一种用于锌精矿及氧化锌中氯含量测定的检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及检测领域，具体涉及一种用于快速测定锌精矿及氧化锌中氯含量的检测装置。


背景技术：

2.锌精矿和氧化锌作为湿法炼锌工艺中重要的原料，近年来随着矿产资源的不断开采，锌矿石趋于贫、细、杂，导致浮选出来的锌精矿品位低、杂质含量高，为弥补原生锌资源不足，二次锌资源也逐步成为生产锌的重要原料。这些原料普遍存在氯含量高的现状，而目前锌冶炼工艺主要为湿法冶炼，氯含量越高对湿法炼锌工艺影响较大。锌电解中电解液中氯含量浓度超过200mg/l时，会给生产系统和产品质量造成很大影响：氯离子在酸性环境中与mno2反应生成氯气，严重污染作业环境。湿法炼锌系统中氯的存在还会加速钢材构件腐蚀，增大泵、搅拌机等设备的损耗，大大增加生成本，对环境和企业产品质量和生产效益影响较大。因此，能够快速检出锌精矿中的氯含量显得尤为重要。
3.传统检测方法主要有离子色谱法、氯离子选择电极法等，样品前处理方法主要有硫酸溶液加热酸分解法，高温水解法将氯从样品中分离出来，实验室日常检验硫酸加热酸分解法将产生大量难处理的废硫酸。离子色谱法用0.45μm微孔滤膜过滤后，采用ysa-8型分离柱，以4.3mmol/na2co3-6.0mmol/nahco3作淋洗液，利用离子色谱仪进样分析。离子选择电极法制取样液加入过硫酸钾溶液、磷酸盐缓冲溶液、硝酸钠溶液，这些方法中多存在样品前处理复杂、检测耗时长和操作复杂等缺点。为了克服这些缺点，亟需建立一种快速的样品前处理方法和高效的检测方法。


技术实现要素：

4.本实用新型是针对现有技术存在的技术问题提供一种用于快速测定锌精矿及氧化锌中的氯含量的检测装置，该方法简化了样品前处理的流程，通过高温水解样品，冷凝回收样液，利用自动电位滴定法测定锌精矿及氧化锌中氯含量，极大的降低了检测成本，具有运行成本低、检测速度快和检测灵敏度高等优点。
5.本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：
6.一种用锌精矿和氧化锌中氯含量测定的检测装置，该检测装置包括高温加热炉，燃烧管位于高温加热炉的内腔中，所述的燃烧管为两端分别设有输出管道和输入管道，燃烧管的输入端的管道内设有样品进样杆，样品进样杆的末端通过感应装置与进样电机相连，燃烧管的输出管道依次通过冷凝管、收集瓶、蠕动泵和氯检测池相连。
7.本实用新型技术方案中：所述的氯检测池中设有第一电极和第二电极，第一电极通过毫伏计与第二电极相连，电化学工作站与毫伏计相连。
8.本实用新型技术方案中：样品进样杆上设有石英舟，待处理样品放置在石英舟的内部。
9.本实用新型技术方案中：燃烧管的输入端的管道上设有一个支路，该支路通过气
液分离器和锥形瓶相连，所述的锥形瓶位于电加热炉的上方。
10.本实用新型技术方案中：燃烧管的输入端的管道上设有一个支路，该支路与氧气瓶相连。
11.在一些具体的技术方案中，本实用新型所述的装置包括四大系统，
