編者按:檢驗方法是產品標準的重要組成部分。現將中科院山西煤炭化學研究所為主要起草單位完成的協會標準《腐植酸中銅、鋅、鎳、鉛、鉻、鎘、砷的測定——電感耦合等離子體原子發射光譜法(ICP法)》征求意見稿編發于后,歡迎提出寶貴意見和建議!
腐植酸中銅、鋅、鎳、鉛、鉻、鎘、砷的測定
——電感耦合等離子體原子發射光譜法(ICP法)(征求意見稿)
1 范圍
本標準規定了利用電感耦合等離子體原子發射光譜法(ICP法)測定腐植酸原料中銅、鋅、鎳、鉛、鉻、鎘、砷的試劑材料,儀器設備,試驗步驟,結果計算,方法精密度和試驗報告。
本標準適用于各類腐植酸原料,包括泥炭、褐煤、風化煤。
2 規范性引用文件
下列文件對于本標準的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,僅所注日期的版本適用于本標準。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本標準。
GB/T 212 煤的工業分析方法
MT/T 1014 煤灰中主要及微量元素的測定方法——電感耦合等離子體原子發射光譜法
GB/T 8170-2008 數值修約規則與極限數值的表示和判定
3 術語和定義
下列術語和定義適用于本標準。
3.1 腐植酸 humic acid
腐植酸是動植物殘體,主要是植物殘體,經過微生物分解和合成,以及地球物理、化學的一系列相互作用過程形成的一類富含羧基、酚羥基、甲氧基等多種活性官能團的非均-脂肪-芳香族無定形有機高分子混合物,主要成分為黑腐酸、棕腐酸和黃腐酸。從風化煤、褐煤、泥炭中活化、分離提取,也可以通過微生物發酵、化學反應或其他無害化處理等手段,從潔凈的生物質資源中轉化而來。
3.2 腐植酸原料 humic acid raw materials
指富含腐植酸的一些年輕低階煤,如泥炭、褐煤、風化煤等。
3.3 腐植酸產品 humic acid products
指由腐植酸原料與其他化學或生物制品經物理、化學、生物發酵等方法制備得到的產品。
4 方法概要
稱取一定量的分析試驗,放入馬弗爐中,以一定的速度加熱到(650±10)℃,灰化并灼燒到質量恒定,試樣灰化后,用氫氟酸-高氯酸分解,用電感藕合等離子體發射光譜法測定其中的銅、鋅、鎳、鉛、鉻、鎘、砷。
5 試劑材料
除非另有說明,本標準所用試劑均為優級純,所用水為去離子水或同等程度的蒸餾水。
5.1 氫氟酸(GB 620):質量分數為40%以上。
5.2 高氯酸(GB 623 ):質量分數為70%以上。
5.3 硝酸(GB 626):相對密度1.42。
5.4 硝酸溶液:體積比為(l+1)。
5.5 硝酸溶液:體積比為(l+19)。
5.6 銅標準溶液(1000 μg/mL)。
5.7 鋅標準溶液(1000 μg/mL)。
5.8 鎳標準溶液(1000 μg/mL)。
5.9 鉛標準溶液(1000 μg/mL)。
5.10 鉻標準溶液(1000 μg/mL)。
5.11 鎘標準溶液(1000 μg/mL)。
5.12 砷標準溶液(1000 μg/mL)。
5.13 銅、鋅、鎳、鉛、鉻、鎘混合工作標準溶液(20 μg Cu/mL、20 μg Zn/mL、20 μg Ni/mL、20 μg Pb/mL、20 μg Cr/mL和20 μg Cd/mL)。
分別吸取銅標準溶液(5.6)、鋅標準溶液(5.7)、鎳標準溶液(5.8)、鉛標準溶液(5.9)、鉻標準溶液(5.10)和鎘標準溶液(5.11)5 mL,注入到250 mL容量瓶中,用(1+19)硝酸溶液(5.5)稀釋至刻度,搖勻,轉入到塑料瓶中。
5.14 砷工作標準溶液(20 μg As/mL)。
吸取砷標準溶液(5.12)5 mL注入到250 mL容量瓶中,用(1+19)硝酸溶液(5.5)稀釋至刻度,搖勻,轉入到塑料瓶中。
6 儀器設備
6.1 馬弗爐:爐膛具有足夠的恒溫區,能保持溫度為(815±10)℃。爐后壁的上部帶有直徑為(25~30) mm的煙囪,下部離爐膛底(20~30) mm處有一個插熱電偶的小孔。爐門上有一個直徑為20 mm的通氣孔。
6.2 灰皿:瓷質,長方形,底長45 mm,底寬2 2mm,高14 mm。
圖1 灰皿(單位毫米)
6.3 干燥器:內裝變色硅膠或粒狀無水氯化鈣。
