（V1-V2)/V1，其中，VI为进入雾化装置的试液的体积，V2为 废液体积，单位mL，平行测试3次，取平均值。
[0019] 本发明的铅锌矿粉末悬浮液直接进样原子化的设计原理:为了使粉末样品直接进 入原子光谱仪器进行测定，以减少样品前处理的酸碱试剂。将经处理后的超细样品粉末分 散在加有表面活性剂的水溶液中，形成悬浮液，利用气压喷雾装置将悬浮液吸喷入原子化 系统，再利用ICP中高频等离子体高温原子化系统原子化进行光谱测定。在水溶液中利用表 面活性剂的亲水和疏水基团与样品粉末作用，使样品粉末分散在水溶液中形成悬浮液，同 时表面活性剂的加入会影响到溶液的表面张力以及喷雾时的雾化效率，因而需要对不同浓 度的表面活性剂和形成的悬浮液以及雾化效率进行考察和优化选择。依据安全、高效、经济 的原则，经过对多种表面活性剂制备的悬浮液的沉降和稳定性试验后，选择聚氧化乙烯、聚 丙稀酸钠、六偏磷酸钠、朽 1檬酸三钠为分散剂，进一步做表面张力和雾化效率的探讨。
[0020] 2、不同表面活性剂对雾化效率影响的条件试验 2.1表面活性剂不同浓度对水溶液表面张力的影响 为了考察固体粉末悬浮液和水溶液中加入表面活性剂，对溶液表面张力的影响，测试 了不同表面活性剂浓度在26°C(室温)时水溶液的表面张力，结果如图1所示，从表面张力曲 线的变化趋势的拐点处，可得该条件下表面活性剂临界胶束浓度(CMC)的测得值CMC，列于 表1。
[0021 ]表1表面活性剂的临界胶束浓度CMC
从图1中可以得出，加入少量表面活性剂即可降低水的表面张力，达到拐点后继续增加 表面活性剂，表面张力反而增加或趋于不变走平，六偏磷酸钠以及柠檬酸三钠水溶液在浓 度为0.0-2.0 g/L之间时，表面张力随浓度增加而减小，浓度继续增加，表面张力不再有明 显变化趋于平稳。聚氧化乙烯与聚丙烯酸钠水溶液在浓度分别为0.0-1.5 g/L、0.0-4.0 g/ L之间时，其表面张力随浓度的增加而明显减小，然后表面张力随着浓度的增加不再减小反 而有所增大。
[0022] 2.2表面活性剂不同浓度对水溶液雾化效率的影响 为了考察水溶液的表面张力对其雾化效率的影响，测试了不同表面活性剂浓度在26°C 时的水溶液的雾化效率，结果如图2所示。
[0023] 从图2中可以得到:随着表面活性剂浓度的增大，六偏磷酸钠和柠檬酸三钠水溶液 的雾化效率略有增大;聚氧化乙烯的浓度在〇.0-1.5 g/L之间时，雾化效率随浓度的增大而 增大，当浓度大于2.5 g/L后，雾化效率随浓度的增大而有所减小。对于聚丙烯酸钠水溶液 的雾化效率，在浓度为〇. 0-5.0 g/L之间时，随浓度的增大而增大，在浓度为5.0 g/L时相对 有最大的雾化效率达20.5%，浓度再增大雾化效率略微下降。一般在表面活性剂的CMC处附 近，试液的雾化效率趋于最大。雾化效率的增大，是由于表面活性剂的加入，溶液表面张力 下降，使气溶胶微粒平均直径减小，雾化量增加，提高了雾化效率。表面活性剂的质量浓度 超过一定范围后，其雾化效率随着质量浓度的增大反而开始减小，认为是由于分散剂粘度 的增加而导致的。因而在CMC浓度以下有利用雾化效率的提高。
[0024] 应用实施例： 分别取广东凡口的铅锌矿和云南兰坪的铅锌矿作为样品粉末，按实施例的方法测试其 雾化效率，其结果分别如图3、图4所示所示， 结合图2、图3、图4可以看出，悬浮液的雾化效率随表面活性剂浓度的变化趋势与纯表 面活性剂水溶液大致相同，但是悬浮液的雾化效率变化趋势波动相对较大，并且在相同表 面活性剂的浓度下，悬浮液的雾化效率略小于表面活性剂水溶液的雾化效率，认为是由于 体系中加入矿物粉体后，使得试液稳定性降低，微粒表面吸附表面活性剂分子以及水分子， 降低了表面活性剂的有效浓度，同时微粒在重力作用下有沉降的趋势，导致雾化效率降低。 