12.所述四大系统包括自动进样系统、高温分解系统、检测系统、电化学转换数据处理系统。进样系统中设有自动进样器，自动进样器由送样杆、石英舟、送样电机、感应装置组成，样品放入瓷舟，瓷舟放在石英舟上。自动进样器的送样电机将送样杆和石英舟推入高温分解系统的燃烧管中，燃烧管放入圆柱型高温加热炉中，高温炉温度可控制在300℃、600℃、900℃、1100℃，各区域有80mm-90mm长的恒温加热区，燃烧管的输入口两侧端有两个凸出的圆柱形开口端与氧气及水蒸气相连，燃烧管的末尾端与冷凝管相连，冷凝管里的液体进入样液收集瓶，收集瓶中设有磁力搅拌器，配有定量加液泵，可定量加入氢氧化钠溶液、硫酸溶液，搅拌均匀的样液通过蠕动泵到达氯检测池，检测池中设有第一电极、第二电极、自动加液微量滴定管、配有定量加热泵，所述的第一电极以及第二电极均通过第三系统电化学转换数据处理系统毫伏计与电化学工作站相连。
13.本实用新型技术方案中：所述的收集瓶中设有磁力搅拌器、ph电极、配有自动定量加液泵。
14.本实用新型技术方案中：氯检测池中设有磁力搅拌器、自动加液微滴定管、第一电极为银电极、第二电极为双层饱和甘汞参比电极、配有自动定量加液泵。
15.本实用新型技术方案中：固体样品中的氯化物由进样系统送达高温水解系统，经过冷凝管冷凝样液进入收集瓶，收集瓶中的磁力搅拌子旋转将检测液搅拌均匀，定量加液泵定量地加入氢氧化钠溶液、硫酸溶液，ph电极便会自动测定待测液的酸度，直至合理的ph酸度范围。待测液经蠕动泵从收集瓶到达氯检测池中，自动加液微量滴定管缓慢滴入标准溶液硝酸银，银离子选择指示电极及双层饱和甘汞参比电极开始工作，毫伏计将测量电位突跃点，记录下滴定体积通过电化学工作站，从而测得样品中氯含量。
16.本实用新型的有益效果：
17.本实用新型具有运行成本低、检测快速简便、灵敏度高等优点。建立快速测定锌精矿和氧化锌中氯含量的装置，实现固体进样直接测定，减少在样品前处理过程中产生的误差，进一步保证了检验结果的准确度和精密度。对比传统检验方法，该方法不需要昂贵精密仪器检测，简化了检测方法，极大地降低了检测成本，检测时长由一天缩短至一个小时，可及时为生产提供数据，有效控制进入冶炼系统的氯含量，降低生产成本，提高生产效率，实现环境友好。
附图说明
18.图1为本实用新型装置的示意图。
19.其中：1为样品进样杆，2为石英舟，3为进样电机，4感应装置，5为燃烧管，6燃烧管输入口上侧开口端，7燃烧管输入口下侧开口端，8氧气瓶，9气液分离器，10锥形瓶，11电加热炉，12高温加热炉，13冷凝管，14收集瓶，15蠕动泵，16氯检测池，17为第一电极，18为第二电极，19自动加液微量滴定管，20毫伏计，21电化学工作站。
具体实施方式
20.下面结合实施例对本实用新型做进一步说明，但本实用新型的保护范围不限于此：
21.一种用锌精矿和氧化锌中氯含量测定的检测装置，该检测装置包括高温加热炉12，燃烧管5位于高温加热炉12的内腔中，所述的燃烧管5为两端分别设有输出管道和输入管道，燃烧管5的输入端的管道内设有样品进样杆1，样品进样杆1的末端通过感应装置4与进样电机3相连，燃烧管5的输出管道依次通过冷凝管13、收集瓶14、蠕动泵15和氯检测池16相连。
22.所述的氯检测池16中设有第一电极17和第二电极18，第一电极17通过毫伏计20与第二电极18相连，电化学工作站21与毫伏计20相连。
23.样品进样杆1上设有石英舟2，待处理样品放置在石英舟2的内部。
24.燃烧管5的输入端的管道上设有一个支路，该支路通过气液分离器9和锥形瓶10相连，所述的锥形瓶10位于电加热炉11的上方。
25.燃烧管5的输入端的管道上设有一个支路，该支路与氧气瓶8相连。
26.所述的收集瓶14中设有磁力搅拌器以及自动定量加液泵。
27.具体的过程如下：
