RU2611382C1 - Method for determining impurities in stone and brown coal and peat - Google Patents
Method for determining impurities in stone and brown coal and peat Download PDFInfo
- Publication number
- RU2611382C1 RU2611382C1 RU2015156772A RU2015156772A RU2611382C1 RU 2611382 C1 RU2611382 C1 RU 2611382C1 RU 2015156772 A RU2015156772 A RU 2015156772A RU 2015156772 A RU2015156772 A RU 2015156772A RU 2611382 C1 RU2611382 C1 RU 2611382C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mixture
- sample
- ratio
- acids
- solution
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 239000012535 impurity Substances 0.000 title claims abstract description 31
- 239000003077 lignite Substances 0.000 title claims description 5
- 239000003415 peat Substances 0.000 title claims description 5
- 239000004575 stone Substances 0.000 title description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 40
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 20
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N perchloric acid Chemical compound OCl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical class O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 claims abstract description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 7
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 22
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 9
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims description 7
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 2
- 238000000790 scattering method Methods 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 description 15
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 10
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 10
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 10
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 10
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 8
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 8
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 8
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 8
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 7
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 7
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 7
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 7
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 7
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 6
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 6
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 6
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 description 6
- SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N scandium atom Chemical compound [Sc] SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 6
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 6
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 6
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 6
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 6
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 5
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 4
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000005115 demineralization Methods 0.000 description 2
- 230000002328 demineralizing effect Effects 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 2
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 2
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 238000004380 ashing Methods 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000002734 clay mineral Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011037 discontinuous sequential dilution Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 229910021397 glassy carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000011785 micronutrient Substances 0.000 description 1
- 235000013369 micronutrients Nutrition 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 150000004763 sulfides Chemical class 0.000 description 1
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 1
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2303/00—Specific treatment goals
Landscapes
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам определения примесей в каменном и буром угле и торфе.The invention relates to analytical chemistry, and in particular to methods for determining impurities in coal and brown coal and peat.
Известен способ атомно-абсорбционного определения примесей железа, калия, кальция, магния и натрия в топливе твердом минеральном, основанный на экстрагировании определяемых элементов раствором хлороводородной кислоты при нагревании и атомно-абсорбционном анализе полученного экстракта [ГОСТ Р 32983-2014 (ИСО 1952:2008) Топливо твердое минеральное. Определение металлов, экстрагируемых разбавленной соляной кислотой]. Недостатком метода является неполное извлечение примесных элементов из анализируемой пробы, а также невозможность определения ряда примесей, в частности алюминия, бария, ванадия, иттрия, лантана, марганца, меди, скандия, стронция, титана, фосфора, хрома и циркония.A known method of atomic absorption determination of impurities of iron, potassium, calcium, magnesium and sodium in solid mineral fuels, based on the extraction of the determined elements with a solution of hydrochloric acid by heating and atomic absorption analysis of the obtained extract [GOST R 32983-2014 (ISO 1952: 2008) Solid mineral fuel. Determination of metals extracted with dilute hydrochloric acid]. The disadvantage of this method is the incomplete extraction of impurity elements from the analyzed sample, as well as the impossibility of determining a number of impurities, in particular aluminum, barium, vanadium, yttrium, lanthanum, manganese, copper, scandium, strontium, titanium, phosphorus, chromium and zirconium.
