CN104076056A - 一种喷煤添加剂中氧化铈含量的测定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种喷煤添加剂中氧化铈含量的测定方法，包括如下步骤：(1)喷煤添加剂样品通过高温灼烧；(2)采用高炉炉渣标样和基准氧化铈混合制成能够覆盖喷煤添加剂中的氧化铈含量范围的校准样品；(3)将合成校准样品制成校准样片；(4)校准样片建立角度、分光晶体、准直器或PHD范围基础分析条件；(5)对校准样片进行测量，建立校准曲线并对曲线进行修正；(6)制备待测样片；(7)分析待测样片。本发明在提高分析速度和分析结果的准确性的同时，消除了制样过程中还原性物质对铂金合金坩埚的损害，通过加入混合炉渣标样作为基体，降低了基体效应的影响，能够更好地为生产服务。
Description
技术领域
本发明涉及一种喷煤添加剂中氧化铈含量的测定方法。
背景技术
高炉喷煤技术是高炉炼铁中的一项重要技术，是从高炉风口向炉内直接喷吹煤粉以替代焦炭起提供热量和还原剂的作用，能够达到降低焦比，降低生铁成本的目的。为了改善煤粉的燃烧性能，在喷煤过程中需要添加一定量的添加剂，以有效降低煤粉的着火点，提高燃烧速度和燃烧效率。添加剂中一般含有碱金属、碱土、稀土元素的盐或氧化物。稀土氧化物中的氧化铈具有显著的催化作用，可抑制煤中烃类的脱氢缩合反映，促进脱碳反应，改善燃烧，在煤粉中添加少量的氧化铈即可提高13％--16％的燃烧率。
因此，添加剂中氧化铈的含量多少对添加剂的质量及喷煤工艺质量具有很大影响，必须对喷煤添加剂中的氧化铈含量进行准确分析测定。目前分析喷煤添加剂中的氧化铈的含量没有标准分析方法，氧化铈含量常用硫酸亚铁铵容量法进行测定，即用过硫酸铵、高氯酸、铋酸钠等氧化剂将低价态的铈氧化成高价态，然后用适当浓度的硫酸亚铁铵标准溶液进行滴定。但此种方法分析过程繁琐，费时，不适用于快速分析。而稀土矿石成分分析多采用电感偶和等离子体发射光谱法分析，氧化铈作为杂质元素其含量较低，而喷煤添加剂中的氧化铈含量一般在8％左右，且无合适的国家标准物质进行验证(国家稀土矿石标准物质中氧化铈含量一般在0.1％以下)，给分析工作带来了很大困难。
由于存在以上问题，至今没有合适的分析喷煤添加剂中氧化铈含量的分析方法，准确测定喷煤添加剂中的氧化铈含量，无论对提高分析检测技术，还是提高产品质量，增加经济效益都有非常重要的意义。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种喷煤添加剂中氧化铈含量的测定方法，该方法在提高分析速度和分析结果的准确性的同时，消除了制样过程中还原性物质对铂金合金坩埚的损害，通过加入混合炉渣标样作为基体，降低了基体效应的影响，建立了一种生产过程中实用的喷煤添加剂中氧化铈含量的X射线荧光光谱分析方法，能够更好地为生产服务。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：
一种喷煤添加剂中氧化铈含量的测定方法，其特征在于，包括如下步骤；
(1)喷煤添加剂样品通过高温灼烧；
(2)采用高炉炉渣标样和基准氧化铈混合制成校准样品，使混合成的校准样品的氧化铈含量范围能够覆盖喷煤添加剂中的氧化铈含量；
(3)采用熔融法将上述合成校准样品制成若干个可供X射线荧光光谱仪分析的校准样片；
(4)用X射线荧光光谱仪对熔制好的校准样片中氧化铈含量适中的样片进行扫描，确立分析角度、分光晶体、准直器或PHD范围等基础分析条件；
(5)对各个校准样片按照基础分析条件用X射线荧光光谱仪分别进行测量，建立校准曲线，并对曲线进行修正；
(6)采用熔融法将待测样品制成可供X射线荧光光谱仪分析的待测样片；
(7)分析待测样片：用X荧光光谱仪对待测样片进行X荧光光谱分析，计算机及其测量软件根据前述步骤(5)中修正的校准曲线自动计算出各元素含量并储存在计算机中，利用与X射线荧光光谱仪配套的输出设备将测得的各元素含量打印或显示在显示屏上。
所述校准样片或待测样片的制作方法包括如下步骤：
