專利名稱：粉狀物料中微量氯快速測定法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于微量氯測定方法，特別涉及粉狀物料中微量氯快速測定法。
工業(yè)用的原材料中多為粉狀物料。目前測定粉狀物料中微量氯離子的分析方法是，首先將粉狀試樣熔融或溶解成溶液，然后經(jīng)過一些化學(xué)處理手段制備成可測的試液，再進(jìn)行測定。這些方法共同的特點是①試樣必須被制備成液體。②操作步驟繁多。③不適用于煤粉測定。④影響分析結(jié)果準(zhǔn)確性的因素太多。常用的方法有氯離子選擇電極法和電位滴定法。前者在低含量氯離子的測定中采用格氏作圖法，手續(xù)繁瑣，而且由于國產(chǎn)的氯離子選擇電極本身因素及電極受環(huán)境溫度的影響，使得分析結(jié)果的精密度較差。后者常常需用實驗的方法找尋滴定條件；實際測定電位滴定曲線，確定終點電位，然后再進(jìn)行自動電位滴定等一系列步驟，使分析復(fù)雜化，不易掌握，而且存在諸多影響精度的因素。
本發(fā)明的目的是提供一種粉狀物料中微量氯快速測定法，克服上述的分析手續(xù)繁瑣復(fù)雜，不易掌握，諸多影響精度的因素使分析結(jié)果的精密度較差缺點和不足。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種粉狀物料中微量氯快速測定法，其特征在于將一定量的粉狀物料在800-1300℃某一固定溫度值加熱，并在此溫度下，使物料中的Cl與濕化后的載氣(O2)作用，形成HCl氣體，HCl氣體經(jīng)過去濕后，由冷載氣(O2)攜帶，經(jīng)過冷卻水管降溫，再進(jìn)入電解池，電解池中有的30ml的電解液，并予先電解出一定量的Ag+，HCl氣體在電解池中與電解液中予先電解得到的Ag+形成難溶的AgCl沉淀；電解液中Ag+減少，原有的電位平衡被打破，引起電位變化，其變化量由檢測電極對[Hg/Hg2SO4/Ag]檢測出來，檢測出的電信號由庫侖積分儀接收，并通過工作電極對[Pt/Ag]自動跟蹤電解，使電解液中Ag+濃度恢復(fù)到起始工作零點；根據(jù)能斯特定律E=E2-E1=E20-E1+RTnFln[Ag+]]]>E1參比電極電位[Hg/Hg2SO4]，常數(shù)
E2Ag電極電位E20Ag電極的標(biāo)準(zhǔn)電位R氣體常數(shù)T溫度n反應(yīng)中轉(zhuǎn)換的電子數(shù)[Ag+]Ag+濃度從以上可計算出使Ag濃度恢復(fù)到起始值所消耗的電量，即補(bǔ)償檢測電極對[Hg/Hg+SO，Ag]電位變化ΔE所需的電量，而這一電量的消耗是Ag+與Cl-進(jìn)行定量的沉淀反應(yīng)造成的，由此測出物料中Cl的含量。
粉狀物料在瓷舟中，置于電阻爐中的石英管中加熱。
進(jìn)入電解池應(yīng)為冷載氣(O2)攜帶，并經(jīng)過冷卻水管降溫，控制電解池中的電解液溫度恒溫。
電解液中電解質(zhì)成分有高氯酸鉀、硝酸鉀、醋酸。
在電解過程中，為防止陽極析出的Ag+，被陰極吸附(即為鍍銀)現(xiàn)象發(fā)生，保證電解效率為100％，將鉑電極置于一套管中，套管頂端裝有羧酸離子交換膜。
HCl氣體經(jīng)過濃硫酸干燥去濕。
本發(fā)明的特點是①試樣在原有的粉體狀態(tài)下測試，保證試樣無損失，無污染。②操作簡單，快速，只需將稱取試樣后的瓷舟推入爐膛，經(jīng)5分鐘就可得到分析結(jié)果。③尤其適用于煤粉中氯離子分析。目前國內(nèi)采用的國標(biāo)(GB3558-83)方法測煤中氯離子(Cl)，其操作繁瑣，要經(jīng)過煤粉與吸收劑的混拌、灼燒、洗滌、沉淀、滴定等步驟，測得一個結(jié)果需用一天半的時間。由于操作步驟之多，帶來許多問題，如試樣灼燒不完全，洗滌中的損失，滴定終點的判斷等，這些都影響了精密度，返工現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生。