1前言
飛灰由燃料(主要是煤)燃燒過程中排出的微小灰粒,其粒徑一般在1~100μm之間,屬于危險廢物,又稱粉煤灰或煙灰。據(jù)我國用煤情況,燃用1t煤約產(chǎn)生250~300kg粉煤灰。大量粉煤灰如不加控制或處理,會造成大氣污染,進入水體會淤塞河道,其中某些化學(xué)物質(zhì)對生物和人體造成危害。為了檢測飛灰中的重金屬元素,采用微波消解的方法對其進行前處理,本方法消解迅速,酸用量少,酸霧污染小,有利于AAS、ICP等對痕量重金屬元素的準(zhǔn)確快速測定。
2儀器與試劑
2.1 儀器
新儀 TANK Plus微波消解儀,TK-20趕酸器,分析天平(十萬分之一)等

2.2 試劑
硝酸(68%)、鹽酸(37%)、氟硼酸(40%)
3實驗方法
3.1實驗條件探究
硝酸是重金屬消解最常用的酸,也是很多消解實驗的基礎(chǔ)酸。硝酸具有很強的酸性和氧化性,且絕大多數(shù)硝酸鹽易溶于水,為后續(xù)測試帶來方便。
3.2消解溫度
硝酸消解樣品常用溫度為180℃,這個溫度下硝酸具有極強的氧化性,可以消解大多數(shù)樣品。但消解時發(fā)現(xiàn)180℃消解效果不好,消解溫度在210℃左右最佳。
3.3酸體系探究
3.3.1逆王水體系
取樣品0.1g,加入6mL硝酸和2mL鹽酸,靜置10min左右,組裝消解罐,按照以下參數(shù)進行消解:
表1
階段 | 溫度/℃ | 壓力/MPa | 升溫時間/min | 保溫時間/min |
1 | 150 | 2 | 8 | 2 |
2 | 180 | 2.5 | 3 | 2 |
3 | 210 | 3 | 5 | 20 |
消解完成,待冷卻至室溫后,取出消解罐,存在白色沉淀。
3.3.2逆王水+氫氟酸
取樣品0.1g,加入6mL硝酸、2mL鹽酸和2mL氫氟酸,靜置10min左右,組裝消解罐,按照表1的參數(shù)進行消解實驗,結(jié)果仍然存在白色沉淀。
3.3.3逆王水+氟硼酸
取樣品0.1g,加入6mL硝酸、2mL鹽酸和2mL氟硼酸,靜置10min左右,組裝消解罐,按照表1的參數(shù)進行消解實驗,可消解完全。
4結(jié)論
飛灰樣品中存在硅元素,需要添加含氟的酸進行消解,同時樣品中還含有鈣、鎂等元素加入氫氟酸后會產(chǎn)生氟化鈣沉淀。故推薦使用逆王水+氟硼酸的體系對樣品進行消解,最高溫度210℃。
注意事項
1)隨著罐數(shù)的增加,升溫時間可以適當(dāng)?shù)难娱L,使之能夠在預(yù)設(shè)的時間內(nèi)達到目標(biāo)溫度,若升溫緩慢或者遲遲無法達到預(yù)設(shè)溫度,則檢查主控罐是否存在漏氣。
2)每次運行結(jié)束,罐體溫度降至60℃以下,同時觀察壓力數(shù)值為零時,轉(zhuǎn)移到通風(fēng)櫥,冷卻到室溫才能打開消解罐。
3)樣品消解后需進行趕酸處理,防止氫氟酸或氟硼酸對玻璃器皿的腐蝕。