离子色谱法测定煤炭中氯

曾 泽，任玉伟，林晓梅

（辽宁出入境检验检疫局，辽宁 大连116001）

国标测定煤炭中氯，一是用高温水解测定法，一是使用艾氏剂熔解银量法。前者，在多数实验室不具备高温水解仪；后者，终点极难辨认。本文使用艾氏剂熔解试样，水浸取溶出Cl-，使用离子色谱测定。方法简便易行，可以多批次同时测定。

1 实验部分

1.1 主要试剂与仪器

艾氏剂，200.0mg·L-1氯标准溶液（使用优级纯NaCl 在470℃灼烧2h，干燥器中冷却至室温配制）：准确称取0.6594g NaCl 用水溶解，稀释定容于1L，摇匀；水（离子交换去离子水，电导率18MΩ）。

ICS1500 型离子色谱（Dionex）；前置柱Dionex AG12A、分析柱DionexAS12A、抑制器DionexAMMS；0.45μm 滤膜。

1.2 仪器工作条件

进样量100μL，淋洗液：Na2CO3/NaHCO30.0080～0.001mol·L-1。淋洗液流速1.0mL·min-1。抑制器电流48mA,泵压1840psi。

1.3 测定方法

称取2g 试样（准确至0.1mg），放入预先装有3g艾氏剂的瓷坩埚中，搅拌均匀，上面覆盖2g 艾氏剂。放入马弗炉中半开炉门从室温缓慢升温至680℃，保温3h 以上，确保煤燃尽。冷却至室温，将坩埚放入600mL 烧杯中，加入280mL 水，盖上表面皿，放在电热板上加热至近沸，保持10min，不时搅拌。冷却至室温。移入500mL 容量瓶，用水稀释定容，摇匀，静置，干过滤。取滤液，使用滤膜过滤，进入离子色谱测定。

1.4 标准工作曲线的制备

准确移取0.10,0.20,0.40,0.80,1.60mL 氯标准溶液放入100mL 容量瓶中，用水稀释定容，摇匀。

2 结果与讨论

2.1 试样的溶解

本文遵循国标中对于艾氏剂熔解前处理方法，煤中的氯在燃烧过程中分解挥发、残留在灰分中的氯也被艾氏剂熔解，使用水可以将艾氏剂溶出的氯完全转移至水相。水体积增大、搅拌、加热、溶解时间等均促进溶解。以本文方法溶解，可以得到几近完全的溶出率。

2.2 仪器条件优化

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离较好、峰高且对称。煤中含有少量的阴离子溶出进入水相的仅有Cl-、SO24-。F-、PO24-在弱碱性中几乎不溶解，溶液中水溶出阴离子种类较少，含量较小。

2.3 基体干扰

由于本方法通过艾氏剂溶解，煤炭中主要基体碳燃烧除尽，少量灰分不溶解于水；艾氏剂基体的碳酸钠全溶，氧化镁不溶，主要基体为碳酸钠。当试样碳酸钠浓度过高，峰尾拖后且有下沉，导致对峰面积积分不正确。本文通过增大试样量、增大稀释倍数，减小碳酸钠的浓度，减轻这种峰拖尾现象，使得能正确对峰面积积分。

2.4 测定线性范围

氯在0～5μg·mL-1范围内，呈线性，线性相关系数γ=0.9956

A=0.058+0.2793C

A：峰面积；C：Cl-浓度，μg·mL-1。

2.5 检出限

由三倍标准偏差与工作曲线斜率之比，得到检出限为0.039mg·L-1。

2.6 测定回收率

氯的测定回收率十分优良，见表1。

表1 氯的测定回收率Tab.1 Testing recoveries of Chloride

2.7 试样的测定和方法比较

使用多个试样和标准物质，分别按照国标和本方法进行测试，结果见表2。

表2 试样的测定（%）Tab.2 Analytical results of samples

表3 测定正确度（%）Tab.3 Accurateness of this testing method

3 氟氯硫磷赋存状态的推测

实际测定中，磷未检出，氟有极小量检出，硫与氯均可检出。说明：

（1）硫的化合物和氯化物在艾氏剂保护下，在高温下能完全迁移至艾氏剂而不逸失。硫主要来自煤炭本身、存在的形式是硫酸盐、亚硫酸盐、硫化物、有机硫。硫化合物能被完全氧化成硫酸盐，硫酸盐和氯化物均易溶解，并且经过半熔解、破碎，硫氯被表面化，完全溶出。

（2）氟化物主要以矿物形式存在，在艾氏剂保护燃烧过程中，氟逸失严重，或者在碱性介质中与钙等元素形成沉淀，仅有微量滞留在艾氏剂中为水溶出，测定中，有一极微小的峰。

（3）磷主要以磷酸盐形式存在，大量的镁钙与其形成不溶各类钙镁磷酸盐，在水的溶解作用下不溶出。

4 结语

本文将国标艾氏剂熔解试样的过程与离子色谱测定有效衔接，使前处理的溶液适合于离子色谱测定，使测试可以多批量同时进行，减轻了劳动强度。实验表明，该方法溶解氯完全，操作简便，测定结果令人满意。同时，根据离子色谱测试结果判断氟、氯、磷、硫等元素赋存状态。

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