Известен способ определения минеральных компонентов твердого топлива, основанный на последовательной деминерализации угольных фракций реактивами, растворяющими определенную группу минеральных веществ, и химическом анализе получаемых продуктов. Метод включает обработку анализируемой пробы 10%-ным раствором хлорида натрия при температуре кипения в течение 1 часа, фильтрацию содержимого и определение в фильтрате кальция и магния; обработку остаточного угля концентрированной хлороводородной кислотой, фильтрацию содержимого и определение в фильтрате кальция, магния, железа и алюминия; озоление остаточного угля и химический анализ золы на содержание кальция, магния, железа и алюминия [Менковский М.А. О значении и определении фазового состава минеральных компонентов твердых горючих ископаемых // Химия твердого топлива. - 1973. - №1. - С. 14-17] - прототип. Однако при реализации этого способа не достигается одновременное извлечение алюминия, железа, кальция и магния из анализируемой пробы и данный способ не распространяется на такие элементы, как барий, ванадий, иттрий, калий, лантан, марганец, медь, натрий, скандий, стронций, титан, фосфор, хром и цирконий. Кроме того, способ является трудоемким и длительным, так как состоит из многократной обработки твердого топлива различными реактивами, химического анализа нескольких фильтратов и сложного химического анализа золы, включающего ее сплавление с плавнями при высоких температурах или растворение в смеси кислот и анализ полученного раствора примесей различными методами.A known method for determining the mineral components of solid fuels, based on the sequential demineralization of coal fractions with reagents that dissolve a certain group of mineral substances, and chemical analysis of the resulting products. The method includes processing the analyzed sample with a 10% solution of sodium chloride at boiling point for 1 hour, filtering the contents and determining calcium and magnesium in the filtrate; processing residual coal with concentrated hydrochloric acid, filtering the contents and determining calcium, magnesium, iron and aluminum in the filtrate; residual coal ashing and chemical analysis of ash on the content of calcium, magnesium, iron and aluminum [Menkovsky MA On the value and determination of the phase composition of the mineral components of solid fossil fuels // Chemistry of solid fuels. - 1973. - No. 1. - S. 14-17] - prototype. However, the implementation of this method does not achieve the simultaneous extraction of aluminum, iron, calcium and magnesium from the analyzed sample and this method does not apply to elements such as barium, vanadium, yttrium, potassium, lanthanum, manganese, copper, sodium, scandium, strontium, titanium , phosphorus, chromium and zirconium. In addition, the method is time-consuming and time-consuming, since it consists of multiple processing of solid fuel with various reagents, chemical analysis of several filtrates and complex chemical analysis of ash, including its alloying with smooths at high temperatures or dissolving in a mixture of acids and analyzing the resulting solution of impurities by various methods .
Техническим результатом изобретения является одновременное извлечение алюминия, железа, кальция и магния из анализируемой пробы в один раствор, расширение круга извлекаемых примесей, включая барий, ванадий, иттрий, калий, лантан, марганец, медь, натрий, скандий, стронций, титан, фосфор, хром, цирконий, и одновременное определение всех элементов в растворе примесей атомно-эмиссионным методом с индуктивно-связанной плазмой.The technical result of the invention is the simultaneous extraction of aluminum, iron, calcium and magnesium from the analyzed sample in one solution, expanding the range of recoverable impurities, including barium, vanadium, yttrium, potassium, lanthanum, manganese, copper, sodium, scandium, strontium, titanium, phosphorus, chromium, zirconium, and the simultaneous determination of all elements in a solution of impurities by the atomic emission method with inductively coupled plasma.
Это достигается тем, что анализируемую навеску твердого топлива (каменного или бурого угля или торфа) обрабатывают смесью минеральных кислот при нагревании, отделяют основу, получают водный раствор примесей и определяют примеси атомно-эмиссионным методом с индуктивно-связанной плазмой. Согласно изобретению обработку пробы проводят смесью концентрированных хлороводородной и азотной кислот (3:1) при соотношении навески пробы к смеси кислот 1:(100-120) при нагревании в течение 1-1,5 часа; затем содержимое сосуда охлаждают и обрабатывают смесью концентрированных хлорной и фтороводородной кислот (3:5) при соотношении исходной навески пробы к смеси кислот 1:(110-130) и нагревании до появления паров хлорной кислоты; далее охлаждают и обрабатывают азотной кислотой, разбавленной деионизированной водой 1:1, при соотношении исходной навески пробы к кислоте 1:(100-120), в результате чего получают смесь, содержащую раствор примесных элементов и нерастворимую основу анализируемой пробы; полученную смесь разбавляют деионизированной водой до соотношения исходной навески пробы к воде 1:(800-1000); раствор примесей отделяют фильтрованием от нерастворимой основы и определяют в нем содержание примесных элементов атомно-эмиссионным методом с индуктивно-связанной плазмой.This is achieved by the fact that the analyzed sample of solid fuel (coal or brown coal or peat) is treated with a mixture of mineral acids when heated, the base is separated, an aqueous solution of impurities is obtained and the impurities are determined by atomic emission method with inductively coupled plasma. According to the invention, the processing of the sample is carried out with a mixture of concentrated hydrochloric and nitric acids (3: 1) with a ratio of a portion of the sample to a mixture of acids 1: (100-120) when heated for 1-1.5 hours; then the contents of the vessel are cooled and treated with a mixture of concentrated perchloric and hydrofluoric acids (3: 5) with a ratio of the initial sample to acid mixture of 1: (110-130) and heating until perchloric acid vapor appears; then it is cooled and treated with nitric acid diluted with deionized water 1: 1, with an initial sample to acid ratio of 1: (100-120), as a result of which a mixture containing a solution of impurity elements and an insoluble base of the analyzed sample is obtained; the resulting mixture is diluted with deionized water to the ratio of the initial sample to water 1: (800-1000); the impurity solution is separated by filtration from the insoluble base and the content of impurity elements in it is determined by the inductively coupled plasma atomic emission method.