28.一种用于快速测定锌精矿及氧化锌中的氯含量的检测装置，该装置包括四大系统，第一系统为样品自动进样系统，进样系统中设有自动进样器，自动进样器由样品进样杆，样品进样杆与石英舟相连。样品放入瓷舟，将瓷舟放在石英舟上，自动进样器的送样电机将送样杆和石英舟推入高温分解系统的燃烧管中。第二系统为高温加热分解系统，燃烧管放入圆柱型高温加热炉中，高温炉温度可控制在300℃、600℃、900℃、1100℃，各区域有80mm-90mm长的恒温加热区。燃烧管输入口上侧开口端与氧气瓶相连，氧气瓶氧气阀总压力不低于1mpa，分压力不低于0.2mpa，氧气流量计流量调节至450ml/min，燃烧管输入口下侧开口端与气液分离器相连，气液分离器与锥形瓶相连，锥形瓶下方有加热电炉，水蒸汽经过气液分离器进入燃烧管，由燃烧管输入口上侧开口端进入的氧气与燃烧管输入口下侧开口端进入水蒸气在燃烧管混合，燃烧管内样品经高温燃烧分解产生氯气与水蒸气反应生成氯化氢气体，氯化氢气体由混合气带入冷凝管。第三系统为检测系统，燃烧管的末尾端与冷凝管相连，经过冷凝管的氯化氢由气态转化成液态，冷凝管与样液收集瓶相连，液态氯化氢进入样液收集瓶，收集瓶中设有磁力搅拌器，ph电极，定量加液泵，可定量加入氢氧化钠溶液、硫酸溶液，ph电极便会自动测定待测液的酸度，直至合理的ph酸度范围，搅拌均匀的待测样液通过蠕动泵到达氯检测池，所述的检测池中设有第一电极以及第二电极，自动加液微量滴定管，待测液经蠕动泵从收集瓶到达氯检测池中，磁力搅拌器开始工作，自动加液微量滴定管缓慢滴入标准溶液硝酸银，银离子指示电极及双层饱和甘汞参比电极开始工作，滴定至两电极间电位差的二阶微分值由大降至最小，从而启动继电器，并通过电磁阀将微量滴定管的滴定通路关闭，20毫伏计将测量电位突跃点记录滴定体积通过21电化学工作站，在进行一系列的换算，测得样品中氯含量。
29.具体测试方法如下：
30.试样要求：样品通过0.100mm孔筛。预先在105
±
5℃烘2h，置于干燥器中冷却至室温。称取0.5g试样，精确至0.0001g，和0.5g石英砂放在瓷舟里小心混合均匀，再用约0.5g石
英砂铺盖在上面，按照设定的仪器条件进行测试。
31.测定条件：高温炉升温稳定，将高温炉设置温度1100℃，燃烧管内有300℃、600℃、900℃、1100℃各区域有80mm-90mm长的恒温区,制冷水温度设置20℃，检查氧气阀的读数，总压力表不低于1mpa，分压力不低于0.2mpa，仪器设备上的氧气流量计流量调节至450ml/min，检查溶液氯化钠、硝酸钾、氢氧化钠、硝酸银、硫酸溶液瓶均已就位且液体足量。在氯检测池插好相应位置的银电极、双层饱和甘汞参比电极、自动加液微量滴定管并能定量加入标准溶液硝酸银，磁力搅拌子正常工作。样液收集瓶插好相应位置的ph电极，氯检测池的自动加液滴定管正常加液，第一电极、第二电极正常工作(参比电极每日插入前，将原有内充液取出，然后加入新的电极内充液至离加液孔5mm)，定量加液蠕动泵能正常工作且按要求加入定量溶液。
32.标准样品测定
33.标准样品测定，按照本实验方法，对标准样品锌精矿stc-09中的氟进行9次平行测定，氯含量平均测定值0.033％，标样氯含量认定值分别为0.034％，测定值接近于认定值。
34.样品测试
35.分析试样测定，按照本实验方法，对锌精矿样品中氟、氯含量测定并加入一定量的氯标准溶液，进行加标回收率试验，由回收率试验结果显示测定氟回收率在95％
‑‑
107％之间。
36.精密度
37.精密度是指在一定的条件下对同一被测物质多次测定的结果与平均值偏离的程度，用相对标准偏差rsd表示。对标准锌精矿样品氟含量的检验结果相对标准偏差(rsd)为1.48％。