一种脱硫石膏中硫酸钙和亚硫酸钙的icp分析法
【技术领域】
[0001] 本发明属于分析化学领域，特别涉及制盐盐泥用作脱硫石膏时，石膏中硫酸钙和 亚硫酸钙的ICP分析法。
【背景技术】
[0002] 近年来，国家对于环境的重视度也在不断的提高，雾霾现象的频繁出现使得群众 和政府更加关注如何有效的防治大气污染。而燃煤则是造成大气污染的重要原因之一，利 用盐厂固废物一一盐泥除去燃煤过程中产生的S02，将盐泥中的碳酸钙变为硫酸钙型石膏 销售到相关建筑单位。这种以湿式石灰石石膏法为基础的气喷旋冲法湿式烟气脱硫技术在 国内外普遍被推广应用。而利用盐泥作为湿式石灰石这种"以废制废，变废为宝"的方法在 近年来在我国不断得到提倡和应用。
[0003] 盐泥的主要成分为碳酸钙，由于卤水净化工艺的不同，盐泥中还含有氯化钠、氢氧 化镁、硫酸钙、氢氧化钙及泥沙等。盐泥用于电厂湿法脱硫后的石膏中主要含有带结晶水的 硫酸钙、亚硫酸钙、碳酸钙及氯化钠等。盐泥用于脱硫的效果主要以石膏中的硫酸钙、亚硫 酸钙含量体现，且硫酸钙含量越多、亚硫酸钙含量越少，石膏的效果越好。因此，在调节脱硫 工艺参数过程中，如何利用分析方法精准高效地反映脱硫效果是实现盐泥变废为宝过程中 关键的一环。
[0004] 传统的测定脱硫石膏中硫酸根和亚硫酸根的重量法和滴定法需要经过复杂的处 理，操作费时。基于盐泥的脱硫石膏中存在氯离子、金属离子及少量灰色沉淀颗粒背景色的 存在使得分光光度法、离子色谱法及原子吸收法存在一定的干扰，需在测试前进行过滤操 作，误差较大。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是通过改进样品处理和ICP参数方法而提供一种能 够检测盐泥脱硫后的石膏样品中硫酸根和亚硫酸根的方法。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
[0007] ( -）利用强酸制弱酸原理，将石膏样品中亚硫酸根除尽，即可用ICP分析出石膏 中的硫酸根含量：
[0008] 准确称取石膏样品0. 5~2. 0g于含50ml去离子水的烧杯中，向烧杯中加入20~ 40ml浓度20% (溶质质量分数）的盐酸，于65°C下加热搅拌20min，使石膏完全溶解并排 气（二氧化碳、二氧化硫）完全；冷却定容至500ml容量瓶中，作为待测液1用于测定石膏 中所含有的硫酸根，进而换算成硫酸钙的含量；
[0009] (二）利用H202的强氧化性，将亚硫酸根转变为硫酸根，用ICP测定出总硫酸根含 量，即可由差量法得出亚硫酸根含量：
[0010] 准确称取与（一）相同重量的同种石膏样品于含50ml去离子水的烧杯中，加入 5~10mL30% H202，搅拌lOmin，加5~10ml 10% (溶质质量分数）盐酸，加热搅拌20min 溶解碳酸盐沉淀，并使溶液中S032_氧化为S042_，冷却至室温后，定容至500ml，作为待测液 2用于测定石膏中所含有的总硫酸根，
[0011] 碳酸盐是固体，有可能存在包裹效应，通过加入盐酸使碳酸盐溶解，有利于硫酸根 的完全释放；
[0012] (三）利用差量法并进行摩尔质量比换算即可得出亚硫酸根的含量，进而换算成 亚硫酸钙的含量。
[0013] 标准溶液及ICP相关工作条件如下：
[0014] 标准溶液采用含量为lOOOppm的硫酸根标准。所用高纯水的阻抗为18. 2ΜΩ。