Сущность способа заключается в следующем. При обработке пробы твердого топлива смесью концентрированных хлороводородной и азотной кислот при нагревании происходит разрушение компонентов, входящих в состав органических соединений топлива, а именно гуматов натрия, калия, кальция, магния, железа и ряда микроэлементов - бария, ванадия, иттрия, лантана, марганца, меди, скандия, стронция, титана, фосфора, хрома и циркония, а также оксидов, гидроксидов и карбонатов этих элементов. При последующей обработке пробы смесью концентрированных хлорной и фтороводородной кислот происходит разрушение внешних минеральных соединений, представленных кварцем, сульфидами, глинистыми минералами и другими гидратированными силикатами, содержащими такие макрокомпоненты, как алюминий, железо, кальций и магний. При нагревании содержимого сосуда до паров хлорной кислоты отгоняется избыток фтороводородной кислоты и образуется влажный осадок фторидов и перхлоратов определяемых элементов. При последующей обработке полученной смеси азотной кислотой происходит растворение фторидов и перхлоратов и в раствор переходит 95-100% макро- и микрокомпонентов. Разбавление смеси деионизированной водой уменьшает вязкость раствора и позволяет отделить его от нерастворимой основы фильтрованием для последующего определения в нем примесных элементов атомно-эмиссионным методом с индуктивно-связанной плазмой.The essence of the method is as follows. When a solid fuel sample is processed with a mixture of concentrated hydrochloric and nitric acids, when heated, the components of organic fuel compounds are destroyed, namely humates of sodium, potassium, calcium, magnesium, iron and a number of trace elements - barium, vanadium, yttrium, lanthanum, manganese, copper, scandium, strontium, titanium, phosphorus, chromium and zirconium, as well as oxides, hydroxides and carbonates of these elements. During subsequent processing of the sample with a mixture of concentrated perchloric and hydrofluoric acids, the destruction of external mineral compounds represented by quartz, sulfides, clay minerals, and other hydrated silicates containing macrocomponents such as aluminum, iron, calcium, and magnesium. When the contents of the vessel are heated to perchloric acid vapor, an excess of hydrofluoric acid is distilled off and a wet precipitate of fluorides and perchlorates of the elements being determined is formed. In the subsequent processing of the resulting mixture with nitric acid, fluorides and perchlorates dissolve and 95-100% of the macro and micro components go into the solution. Dilution of the mixture with deionized water reduces the viscosity of the solution and allows you to separate it from the insoluble base by filtration for the subsequent determination of impurity elements in it by the atomic emission method with inductively coupled plasma.
Соблюдение указанных режимов обработки пробы, концентраций используемых реагентов и соотношений твердой и жидкой фаз позволяет достигнуть наилучших результатов. Например, при обработке твердого топлива смесью концентрированных хлороводородной и азотной кислот при соотношении навески пробы к смеси кислот 1:(99 и менее) не достигается полное извлечение определяемых компонентов из их гуматов, оксидов, гидроксидов и карбонатов в раствор. При соотношении пробы к смеси кислот 1:(121 и более) наблюдается перерасход кислот, что приводит к повышению значения поправки контрольного опыта и, следовательно, к ухудшению метрологических характеристик способа.Compliance with the indicated modes of sample processing, the concentrations of the reagents used and the ratios of solid and liquid phases allows you to achieve the best results. For example, when treating solid fuel with a mixture of concentrated hydrochloric and nitric acids with a sample to acid mixture ratio of 1: (99 or less), complete extraction of the determined components from their humates, oxides, hydroxides, and carbonates is not achieved. When the ratio of the sample to the mixture of acids 1: (121 or more), an excess of acids is observed, which leads to an increase in the correction value of the control experiment and, therefore, to a deterioration in the metrological characteristics of the method.