6.4 分析天平:最大稱量100 g,感量0.1 mg。
6.5 電感藕合等離子體原子發射光譜儀(ICP)。
6.6 電熱板:溫度可調。
6.7 聚四氟乙烯坩堝:容量30 mL。
6.8 耐熱瓷板或石棉板。
7 試驗步驟
7.1 待測樣品灰化
7.1.1 在預先灼燒至質量恒定的灰皿中,稱取粒度小于80目的一般分析試樣(1.0±0.1) g,稱準至0.0002 g,均勻地攤平在灰皿中,使其每平方厘米的質量不超過0.15 g。
7.1.2 將灰皿送入爐溫不超過100 ℃的馬弗爐恒溫區中,關上爐門并使爐門留有15 mm左右的縫隙。在不少于30 min的時間內將爐溫緩慢升至550 ℃,并在此溫度下保持120 min。繼續升溫到(650±10) ℃,并在此溫度下灼燒120 min。
7.1.3 從爐中取出灰皿,放在耐熱瓷板或石棉板上,在空氣中冷卻5 min左右,移入干燥器中冷卻至室溫(約20 min)后稱量。
7.1.4 進行檢查性灼燒。溫度為(650±10) ℃,每次20 min,直到連續兩次灼燒后的質量變化不超過0.0010 g為止。以最后一次灼燒后的質量為計算依據。灰分小于15.00 %時,不必進行檢查性灼燒。
7.1.5 結果計算
樣品中灰分的質量分數按(1)式計算
(1)
式中:
Ad—干基灰分,單位為百分數(%);
m1—樣品+已恒重的空坩堝的質量,單位為克(g);
m0—已恒重的空坩堝的質量,單位為克(g);
m—樣品的質量,單位為克(g);
Mad—樣品的分析基水分,單位為百分數(%)。
計算結果按GB/T 483數字修約規則,結果修約至小數點后三位。
7.2 待測樣品溶液的制備
稱取已磨細并干燥至恒重的灰化后樣品0.1000 g (稱準至0.0002 g)于聚四氟乙烯坩堝中,用少量水潤濕,加2 mL高氯酸(5.1)、10 mL氫氟酸(5.2),蓋上蓋子,置于電熱板上緩緩加熱,蒸至白煙基本冒盡,取下坩堝,稍冷,加入硝酸溶液( 5.4)10 mL、水10 mL,再置于電熱板上加熱至近沸并保持2 min,取下坩堝,用熱水將坩堝中試樣溶液轉入100 mL容量瓶中,搖勻。此溶液為原液。
7.3 樣品空白溶液的制備
每分解一批樣品應同時制備一個樣品空白溶液,樣品空白溶液的制備除不加試樣外,其余操作同7.2。
7.4 系列標準溶液的制備
7.4.1 銅、鋅、鎳、鉛、鉻、鎘系列標準溶液:取6個200 mL容量瓶,分別加入銅、鋅、鎳、鉛、鉻、鎘混合工作標準溶液(5.13)0 mL,1 mL,5 mL和10 mL,用(1+19)硝酸溶液(5.5)稀釋至刻度,搖勻。
7.4.2 砷系列標準溶液:取4個100 mL容量瓶,分別加入砷標準工作溶液(5.14)0 mL,1 mL,5 mL和10 mL,用(1+19)硝酸溶液(5.5)稀釋至刻度,搖勻。
7.5 測定
7.5.1 儀器工作條件的確定
按儀器說明書,將各元素測試條件調至最佳值。各元素波長推薦值見表1。
7.5.2 工作曲線的繪制
在7.5.1確定的儀器工作條件下,分別測定各元素系列標準溶液的強度值,以各元素的濃度值(μg/mL)為橫坐標,強度值為縱坐標,繪制工作曲線。
7.5.3 樣品側定
在7.5.1確定的儀器工作條件下,分別測定樣品空白溶液和樣品溶液的強度值。從工作曲線上查出各元素的濃度。
注:測定時,若待測元素濃度超出工作曲線范圍,則可用(l+19)硝酸溶液(5.5)進行適當的稀釋。
8 結果計算
樣品中各元素的質量分數(%)按(2)式計算:
(2)
式中:
X—元素的質量分數,單位為百分數(%);
c1—從工作曲線上查得的各元素的濃度,單位為微克每毫升(μg/mL);
c0—從工作曲線上查得的各元素的空白值,單位為微克每毫升(μg/mL);
V—上機測試溶液體積,單位為毫升(mL);
f1—稀釋倍數;
m—樣品的灰重,單位為克(g)。
計算結果按GB/T 483數字修約規則,結果修約至小數點后三位。單元素換算為氧化物的因數見附錄A。
9 方法精密度
各元素測定結果及相對標準偏差見表2。
表2 各元素測定結果及相對標準偏差(n=6)
10 試驗報告
試驗報告應包括下列信息:
(1)試樣編號;
(2)依據標準;
(3)試驗結果;
(4)與標準的偏離;
(5)試驗中觀察到的異常現象;
(6)試驗日期。
附錄A
(規范性附錄)
單元素換算為氧化物的因數見表A.1。