本法大大減少了操作步驟，排除了人為因素的影響。④有較好的精確度。見(表一)圖1是粉狀物料中微量氯快速測定法的裝置示意2是粉狀物料中微量氯快速測定法中特制電極示意圖1、耐高溫膠帽2、石英加熱管3、電阻爐4、瓷舟5、冷卻管6、電解池7、特制庫侖積分儀8、特制電極9、參比電極(硫酸亞汞)10、銀電極11、磁力攪拌器12、硫酸干燥瓶13、氧氣瓶(氣源)14、氧氣濕化器15、砂濾嘴16、濕化合載氣17、冷載氣18、導(dǎo)線19、聚四氟乙烯電極桿20、聚四氟乙烯導(dǎo)線套21、鉑金電極片22、聚四氟乙烯電極套23、耐酸堿硅膠墊圈24、羧酸離子交換膜下面結(jié)合


實施例一、本法的分析原理本法的主要分析原理是依據(jù)庫侖分析法。庫侖分析法是以電解分析為基礎(chǔ)的一種電化學(xué)分析法。這種方法是通過測量被分析物質(zhì)定量地進(jìn)行某一電極反應(yīng)時所消耗的電量，再根據(jù)法拉第電解定律計算被測物質(zhì)的量。G=Q•MF•n]]>式中G轉(zhuǎn)換物質(zhì)量Q在轉(zhuǎn)換反應(yīng)中所測的電量M轉(zhuǎn)換物質(zhì)的原子量或分子量F法拉第常數(shù)n轉(zhuǎn)換反應(yīng)中轉(zhuǎn)換特的價態(tài)變化數(shù)(即轉(zhuǎn)移電子數(shù))上式表明通過測量進(jìn)行電極反應(yīng)所需的電量(庫侖數(shù))即可求得在電極上起反應(yīng)的物質(zhì)的量，這就是庫侖分析的基本原理。
二、分析步驟與工作原理(見圖1)本法主要包括兩個步驟1、物料中Cl在潮濕的O2載氣作用下，經(jīng)熱解轉(zhuǎn)化成HCl氣體逸出。
2、將HCl氣體轉(zhuǎn)入反應(yīng)介質(zhì)中，由檢測單元完成測定。
具體操作如下1)在30ml的電解液中，予先電解出一定量的Ag，調(diào)整工作電壓至100mv以下某一固定值為工作零點。
2)稱取10-100mg(細(xì)度在80μ以下)的粉狀物料于瓷舟(4)中，置于電阻爐(3)中的石英加熱管(2)中，塞緊膠帽(1)電阻爐溫度控制在800-1300℃某一固定值，在此溫度下，物料中Cl在濕化后的O2(載氣)(16)作用下，形成HCl氣體逸出，經(jīng)(12)去濕后，由(17)冷載氣和(5)冷卻水管降溫，進(jìn)入電解池(6)中，此時，Cl-與電解池中予電解得到的Ag+形成難溶的AgCl沉淀。
因此，電解液中Ag+減少，原有的電位平衡被打破，引起電位變化，其變化量由檢測電極對[Hg/Hg2SO4/Ag](9)，(10)檢測出來，檢測出的電信號由特制庫侖積分儀(7)接收，并通過工作電極對[Pt/Ag](8)(10)自動跟蹤電解，使電解液中Ag+濃度恢復(fù)到起始工作零點。根據(jù)能斯特定律E=E2-E1=E20-E1+RTnFln[Ag+]]]>E1參比電極電位[Hg/HgSO]，常數(shù)E2Ag電極電位E20Ag電極的標(biāo)準(zhǔn)電位R氣體常數(shù)T溫度n反應(yīng)中轉(zhuǎn)換的電子數(shù)[Ag+]Ag+濃度從上式可計算出使Ag濃度恢復(fù)到起始值所消耗的電量，即補(bǔ)償檢測電極對[Hg/Hg2SO4，Ag]電位變化ΔE所需的電量，而這一電量的消耗是Ag+與Cl-進(jìn)行定量的沉淀反應(yīng)造成的，由此測出物料中Cl-的含量。