При обработке смесью концентрированных хлорной и фтороводородной кислот при соотношении исходной навески пробы к смеси кислот 1:(109 и менее) не достигается полное разрушение внешних минеральных соединений. А при соотношении пробы к смеси кислот 1:(131 и более) также наблюдается перерасход кислот, приводящий к повышению значения поправки контрольного опыта и к ухудшению метрологических характеристик способа.When a mixture of concentrated perchloric and hydrofluoric acids is treated with a ratio of the initial sample to acid mixture of 1: (109 or less), complete destruction of external mineral compounds is not achieved. And when the ratio of the sample to the mixture of acids is 1: (131 or more), an acid overrun is also observed, leading to an increase in the correction value of the control experiment and to a deterioration in the metrological characteristics of the method.
При обработке смеси, содержащей влажные соли фторидов и перхлоратов определяемых элементов, разбавленной азотной кислотой при соотношении исходной навески пробы к кислоте 1:(99 и менее), ухудшаются условия растворения фторидов и перхлоратов, а при соотношении исходной навески пробы к кислоте 1:(121 и более) увеличивается кислотность раствора примесей, что нежелательно при последующем проведении атомно-эмиссионного анализа.When processing a mixture containing wet salts of fluorides and perchlorates of the determined elements diluted with nitric acid at a ratio of the initial sample to acid 1: (99 or less), the dissolution conditions of fluorides and perchlorates are worsened, and at a ratio of the initial sample to acid 1: (121 and more) the acidity of the solution of impurities increases, which is undesirable in the subsequent atomic emission analysis.
При разбавлении полученной смеси до соотношения исходной навески пробы к воде 1:(799 и менее) усложняется процесс отделения раствора определяемых элементов от нерастворимой основы твердого топлива фильтрованием, а разбавление смеси до соотношения 1:(1001 и более) делает невозможным определение низких содержаний микрокомпонентов и, следовательно, ухудшает метрологические характеристики способа.When the mixture is diluted to a ratio of the initial sample to water ratio of 1: (799 or less), the process of separating the solution of the elements to be determined from the insoluble solid fuel base is complicated by filtration, and dilution of the mixture to a ratio of 1: (1001 or more) makes it impossible to determine low contents of microcomponents , therefore, affects the metrological characteristics of the method.
Из вышеуказанного следует, что несоблюдение заявленных параметров снижает технический результат заявленного изобретения.From the above it follows that failure to comply with the claimed parameters reduces the technical result of the claimed invention.
ПримерExample
Навеску анализируемой пробы (каменного, бурого угля, торфа) массой 0,1 г помещают в тигель из стеклоуглерода, приливают 10 см3 смеси концентрированных хлороводородной и азотной кислот (3:1) (соотношение 1:120) и нагревают на плитке в течение 1-1,5 часа, поддерживая слабое кипение. Содержимое тигля охлаждают, приливают к нему смесь кислот, содержащую 3 см3 концентрированной хлорной кислоты и 5 см3 концентрированной фтороводородной кислоты (соотношение 1:130), нагревают на плитке до появления тяжелых паров хлорной кислоты, снова охлаждают и приливают 10 см3 азотной кислоты, разбавленной деионизированной водой 1:1 (соотношение 1:120). Далее переносят содержимое тигля в полипропиленовую колбу вместимостью 100 см3, доводят его объем до метки деионизированной водой (соотношение 1:1000), тщательно перемешивают и фильтруют через бумажный фильтр «белая лента», собирая фильтрат в сухую полипропиленовую колбу. В полученном фильтрате определяют содержание примесных элементов атомно-эмиссионным методом с индуктивно-связанной плазмой. В качестве градуировочных используют растворы, содержащие сумму определяемых элементов, приготовленные последовательным разбавлением стандартных образцов состава растворов (ГСО).A sample of the analyzed sample (stone, brown coal, peat) weighing 0.1 g is placed in a crucible made of glassy carbon, 10 cm 3 of a mixture of concentrated hydrochloric and nitric acids (3: 1) (ratio 1: 120) are poured and heated on a tile for 1 -1.5 hours, maintaining a slight boil. The contents of the crucible are cooled, an acid mixture containing 3 cm 3 of concentrated perchloric acid and 5 cm 3 of concentrated hydrofluoric acid (ratio 1: 130) is poured onto it, heated on a tile until heavy perchloric acid vapors appear, cooled again and 10 cm 3 of nitric acid are added diluted with deionized water 1: 1 (ratio 1: 120). Next, transfer the contents of the crucible to a 100 cm 3 polypropylene flask, bring its volume to the mark with deionized water (1: 1000 ratio), mix thoroughly and filter through a white ribbon filter, collecting the filtrate in a dry polypropylene flask. In the obtained filtrate, the content of impurity elements is determined by the inductively coupled plasma atomic emission method. As calibration use solutions containing the sum of the determined elements prepared by sequential dilution of standard samples of the composition of solutions (GSO).
