含煤样品中砷元素含量的测定方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及煤化工领域，具体而言，涉及一种含煤样品中砷元素含量的测定方法。
【背景技术】
[0002] 对含煤样品中砷元素的含量进行测定的方法比较多，各种方法的优缺点如下：
[0003] 1)砷钼蓝光度法是一种广为使用方法，有较高的准确度和精密度，我国国标标准 方法即采用此法。但其操作步骤较多，周期较长，所用试剂较多，每种试剂的质量以及溶液 配制的正确与否都会对测定结果产生影响。
[0004] 2)原子吸收光谱法
[0005] ①氰化物发生-原子吸收光谱法：砷化氢发生与原子吸收光谱相结合减少了基 体的干扰，实现了砷的分析与富集，灵敏度高，精密度好，选择性好、方便简单、准确度高、 单一元素分析速度快，主要缺点是对于成分比较复杂的煤样，干扰比较严重，见煤炭学报 [J]，2004,29(2):234-237。
[0006] ②石墨炉原子吸收光谱法：此法的灵敏度比火焰吸收光谱法的绝对灵敏度高3个 数量级，但此法存在严重的干扰，需要使用高温火焰，加入适当的基体改进剂，见陈世忠[2] 专著，光谱学与光谱分析[J]，2004, 24 (10) : 1267-1269。
[0007] 3)电感耦合等离子体原子发射光谱法：具有稳定性，基体效应小，检出限低，主要 缺点是背景较复杂，谱线干扰严重、对结果影响大，见刘晶[3]，郑楚光，陆晓华。分析科学学 报[J]，2004, 20 (1)，23-25 专著。
[0008] 4)电感耦合等离子体质谱法：其灵敏度高、检测限低、可测元素多、线性范围宽、 最大的缺点是价格昂贵、定期维护成本较高，且需建立一个调谐报告，难以在一般实验室推 广应用。
[0009] 煤中成分复杂，煤样消解溶液中含有硅、铝、铁和钙等常量元素及铅、钴、镍、铜等 微量元素，这些元素可能会给砷的测定带来干扰，从而使得在对含煤样品中砷元素的含量 进行测定时，测定结果的准确度和精确度均较差。
[0010] 在此基础上有必要开发出一种对含煤样品中砷元素含量测定具有较高准确度和 精确度的方法。
【发明内容】
[0011] 本发明的主要目的在于提供一种含煤样品中砷元素含量的测定方法，以解决现有 测定方法在对含煤样品中砷元素含量进行测定时，测定结果准确度和精确度较差的问题。
[0012] 为了实现上述目的，本发明一个方面提供了一种含煤样品中砷元素含量的测定方 法，该测定方法包括：S1，配制含煤样品的待测溶液，待测溶液中含砷元素；S2,采用氢化物 发生-原子荧光光谱法，对待测溶液中的砷元素进行测定，得到砷原子荧光强度的检测值； S3,将检测值与砷元素含量-荧光强度校准曲线进行比对，得到待测溶液中的砷元素含量， 进而得到含煤样品中砷元素的含量；其中，步骤S2中，氢化物-原子荧光光谱法中，原子荧 光光谱仪的工作参数为：灯电流为60~65mA，负高压为280~290V，原子化器高度为7. O~ 7. 1_，原子化器温度为200~220°C以及载气流量为800~815mL · min 1O
[0013] 进一步地，含煤样品为原煤和/或煤灰。
[0014] 进一步地，相对于含煤样品的总重量而言，含煤样品中砷元素的含量为0.2~ 600 μ g/g〇
[0015] 进一步地，步骤SI包括：S11，将王水与含煤样品混合后，置于沸水浴中保温1~ I. 3h，得到消解液；然后，向消解液中加入占含煤样品重量的9~11 %的KMnO4，得到第一待 反应体系；S12,向第一待反应体系加入占含煤样品重量的9~11 %的草酸，放置，得到第一 澄清液；S13,将第一澄清液、铁盐溶液以及硫脲-抗坏血酸溶液进行混合，得到待测溶液； 其中，第一澄清液、铁盐溶液以及硫脲-抗坏血酸溶液的体积比为0. 9~I. 1 :4~6 :4~ 6,且铁盐溶液的质量浓度为1.0 g/L，硫脲-抗坏血酸溶液是由5wt %的硫脲溶液与5wt %的 抗坏血酸溶液通过质量比1:1配置而成的混合溶液；优选地，铁盐选自氯化铁、硝酸铁和硫 酸高铁铵组成的组中的一种或多种。
[0016] 进一步地，步骤S2包括：S21，将待测溶液与占待测溶液重量的0. 6~0. 8 %的硼 氢化物进行还原反应，得到砷化氢；其中，硼氢化物选自硼氢化钠和/或硼氢化钾；S22,采 用氢化物发生-原子荧光光谱法对砷化氢中的砷元素进行测定，得到检测值。
[0017] 进一步地，含煤样品中砷元素含量的测定方法依次包括以下步骤：在25mL聚乙烯 试管中，将0.4500g含煤样品与10mL(l+l)王水混合后置于沸水浴中保持lh，冷却后，得到 消解液；然后向消解液中加入ImL 10g/L的KMnO4溶液，放置30min，得到第一待反应体系； 向第一待反应体系中加入14mL 10g/L的草酸溶液至第一待反应体系的体积为25mL，放置， 得到第一澄清液；将5. OmL第一澄清液、2. 5mL lg/L的氯化铁溶液以及2. 5mL的硫脲-抗 坏血酸溶液混合，得到待测溶液；
[0018] 将2. OmL待测溶液与20. 00mL7g/L的硼氢化钾溶液进行还原反应，得到砷化氢；采 用氢化物发生-原子荧光光谱法，对砷化氢进行测定，得到检测值；
