钡自滤纸边沿爬出。（6）洗涤沉淀时，每次用水量太多。（7）灼烧硫酸钡沉淀时，没有从低温开始，且升温速度太快，滤纸未灰化完全，部分硫酸钡被滤纸的碳还原成硫化钡。

测值偏高的原因有：（1）硫酸钡沉淀在空气中冷却时间太长。（2）硫酸钡沉淀被玷污。

2.7.2 用高温燃烧中和法测定

测值偏低的原因有：（1）燃烧管有裂缝。（2）系统漏气。（3）高温区位置不对，炉温低，硫酸盐分解不完全。（4）气流量低。（5）过氧化氢失效。（6）异径管细口端伸出炉口距离太远，一部分三氧化硫气体冷凝和吸附在管壁及管端。

测值偏高的原因有：（1）存放标准氢氧化钠溶液的容器瓶口没有密闭好，空气中二氧化碳侵入，降低了其浓度。

2.7.3 用库仑滴定法测定

测值偏低的原因有：(1)气体流量不够.调节气体流量计，使气体流量符合要求。(2)载气系统气密性不好，漏气.检查气密性。(3)刚玉管断裂，更换刚玉管。(4)裂解炉温度不够。(5)送样不到位。(6)载气通道堵塞，清理载气通道。(7)电解液失效.重新配制电解液。

测值偏高的原因有：氢氧化钠有结块而没有及时更换，空气得不到净化，把空气中的酸性气体带入电解液中。

2.8 五氧化二磷的测定

测值偏低的原因有：（1）抗坏血酸没有现用现配。（2）磷钼蓝显色时，没有在沸水浴上加热5min。

测值偏高的原因有：没有用优级纯磷酸二氢钾配制标准溶液。

3 小结

以上都是影响煤灰成分测定的一些因素，它们会直接影响测值的准确性，因此，我们在实验时，一定要注意每一个环节，得出准确可靠的测定结果。

［1］杨金和，陈文敏，段云龙.煤炭化验手册［M］.北京：煤炭工业出版社，2004.

［2］李英华.煤质分析应用技术指南［M］.北京：中国标准出版社，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，山西晋城人，本科，助理工程师，从事煤质分析工作。

徐树文