Эффективность способа оценивали по степени извлечения примесей из твердого топлива в анализируемый раствор. Содержание примесных элементов в растворе определяли на спектрометре iCAP 6300 фирмы "Thermo Electron Corporaition" (США). Правильность полученных результатов контролировали методами варьирования навесок и добавок.The effectiveness of the method was evaluated by the degree of extraction of impurities from solid fuel in the analyzed solution. The content of impurity elements in the solution was determined on an iCAP 6300 spectrometer (Thermo Electron Corporaition (USA)). The correctness of the results obtained was controlled by methods of varying weights and additives.
Опыты показали, что способ позволяет количественно (на 95-100%) переводить макро- и микроэлементы из твердого топлива в раствор и полностью отделять раствор определяемых примесей от нерастворимой основы твердого топлива, что позволяет проводить атомно-эмиссионный анализ полученного концентрата без помех со стороны основного компонента твердого топлива.The experiments showed that the method allows to quantitatively (95-100%) convert macro- and micronutrients from solid fuel into a solution and completely separate the solution of the determined impurities from the insoluble solid fuel base, which allows atomic emission analysis of the obtained concentrate without interference from the main component of solid fuel.
Таким образом, при реализации предлагаемого способа достигается количественное извлечение алюминия, бария, ванадия, железа, иттрия, калия, кальция, лантана, магния, марганца, меди, натрия, скандия, стронция, титана, фосфора, хрома и циркония из твердого топлива, что обеспечивает существенное расширение круга определяемых элементов по сравнению с известным способом. Кроме того, метод последовательной деминерализации угольных фракций различными реактивами не позволяет одновременно сконцентрировать примесные элементы в одном растворе и, как следствие, является очень трудоемким и длительным. Заявленный способ позволяет одновременно извлекать алюминий, барий, ванадий, железо, иттрий, калий, кальций, лантан, магний, марганец, медь, натрий, скандий, стронций, титан, фосфор, хром, цирконий из анализируемой пробы в один раствор и проводить одновременное определение всех элементов в концентрате примесей атомно-эмиссионным методом с индуктивно-связанной плазмой, так как в этих условиях достигается полное отделение основного компонента твердого топлива.Thus, when implementing the proposed method, quantitative extraction of aluminum, barium, vanadium, iron, yttrium, potassium, calcium, lanthanum, magnesium, manganese, copper, sodium, scandium, strontium, titanium, phosphorus, chromium and zirconium from solid fuel is achieved, which provides a significant expansion of the circle of defined elements in comparison with the known method. In addition, the method of sequential demineralization of coal fractions with various reagents does not allow simultaneous concentration of impurity elements in one solution and, as a result, is very laborious and time consuming. The claimed method allows you to simultaneously extract aluminum, barium, vanadium, iron, yttrium, potassium, calcium, lanthanum, magnesium, manganese, copper, sodium, scandium, strontium, titanium, phosphorus, chromium, zirconium from the analyzed sample in one solution and carry out simultaneous determination of all elements in an impurity concentrate by atomic emission method with inductively coupled plasma, since under these conditions complete separation of the main component of solid fuel is achieved.