三、特制電極為防止在電解過程中，陽極析出的Ag+被陰極吸附(即為鍍銀)現(xiàn)象發(fā)生，保證電解效率為100％，將鉑電極置于一套管中，套管頂端裝有自制羧酸離子交換膜。結(jié)構(gòu)見(圖2)實驗結(jié)果表一樣品名稱 測定平均值 標(biāo)推值 標(biāo)準(zhǔn)偏差(n＝10) 或推薦值石灰石(標(biāo)樣) 0.035 0.035 0.002水泥生料 0.002 0.002 0.0008硫鐵礦 0.011 0.010 0.0008砂巖 0.007 0.006 0.001粘土 0.056 0.053 0.001水泥生料(標(biāo)樣) 0.028 0.028 0.002煤粉(外檢樣) 0.022 0.023 0.002煤粉 0.009 0.011 0.00權(quán)利要求
1.一種粉狀物料中微量氯快速測定法，其特征在于將一定量的粉狀物料在800-1300℃某一固定溫度值加熱，并此溫度下，使物料中的Cl與濕化后的載氣(O2)作用，形成HCl氣體，HCl氣體經(jīng)過去濕后，由冷載氣(O2)攜帶，經(jīng)過冷卻水管降溫，再進(jìn)入電解池，電解池中有30ml的電解液，并予先電解出一定量的Ag+，HCl氣體在電解池中與電解液中予先電解得到的Ag形成難溶的AgCl沉淀；電解液中Ag+減少，原有的電位平衡被打破，引起電位變化，其變化量由檢測電極對[Hg/Hg2SO4/Ag]檢測出來，檢測出的電信號由庫侖積分儀接收，并通過工作電極對[Pt/Ag]自動跟蹤電解，使電解液中Ag濃度恢復(fù)到起始工作零點；根據(jù)能斯特定律E=E2-E1=E20-E1+RTnFln[Ag+]]]>E1參比電極電位[Hg/Hg2SO4]，常數(shù)E2Ag電極電位E20Ag電極的標(biāo)準(zhǔn)電位R氣體常數(shù)T溫度n反應(yīng)中轉(zhuǎn)換的電子數(shù)[Ag+]Ag+濃度從上式可計算出使Ag+度恢復(fù)到起始值所消耗的電量，即補(bǔ)償檢測電極對[Hg/Hg2SO4，Ag]電位變化ΔE所需的電量，而這一電量的消耗是Ag與Cl進(jìn)行定量的沉淀反應(yīng)造成的，由此測出物料中Cl的含量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉狀物料中微量氯快速測定法，其特征在于粉狀物料在瓷舟中，置于電阻爐中的石英管中加熱。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的粉狀物料中微量氯快速測定法，其特征在于在電解過程中，為防止陽極析出的Ag+，被陰極吸附(即為鍍銀)現(xiàn)象發(fā)生，保證電解效率為100％，將鉑電極置于一套管中，套管頂端裝有羧酸離子交換膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的粉狀物料中微量氯快速測定法，其特征在于載氣需經(jīng)濕化處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的粉狀物料中微量氯快速測定法，其特征在于HCl氣體經(jīng)過濃硫酸干燥去濕。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的粉狀物料中微量氯快速測定法，其特征在于進(jìn)入電解池應(yīng)為冷載氣(O2)攜帶，并經(jīng)過冷卻水管降溫，控制電解池中的電解液溫度恒溫。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的粉狀物料中微量氯快速測定法，其特征在于電解液中電解質(zhì)成分有高氯酸鉀、硝酸鉀、醋酸。
全文摘要
一種粉狀物料中微量氯快速測定法,將粉狀物料高溫加熱,使物料中的Cl
文檔編號G01N27/27GK1176384SQ97116349
公開日1998年3月18日 申請日期1997年8月18日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月18日
發(fā)明者陳進(jìn), 沈邦文, 徐培濤 申請人:國家建筑材料工業(yè)局天津水泥工業(yè)設(shè)計研究院