同样的质量浓度下，以聚丙烯酸钠或聚氧化乙烯为分散剂的悬浮液的雾化效率明显大于以 六偏磷酸钠或柠檬酸三钠为分散剂的悬浮液的雾化效率。当表面活性剂的质量浓度小于 2.0 g/L时，以聚丙烯酸钠或聚氧化乙烯为分散剂的悬浮液的雾化效率相差不大，但是表面 活性剂的浓度继续增大，以聚氧化乙烯为分散剂的悬浮液的雾化效率明显大于以聚丙烯酸 钠为分散剂的悬浮液的雾化效率。由此，对于铅锌矿而言，采用聚氧化乙烯或聚丙烯酸钠作 为分散剂可以得到较好的雾化效率；当采用较高浓度配制悬浮液时，聚丙烯酸钠比聚氧化 乙烯有更高的雾化效率。
【主权项】
1. 表面活性剂在提高铅锌矿粉末悬浮液雾化效率上的应用。2. 根据权利要求1所述的表面活性剂在提高铅锌矿粉末悬浮液雾化效率上的应用，其 特征在于应用方法为： 1) 分散液配制：用超纯水将表面活性剂配制质量浓度0.5-10.0 g/L的水溶液，备用； 2) 悬浮液制备:将铅锌矿粉末加入容量瓶中，用步骤1)得到的分散液进行定容，然后超 声8-15 min，以匀浆机混匀得到测试液； 3) 雾化效率测试:将步骤2)得到的测试液在火焰原子吸收分光光度计上进行雾化效率 的测试，用压缩空气喷雾装置将该测试液喷入雾化室，同时用以水作为液封的量筒收集雾 化室中排出的废液，计算雾化效率为（VPV2) ，其中，ViS进入雾化装置的测试液的体 积，^为量筒收集的废液体积，平行测试3次，取平均值。3. 根据权利要求1或2所述的表面活性剂在提高铅锌矿粉末悬浮液雾化效率上的应用， 其特征在于所述表面活性剂为聚丙烯酸钠、聚氧化乙烯、六偏磷酸钠或柠檬酸三钠中的任 意一种。4. 根据权利要求1或2所述的表面活性剂在提高铅锌矿粉末悬浮液雾化效率上的应用， 其特征在于铅锌矿粉末的当量粒径小于5μηι。5. 根据权利要求2所述的表面活性剂在提高铅锌矿粉末悬浮液雾化效率上的应用，其 特征在于测试液中铅锌矿粉末与表面活性剂的质量比为1:0.05-10。6. 根据权利要求3所述的表面活性剂在提高铅锌矿粉末悬浮液雾化效率上的应用，其 特征在于聚丙烯酸钠、六偏磷酸钠或柠檬酸三钠作为分散液，其浓度为l-l〇g/L ;聚氧化乙 烯作为分散液，其浓度为〇. 5-4g/L。7. 根据权利要求3所述的表面活性剂在提高铅锌矿粉末悬浮液雾化效率上的应用，其 特征在于所述表面活性剂为聚丙烯酸钠或聚氧化乙烯。8. 根据权利要求3所述的表面活性剂在提高铅锌矿粉末悬浮液雾化效率上的应用，其 特征在于聚丙烯酸钠分散液浓度为4-6g/L。9. 根据权利要求3所述的表面活性剂在提高铅锌矿粉末悬浮液雾化效率上的应用，其 特征在于聚氧化乙烯分散液浓度为1.5-2.5g/L。
【专利摘要】本发明涉及表面活性剂在提高铅锌矿粉末悬浮液雾化效率上的应用其及应用方法，它通过将超细铅锌矿粉样品粉末分散在加有表面活性剂的水溶液中，在水溶液中利用表面活性剂的亲水和疏水基团与样品粉末作用，形成悬浮液，利用气压喷雾装置将悬浮液吸喷入原子化系统，再利用ICP中高频等离子体高温原子化系统原子化进行光谱测定，能使粉末样品直接进入原子光谱仪器进行测定，减少了样品前处理的强酸强碱试剂，本发明通过表面活性剂的加入，使溶液表面张力下降，使气溶胶微粒平均直径减小，雾化量增加，从而达到提高雾化效率的目的，根据多次试验，本发明限定了聚丙烯酸钠分散液浓度为4-6g/L，聚氧化乙烯分散液浓度为1.5-2.5g/L，对其雾化效率具有最大的提高量。
【IPC分类】G01N21/71
【公开号】CN105510304
【申请号】CN201510859088
【发明人】刘文涵, 滕渊洁, 何昌璟
【申请人】浙江工业大学
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年11月30日