Результатом применения предлагаемого способа является повышение комплексного селективного извлечения попутных компонентов различных видов твердого топлива в товарные продукты, снижение в 5-8 раз потерь черных и цветных металлов (ванадия, железа, марганца, меди, хрома и др.) с отходами сжигания твердого топлива за счет предварительного определения их точного содержания и возможность контроля за содержанием экотоксикантов (фосфора, хрома и др.), что особенно актуально из-за ужесточения требований при осуществлении транснациональных перевозок.The result of the application of the proposed method is to increase the integrated selective extraction of associated components of various types of solid fuels into commercial products, a 5-8-fold reduction in losses of ferrous and non-ferrous metals (vanadium, iron, manganese, copper, chromium, etc.) with solid fuel combustion wastes due to preliminary determination of their exact content and the ability to control the content of ecotoxicants (phosphorus, chromium, etc.), which is especially important because of the tightening of requirements for transnational ozok.
В таблице приведены результаты осуществления способа при различных значениях заявленных параметров.The table shows the results of the method for various values of the declared parameters.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015156772A RU2611382C1 (en) | 2015-12-29 | 2015-12-29 | Method for determining impurities in stone and brown coal and peat |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015156772A RU2611382C1 (en) | 2015-12-29 | 2015-12-29 | Method for determining impurities in stone and brown coal and peat |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2611382C1 true RU2611382C1 (en) | 2017-02-21 |
Family
ID=58458949
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015156772A RU2611382C1 (en) | 2015-12-29 | 2015-12-29 | Method for determining impurities in stone and brown coal and peat |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2611382C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112113953A (en) * | 2020-08-18 | 2020-12-22 | 多氟多新能源科技有限公司 | Quantitative detection method for element content in carbon composite lithium iron phosphate |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2123025C1 (en) * | 1993-06-21 | 1998-12-10 | Торф Истэблишмент | Equipment for extraction of peat |
-
2015
- 2015-12-29 RU RU2015156772A patent/RU2611382C1/en active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2123025C1 (en) * | 1993-06-21 | 1998-12-10 | Торф Истэблишмент | Equipment for extraction of peat |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| ГОСТ 3 2 9 8 3 -; 2014 (ISO 1952:2008), ТОПЛИВО ТВЕРДОЕ МИНЕРАЛЬНОЕ, Определение металлов, экстрагируемых разбавленной соляной кислотой, М., Стандартинформ, 2015, найдено 25.10.2016 в Интернете на сайте http://files.stroyinf.ru/Data2/1/4293764/4293764460.pdf. ГОСТ 5396-77, ТОРФ, МЕТОДЫ ОТБОРА ПРОБ, 01.01.1979, найдено 25.10.2016 в Интернете [on-line] на сайте http://gost-snip.su/document/torf_metodi_otbora_prob. АРБУЗОВ С.И. и др., Cреднее содержание некоторых элементов)примесей в торфах юго)восточной части западно)сибирской плиты, Известия Томского политехнического университета, 2009, 315, 1, стр. 44-48, найдено 25.10.2016 в Интернете [on-line] на сайте http://yandex.ru/clck/jsredir?from=yandex.ru%3Bsearch%2F%3Bweb%3B%3B&text=&etext=1220.IYiWNJj_lGBFsgROEqlY5MVMni1KLoa =ru&cts=1477394499296;. МЕЖИБОР А. М., Экогеохимия элементов-примесей в верховых торфах томской области, авто к. г.-м.н., Томск, 2009, найдено 25.10.2016 в Интернете [on-line] на сайте http://www.lib.tpu.ru/fulltext/a/2 * |
| ГОСТ 3 2 9 8 3 -; 2014 (ISO 1952:2008), ТОПЛИВО ТВЕРДОЕ МИНЕРАЛЬНОЕ, Определение металлов, экстрагируемых разбавленной соляной кислотой, М., Стандартинформ, 2015, найдено 25.10.2016 в Интернете на сайте http://files.stroyinf.ru/Data2/1/4293764/4293764460.pdf. ГОСТ 5396-77, ТОРФ, МЕТОДЫ ОТБОРА ПРОБ, 01.01.1979, найдено 25.10.2016 в Интернете [on-line] на сайте http://gost-snip.su/document/torf_metodi_otbora_prob. АРБУЗОВ С.И. и др., Cреднее содержание некоторых элементов)примесей в торфах юго)восточной части западно)сибирской плиты, Известия Томского политехнического университета, 2009, 315, 1, стр. 44-48, найдено 25.10.2016 в Интернете [on-line] на сайте http://yandex.ru/clck/jsredir?from=yandex.ru%3Bsearch%2F%3Bweb%3B%3B&text=&etext=1220.IYiWNJj_lGBFsgROEqlY5MVMni1KLoa =ru&cts=1477394499296;. МЕЖИБОР А. М., Экогеохимия элементов-примесей в верховых торфах томской области, автореферат к. г.-м.н., Томск, 2009, найдено 25.10.2016 в Интернете [on-line] на сайте http://www.lib.tpu.ru/fullt * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112113953A (en) * | 2020-08-18 | 2020-12-22 | 多氟多新能源科技有限公司 | Quantitative detection method for element content in carbon composite lithium iron phosphate |