[0019] 将检测值与砷元素含量-荧光强度校准曲线进行比对，得到待测溶液中砷元素的 含量，进而得到含煤样品中砷元素的含量；其中，绘制砷元素含量-荧光强度校准曲线的步 骤包括：分别将不同体积的砷预备溶液置于IOOmL容量瓶中，与50mL lg/L的氯化铁溶液 以及25mL硫脲-抗坏血酸溶液混合，并用水稀释至100mL，分别得到浓度为0. 00 μ g/mL、 0· 025 μ g/mL、0. 05 μ g/mL、0. 10 μ g/mL 以及 0· 15 μ g/mL 的砷标准溶液；
[0020] 将不同浓度的砷标准溶液放置30min后，采用氢化物发生-原子荧光光谱法，分别 对2. OmL不同浓度的砷元素标准液进行测定，得到不同浓度的砷元素标准液的砷原子荧光 强度，并以砷标准液中砷元素的浓度和荧光强度绘制砷元素含量-荧光强度校准曲线。
[0021] 进一步地，步骤Sl包括：sir，用坩埚称取含煤样品和第一艾氏卡试剂得到混合 物，并用第二艾氏卡试剂覆盖在混合物上；S12'，将坩埚放入马弗炉中，在2h内从室温加热 到800± 10°C，并保持2~3h，得到灼烧物；S13'，用质量分数为36. 5 %的盐酸将灼烧物消 解，放置，得到第二澄清液；S14'，将第二澄清液、铁盐溶液以及硫脲-抗坏血酸溶液混合， 得到待测溶液，其中，第二澄清液、铁盐溶液以及硫脲-抗坏血酸溶液的重量比为0. 9~ I. 1 :4~6 :4~6,且铁盐溶液的质量浓度为0. 1 %，硫脲-抗坏血酸溶液是由5wt %的硫脲 溶液与5wt %的抗坏血酸溶液通过质量比1:1配置而成的混合溶液；优选地，铁盐选自氯化 铁、硝酸铁和硫酸高铁铵组成的组中的一种或多种。
[0022] 进一步地，步骤S2包括：S21'，将待测溶液与占待测溶液重量的0. 6~0. 8 %的硼 氢化物进行还原反应，得到砷化氢，其中，硼氢化物选自硼氢化钠和/或硼氢化钾；S22'，采 用氢化物发生-原子荧光光谱法对砷化氢中的砷元素进行测定，得到检测值。
[0023] 进一步地，含煤样品中砷元素含量的测定方法依次包括以下步骤：在坩埚内称取 第一艾氏卡试剂2. 00g，并将第一艾氏卡试剂与粒度小于0. 2mm的含煤样品I. 00±0.0 OOlg 混合得到混合物；然后用LOOg第二艾氏剂覆盖在混合物上；将坩埚放入马弗炉中，在2h 内从室温加热到800± 10°C，并保持2~3h，得到灼烧物；将灼烧物转移到容量为50mL的容 器中，用质量分数为36. 5%的盐酸冲冼坩埚2~3次，并将冲洗液转移至容器中；再向容器 中加入15mL质量分数为36. 5%的盐酸，加热使灼烧物溶解后进行冷却，并向容器中加水， 使容器中液体体积为25mL，放置，得到第二澄清液；将5. OmL第二澄清、2. 5mL lg/L氯化铁 溶液与2. 5mL硫脲-抗坏血酸溶液混合，得到待测溶液；将2. OmL待测溶液与20mL7g/L的 硼氢化钾进行还原反应，得到砷化氢；采用氢化物发生-原子荧光光谱法，对砷化氢进行测 定，得到检测值；
[0024] 将检测值与砷元素含量-荧光强度校准曲线进行比对，得到待测溶液中砷元素的 含量，进而得到含煤样品中砷元素的含量；其中，绘制砷元素含量-荧光强度校准曲线的步 骤包括：
[0025] 分别将不同体积的砷预备溶液置于IOOmL容量瓶中，与50mL lg/L的氯化铁溶液 以及25mL硫脲-抗坏血酸溶液混合，并用水稀释至100mL，分别得到浓度为0. 00 μ g/mL、 0. 025 μ g/mL、0. 05 μ g/mL、0. 10 μ g/mL以及0. 15 μ g/mL的砷标准溶液；将不同浓度的砷标 准溶液放置30min后，采用氢化物发生-原子荧光光谱法，分别对2. OmL不同浓度的砷元素 标准液进行测定，得到不同浓度的砷元素标准液的砷原子荧光强度，并以砷标准液中砷元 素的浓度和荧光强度绘制砷元素含量-荧光强度校准曲线。
[0026] 应用本发明的技术方案，对荧光光谱仪的各项参数以及样品与处理过程中的试剂 的添加量进行调整，通过多种因素的协同作用大大提高了测定结果的准确度和精确度。同 时本发明提供的测试方法还具有测试速度快，空白值低，检测范围宽，检测限低等优点。
【具体实施方式】
[0027] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相 互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。
[0028] 正如【背景技术】部分所描述的，采用现有检测方法对含煤样品中砷元素含量进行测 定时，准确度和精确度较差。为了解决这一问题，本发明提供了一种含煤样品中砷元素含量 的测定方法，该方法包括：S1，配制含煤样品的待测溶液，该待测溶液中含有砷元素；S2,采 用氢化物发生-原子荧光光谱法，对待测溶液中的砷元素进行测定，得到砷原子荧光强度 的检测值；S3,将该检测值与砷元素的校准曲线进行比对，得到待测溶液中的砷元素含量， 进而得到含煤样品中砷元素的含量；其中，步骤S2中，上