1 范围
本标准规定了利用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP法)测定腐植酸原料中铜、锌、镍、铅、铬、镉、砷的试剂材料,仪器设备,试验步骤,结果计算,方法精密度和试验报告。
本标准适用于各类腐植酸原料,包括泥炭、褐煤、风化煤。
2 规范性引用文件
下列文件对于本标准的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本标准。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本标准。
GB/T 212 煤的工业分析方法
MT/T 1014 煤灰中主要及微量元素的测定方法——电感耦合等离子体原子发射光谱法
GB/T 8170-2008 数值修约规则与极限数值的表示和判定
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。
3.1 腐植酸 humic acid
腐植酸是动植物残体,主要是植物残体,经过微生物分解和合成,以及地球物理、化学的一系列相互作用过程形成的一类富含羧基、酚羟基、甲氧基等多种活性官能团的非均-脂肪-芳香族无定形有机高分子混合物,主要成分为黑腐酸、棕腐酸和黄腐酸。从风化煤、褐煤、泥炭中活化、分离提取,也可以通过微生物发酵、化学反应或其他无害化处理等手段,从洁净的生物质资源中转化而来。
3.2 腐植酸原料 humic acid raw materials
指富含腐植酸的一些年轻低阶煤,如泥炭、褐煤、风化煤等。
3.3 腐植酸产品 humic acid products
指由腐植酸原料与其他化学或生物制品经物理、化学、生物发酵等方法制备得到的产品。
4 方法概要
称取一定量的分析试验,放入马弗炉中,以一定的速度加热到(650±10)℃,灰化并灼烧到质量恒定,试样灰化后,用氢氟酸-高氯酸分解,用电感藕合等离子体发射光谱法测定其中的铜、锌、镍、铅、铬、镉、砷。
5 试剂材料
除非另有说明,本标准所用试剂均为优级纯,所用水为去离子水或同等程度的蒸馏水。
5.1 氢氟酸(GB 620):质量分数为40%以上。
5.2 高氯酸(GB 623 ):质量分数为70%以上。
5.3 硝酸(GB 626):相对密度1.42。
5.4 硝酸溶液:体积比为(l+1)。
5.5 硝酸溶液:体积比为(l+19)。
5.6 铜标准溶液(1000 μg/mL)。
5.7 锌标准溶液(1000 μg/mL)。
5.8 镍标准溶液(1000 μg/mL)。
5.9 铅标准溶液(1000 μg/mL)。
5.10 铬标准溶液(1000 μg/mL)。
5.11 镉标准溶液(1000 μg/mL)。
5.12 砷标准溶液(1000 μg/mL)。
5.13 铜、锌、镍、铅、铬、镉混合工作标准溶液(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)。
分别吸取铜标准溶液(5.6)、锌标准溶液(5.7)、镍标准溶液(5.8)、铅标准溶液(5.9)、铬标准溶液(5.10)和镉标准溶液(5.11)5 mL,注入到250 mL容量瓶中,用(1+19)硝酸溶液(5.5)稀释至刻度,摇匀,转入到塑料瓶中。
5.14 砷工作标准溶液(20 μg As/mL)
吸取砷标准溶液(5.12)5 mL注入到250 mL容量瓶中,用(1+19)硝酸溶液(5.5)稀释至刻度,摇匀,转入到塑料瓶中。
6 仪器设备
6.1 马弗炉:炉膛具有足够的恒温区,能保持温度为(815±10)℃。炉后壁的上部带有直径为(25~30) mm的烟囱,下部离炉膛底(20~30) mm处有一个插热电偶的小孔。炉门上有一个直径为20 mm的通气孔。
6.2 灰皿:瓷质,长方形,底长45 mm,底宽2 2mm,高14 mm。
图1 灰皿(单位毫米)
6.3 干燥器:内装变色硅胶或粒状无水氯化钙。
6.4 分析天平:最大称量100 g,感量0.1 mg。