(1)称取一定质量的熔剂、氧化剂和样品置于铂金坩埚中，搅拌使之混合均匀；
(2)加入脱模剂溶液，将铂金坩埚置于自动熔融机上，升温至1000～1150℃高温熔融15～20分钟，使熔融物充分混匀；
(3)将熔融物倒入模具中，冷却成型；
(4)将制得的校准样片或待测样片置于干燥器中，冷却至室温待测。
所述标准样片的制作方法在其步骤(1)之前将炉渣标准物质在105℃下烘干2小时在干燥器中冷却后备用；将基准氧化铈在850℃下灼烧30分钟在干燥器中冷却后备用。
所述步骤(1)中喷煤添加剂样品需要经过700～800℃灼烧2小时。
本发明具有的优点和积极效果是：本发明充分考虑了在熔样制样过程中还原性元素对铂合金坩埚的损害，样品采用低温灼烧预氧化(700-800℃)的办法，减小了制备样品过程中碳等还原性元素对铂金合金坩埚的损害；通过仪器中的IQ半定量分析软件，首先确定灼烧后的喷煤添加剂样品的主要基体组分，在配置校准样品方面，将不含有氧化铈的炉渣标样与基准氧化铈进行混合，合成了能够覆盖喷煤添加剂中氧化铈含量的校准样品系列，用于建立X荧光光谱校准曲线，进一步提高了分析速度和准确性，使得该方法具备更强的工业实用性分析速度更快，精确度高，满足生产过程对样品分析快速、准确的要求。
附图说明
图1是CeO2标准曲线图。
其中Y轴代表Ce的X荧光强度(kcps)，X轴代表CeO2重量百分比含量。
具体实施方式:
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
一种喷煤添加剂中氧化铈含量的测定方法，包括包括如下步骤；
(1)喷煤添加剂样品通过高温灼烧，需要经过700～800℃灼烧2小时，以消除样品中的游离碳等还原性物质对铂金坩埚的腐蚀；
(2)采用如表1和表2所示的比例的高炉炉渣标样和基准氧化铈混合制成校准样品，使混合成的校准样品的氧化铈含量范围能够覆盖喷煤添加剂中的氧化铈含量；
制备混合标准样品(标样)成分如下：
表1配制校准样品系列选用的有证标准物质
| 序号 | 标样种类 | 国家编号 |
| 1 | 高炉渣 | YSBC13836-96 |
| 2 | 电炉渣 | GSBH42013-94 |
| 3 | 精炼渣 | GBW(E)010213 |
| 4 | 基准氧化铈 | 天津市津科精细化工研究所 |
11个合成校准样品的配制及氧化铈含量标准值，(每个标准样品材料的重量均为5g)
表2校准样品配制过程
合成校准样品中氧化铈含量范围与样品预估组分含量范围比较见表3：
表3校准样品含量范围与待测样品含量范围的比较
这一组校准样品中氧化铈含量范围覆盖了生产使用过程中使用的喷煤添加剂氧化铈含量范围。通过加入不同种类的炉渣标准样品补充基体，克服了标准样品与待测样品基体不一致所造成的分析偏差。
(3)采用熔融法将上述合成校准样品制成若干个可供X射线荧光光谱仪分析的校准样片，其步骤为：炉渣标准物质需要在105℃下烘干2小时干燥器中冷却后备用；基准氧化铈在850℃下灼烧30分钟，干燥器中冷却后备用；然后称取7.5000g(精确到±0.0002g)四硼酸锂(X荧光专用试剂)、1.0000g(精确到±0.00012g)硝酸锂(分析纯)和0.5000g(精确到±0.0001g)混合后的校准标准样品于铂金坩埚中，搅拌使样品、溶剂、氧化剂混合均匀，滴加6滴饱和溴化锂(分析纯)溶液(脱模剂)，将铂金坩埚置于自动熔融机上，启动摇动装置，然后升温至1100℃熔融18分钟(先预熔3分钟、后摇动熔融15分钟)，使熔融物混匀，用铂钳夹起红热的坩埚迅速倾入加热好的模具中，自然冷却成型。将制好的校准样片，置于干燥器中待测。
(4)用X射线荧光光谱仪对熔制好的样片中的一个或几个分别进行扫描，建立角度、分光晶体、准直器或PHD范围基础分析条件；用X射线荧光光谱仪对熔制好的一个或几个样片进行扫描，建立基础分析条件，包括角度、分光晶体、准直器、PHD范围等，本实例采用的测量条件为：
表4X射线荧光光谱仪分析喷煤添加剂中氧化铈的基础测量条件