| CN112113953B (en) * | 2020-08-18 | 2024-04-26 | 多氟多新能源科技有限公司 | Quantitative detection method for element content in carbon composite lithium iron phosphate |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Gasser et al. | Process for lanthanides-Y leaching from phosphogypsum fertilizers using weak acids | |
| Watts et al. | Quantitative arsenic speciation in two species of earthworms from a former mine site | |
| Sakamoto et al. | Differential determination of organic mercury, mercury (II) oxide and mercury (II) sulfide in sediments by cold vapor atomic absorption spectrometry | |
| Panhwar et al. | Choline chloride–oxalic acid as a deep eutectic solvent–based innovative digestion method for the determination of selenium and arsenic in fish samples | |
| Khaironie et al. | Solvent extraction of light rare earth ions using D2EHPA from nitric acid and sulphuric acid solutions | |
| Rastegarifard et al. | A deep eutectic solvent-based extraction method for fast determination of Hg in marine fish samples by cold vapor atomic absorption spectrometry | |
| Gómez-Ariza et al. | Selective extraction of iron oxide associated arsenic species from sediments for speciation with coupled HPLC-HG-AAS | |
| Agrawal et al. | Liquid–liquid extraction of sulphuric acid from zinc bleed stream | |
| RU2611382C1 (en) | Method for determining impurities in stone and brown coal and peat | |
| Dadfarnia et al. | Dispersive liquid-liquid microextraction-solidified floating organic drop combined with spectrophotometry for the speciation and determination of ultratrace amounts of selenium | |
| Sushkova et al. | Elaboration and approbation of methods for benzo [a] pyrene extraction from soils for monitoring of the ecological state in technogenic landscapes | |
| Orabi et al. | Simultaneous separation of rare earths and valuable actinoid element from wet process phosphoric acid using N-propylpropan-1-amine extractant | |
| CN114894945B (en) | Cu-Fe-Zn-Cd one-column separation method applied to mass spectrum isotope analysis | |
| Park et al. | Determination of cadmium in sediment reference materials by isotope dilution inductively coupled plasma mass spectrometry with correction of tin isobaric interference using mass bias equations | |
| Zhang et al. | Extraction of nitric and phosphoric acids with tributyl phosphate | |
| JP3755039B2 (en) | Method for measuring trace elements in a sample, method for suppressing coprecipitation of trace elements and fluoride | |
| Cheremisina et al. | Thermodynamic investigation into extraction of cerium (III) by tributyl phosphate from phosphoric acid solutions | |
| Li et al. | Ultrasound-assisted cloud point extraction coupled with flame atomic absorption spectrometry for the determination of lead and cadmium in water samples | |
| Durani et al. | Solid phase separation and ICP-OES/ICP-MS determination of rare earth impurities in nuclear grade uranium oxide | |
| RU2623036C1 (en) | Method of determining impurities in stone and brown coal and peat | |
| Hongchun et al. | Micro-column separation/preconcentration combined with fluorinating electrothermal vaporization-inductively coupled plasma-atomic emission spectrometry for determination of ultratrace rare earth elements | |
| Villar et al. | Operational speciation of thallium in environmental solid samples by electrothermal atomic absorption spectrometry according to the BCR sequential extraction scheme | |
| Sahu et al. | Liquid–liquid extraction of Ce (III) from acidic nitrate medium using Cyanex 923 in kerosene | |
| Tasić et al. | Investigation of different extraction procedures for the determination of major and trace elements in coal by ICP-AES and ion chromatography | |
| Diaz‐Barrientos et al. | Comparison of two methods of sample preparation for determination by atomic absorption spectro‐photometry of heavy metals in soils and sediments |