6.5 电感藕合等离子体原子发射光谱仪(ICP)。
6.6 电热板:温度可调。
6.7 聚四氟乙烯坩埚:容量30 mL。
6.8 耐热瓷板或石棉板。
7 试验步骤
7.1 待测样品灰化
7.1.1 在预先灼烧至质量恒定的灰皿中,称取粒度小于80目的一般分析试样(1.0±0.1) g,称准至0.0002 g,均匀地摊平在灰皿中,使其每平方厘米的质量不超过0.15 g。
7.1.2 将灰皿送入炉温不超过100 ℃的马弗炉恒温区中,关上炉门并使炉门留有15 mm左右的缝隙。在不少于30 min的时间内将炉温缓慢升至550 ℃,并在此温度下保持120 min。继续升温到(650±10) ℃,并在此温度下灼烧120 min。
7.1.3 从炉中取出灰皿,放在耐热瓷板或石棉板上,在空气中冷却5 min左右,移入干燥器中冷却至室温(约20 min)后称量。
7.1.4 进行检查性灼烧。温度为(650±10) ℃,每次20 min,直到连续两次灼烧后的质量变化不超过0.0010 g为止。以最后一次灼烧后的质量为计算依据。灰分小于15.00 %时,不必进行检查性灼烧。
7.1.5 结果计算
样品中灰分的质量分数按(1)式计算
式中:
计算结果按GB/T 483数字修约规则,结果修约至小数点后三位。
7.2 待测样品溶液的制备
称取已磨细并干燥至恒重的灰化后样品0.1000 g (称准至0.0002 g)于聚四氟乙烯坩埚中,用少量水润湿,加2 mL高氯酸(5.1)、10 mL氢氟酸(5.2),盖上盖子,置于电热板上缓缓加热,蒸至白烟基本冒尽,取下坩埚,稍冷,加入硝酸溶液( 5.4)10 mL、水10 mL,再置于电热板上加热至近沸并保持2 min,取下坩埚,用热水将坩埚中试样溶液转入100 mL容量瓶中,摇匀。此溶液为原液。
7.3 样品空白溶液的制备
每分解一批样品应同时制备一个样品空白溶液,样品空白溶液的制备除不加试样外,其余操作同7.2。
7.4 系列标准溶液的制备
7.4.1 铜、锌、镍、铅、铬、镉系列标准溶液:取6个200 mL容量瓶,分别加入铜、锌、镍、铅、铬、镉混合工作标准溶液(5.13)0 mL,1 mL,5 mL和10 mL,用(1+19)硝酸溶液(5.5)稀释至刻度,摇匀。
7.4.2 砷系列标准溶液:取4个100 mL容量瓶,分别加入砷标准工作溶液(5.14)0 mL,1 mL,5 mL和10 mL,用(1+19)硝酸溶液(5.5)稀释至刻度,摇匀。
7.5 测定
7.5.1 仪器工作条件的确定
按仪器说明书,将各元素测试条件调至最佳值。各元素波长推荐值见表1。
表1 各元素波长推荐值
在7.5.1确定的仪器工作条件下,分别测定各元素系列标准溶液的强度值,以各元素的浓度值(μg/mL)为横坐标,强度值为纵坐标,绘制工作曲线。7.5.2 工作曲线的绘制
7.5.3 样品侧定
在7.5.1确定的仪器工作条件下,分别测定样品空白溶液和样品溶液的强度值。从工作曲线上查出各元素的浓度。
注:测定时,若待测元素浓度超出工作曲线范围,则可用(l+19)硝酸溶液(5.5)进行适当的稀释。
8 结果计算
样品中各元素的质量分数(%)按(2)式计算:
式中:
X—元素的质量分数,单位为百分数(%);
c1—从工作曲线上查得的各元素的浓度,单位为微克每毫升(μg/mL);
c0—从工作曲线上查得的各元素的空白值,单位为微克每毫升(μg/mL);
V—上机测试溶液体积,单位为毫升(mL);
f1—稀释倍数;
m—样品的灰重,单位为克(g)。
计算结果按GB/T 483数字修约规则,结果修约至小数点后三位。单元素换算为氧化物的因数见附录A。
9 方法精密度
各元素测定结果及相对标准偏差见表2。
表2 各元素测定结果及相对标准偏差(n=6)
试验报告应包括下列信息:10 试验报告
(1)试样编号;
(2)依据标准;
(3)试验结果;
(4)与标准的偏离;
(5)试验中观察到的异常现象;
(6)试验日期。
附录A
(规范性附录)
单元素换算为氧化物的因数见表A.1。
表A.1 单元素换算为氧化物的因数