(5)对各个校准样片按照以上测量基础分析条件对所有制备好的11个校准样片中氧化铈含量和用X射线荧光光谱仪分别进行测量出的荧光强度，建立校准曲线(参见图1)，并对曲线进行修正；
(6)采用熔融法将待测样品制成可供X射线荧光光谱仪分析的待测样片：称取1.0g左右样品于700～800℃进行灼烧，以消除还原性物质对铂金坩埚的损害，并记录灼烧减量。称取7.5000g(精确到±0.0002g)四硼酸锂(X荧光专用试剂)1.0000g(精确到±0.00012g)硝酸锂(分析纯)和0.5000g(精确到±0.0001g)灼烧后的样品于铂金坩埚中，搅拌使之混合均匀，滴加6滴饱和溴化锂(分析纯)溶液，将铂金坩埚置于自动熔融机上，升温至1150℃熔融15～20分钟(先预熔2～5分钟、后摇动熔融13～15分钟)，使熔融物混匀，用铂钳夹起红热的坩埚迅速倾入加热好的模具中，自然冷却成型。将制好的校准样片，置于干燥器中待测。
7)分析待测样片：打开X荧光光谱仪分析程序，输入样品号、样品质量、熔剂质量等信息；把制备好的检测样片放入X荧光光谱仪中，按照前述实验确定的分析条件测定待测样品试验样片中各元素的荧光强度，计算机软件根据前述工作曲线自动计算出待测样品中各成分含量，利用与X射线荧光光谱仪配套的输出设备将测得的各元素含量打印或显示在显示屏上。计算出的结果见表5：
表5三个喷煤添加剂样品的X荧光强度与分析结果
与ICP(标准加入法)的分析结果比较，本方法的测定值与ICP方法的测定值吻合性良好。被测样品两种方法对比分析结果见表6：
表6本法与ICP方法准确度结果比较
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员应当理解，依然可以对发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术。
Claims (4)
1.一种喷煤添加剂中氧化铈含量的测定方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)喷煤添加剂样品通过高温灼烧；
(2)采用高炉炉渣标样和基准氧化铈混合制成校准样品，使混合成的校准样品的氧化铈含量范围能够覆盖喷煤添加剂中的氧化铈含量；
(3)采用熔融法将上述合成校准样品制成若干个可供X射线荧光光谱仪分析的校准样片；
(4)用X射线荧光光谱仪对熔制好的样片中氧化铈含量适中的样片进行扫描，确立分析角度、分光晶体、准直器或PHD范围等基础分析条件；
(5)对各个校准样片按照基础分析条件用X射线荧光光谱仪分别进行测量，建立校准曲线，并对曲线进行修正；
(6)采用熔融法将待测样品制成可供X射线荧光光谱仪分析的待测样片；
(7)分析待测样片：用X荧光光谱仪对待测样片进行X荧光光谱分析，计算机及其测量软件根据前述步骤(5)中修正的校准曲线自动计算出各元素含量并储存在计算机中，利用与X射线荧光光谱仪配套的输出设备将测得的各元素含量打印或显示在显示屏上。
2.根据权利要求1所述的一种喷煤添加剂中氧化铈含量的测定方法，其特征在于，所述校准样片或待测样片的制作方法包括如下步骤：
(1)称取一定质量的熔剂、氧化剂和样品置于铂金坩埚中，搅拌使之混合均匀；
(2)加入脱模剂溶液，将铂金坩埚置于自动熔融机上，升温至1000～1150℃高温熔融15～20分钟，使熔融物充分混匀；
(3)将熔融物倒入模具中，冷却成型；
(4)将制得的校准样片或待测样片置于干燥器中，冷却至室温待测。
3.根据权利要求2所述的一种喷煤添加剂中氧化铈含量的测定方法，其特征在于，所述标准样片的制作方法在步骤(1)之前将炉渣标准物质在105℃下烘干2小时在干燥器中冷却后备用；将基准氧化铈在850℃下灼烧30分钟在干燥器中冷却后备用。
4.根据权利要求1所述的一种喷煤添加剂中氧化铈含量的测定方法，其特征在于，所述步骤(1)中喷煤添加剂样品需要经过700～800℃灼烧2小时。
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