[0015] ICP-AES仪器工作参数为RF功率1250W，雾化器气流量0. 75L/min \辅助气流量 0. 5L/min \垂直观测高度：12mm，栗管稳定时间5s，长波积分时间5s，短波积分时间15s，积 分次数3次，将进样管插入待测溶液（待测液1或待测液2)中，蠕动栗将样品溶液带入进 样系统，自动雾化，样品溶液离子化，检测器在182. 034nm特征波长处测量出它们的强度， 根据已准备好的标准曲线来确定元素浓度和发射强度之间的关系，从而测得样品中硫酸根 或总硫酸根的含量，进而换算成硫酸钙和亚硫酸钙的含量。
[0016] 与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
[0017] 1、本发明通过样品中所含物质选择ICP法进行检测分析，操作简便，分析精度高， 测定硫酸的原理是基于ICP可以检测182. Onm处S元素的特性波长，从而换算为硫酸根的 含量，该分析方法可直接有效检测出电厂的脱硫石膏中的硫酸钙和亚硫酸钙；本发明无需 灼烧破坏及微波消解，适用范围广，免除了因使用滴定分析而带来的操作繁琐、检测精度低 等问题；本发明中，存在的少量杂质小颗粒（低于1%)无需过滤即可用于ICP进样系统中 的旋流雾化室；
[0018] 2、本发明通过对现有技术中的样品处理和分析方法进行了优化，具体的区别在 于：本发明步骤（一）中，对通过亚硫酸根的化学性质，可利用强酸制弱酸将亚硫酸根从体 系中消除；从而可以利用ICP直接测定出样品中的硫酸钙含量。本发明步骤（二）中，可根 据亚硫酸根的还原性及双氧水的强氧化羟基自由基将其氧化成硫酸根，以便于用ICP分析 出硫酸根的总量。从而计算出亚硫酸钙的含量，整个分析过程均用ICP进行分析，免除了使 用滴定分析法带来的诸多缺点。本发明步骤（三）中，选择182. 034nm的波长，既消除了在 180. 731nm处样品体系中镁离子产生的干扰，又比182. 624处的灵敏度高。通过谱线的选择 及ICP参数的优化设置，消除了基于盐泥脱硫变为石膏后的各种杂质干扰，分析精度高，回 收率在 94. 20 % ~107. 90 %，RSD 小于 5 %。
【附图说明】
[0019] 图1为实施例1对于固定配方中的硫酸钙和亚硫酸钙的含量测试。
[0020] 图2为实施例3对于固定配方中的硫酸钙和亚硫酸钙的含量测试。
【具体实施方式】
[0021] 实施例1
[0022] 配制一份含硫酸钙40%，亚硫酸钙15%，碳酸钙5%，水40%的石膏样品100g。准 确称取的石膏样品1. 〇g于含50ml去离子水的烧杯中，向烧杯中加入30ml浓度20% (溶 质质量分数）的盐酸，于65°C下加热搅拌20min，冷却定容至500ml容量瓶中，作为待测液 1用ICP在182. 034nm波长处测定石膏中所含有的硫酸根。
[0023] 准确称取石膏样品1. 0g于含50ml去离子水的烧杯中，加入8mL30% H202，搅拌 lOmin，加8ml 10% (溶质质量分数）盐酸，加热搅拌20min，冷却至室温后，定容至500ml。 作为待测液2用ICP在182. 034nm波长处测得石膏中的总硫酸根。
[0024] 利用差量法并进行摩尔质量比换算即可得出亚硫酸根的含量，进而换算成亚硫酸 钙的含量。
[0025] 上述ICP的工作条件：标准溶液采用含量为lOOOppm的硫酸根标准。所用高纯水 的阻抗为18. 2M Ω。ICP-AES仪器工作参数为RF功率1250W，雾化器气流量0. 75L/min \辅 助气流量〇. 5L/min \垂直观测高度：12mm，栗管稳定时间5s，长波积分时间5s，短波积分时 间15s，积分次数3次。
[0026] 具体检测结果如附图