一种测定水泥原材料总铬含量的方法及其应用与流程

本发明属于水泥原材料重金属检测，涉及一种测定水泥原材料总铬含量的方法及其应用。

背景技术：

1、水泥生产原材料中的铬在回转窑中经过高温煅烧会氧化为六价铬，对水泥成品的水溶性六价铬含量产生影响。强制性国家标准gb 31893-2015中规定了使用二苯碳酰二肼指示剂检测六价铬，采用分光光度法绘制工作曲线，按公式计算出水泥成品中水溶性铬(vi)含量，并规定水泥成品中cr(vi)含量不大于10mg/kg。然而，这种方法只能测定水泥成品或水泥熟料的总铬含量，用于检测水泥熟料的原料总铬含量时会存在偏差较大的问题。

2、专利cn110296947a公开了一种水泥六价铬测试粉体指示剂及其制备方法，其粉体指示剂由二苯碳酰二肼共聚改性聚合物65～70、保质剂维生素c 0.15～1.0、助溶剂乙酰胺0.15～2.0、酸度调节剂碳酸氢钠25～30及稳定剂乙二胺四乙酸二钠0.15～1.0组成，但是没有提供如何检测水泥熟料的原料中总铬含量。专利cn111693523a提供了一种水泥熟料的原料中总铬含量的检测方法，但是该方法适用范围狭窄，不能检测大部分水泥原材料。

3、因此，提供一种适用范围广泛、检测精度高的测定水泥原材料总铬含量的方法具有重要意义。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供一种测定水泥原材料总铬含量的方法及其应用，该方法采用电感耦合等离子体发射光谱法或分光光度法测定水泥原材料中的总铬含量，提供四种不同的检测方案，能够检测铁质校正原料、高铁炉渣、高铁粉煤灰、钙质原料、硅质校正原料和黄矸石等水泥原材料中的总铬含量，具有较好的精密度和准确度，本发明提供了一种适用范围广泛、检测精度高的测定水泥原材料总铬含量的方法。

2、为实现本发明的技术目的，一方面，本发明提供一种测定水泥原材料总铬含量的方法，包括试样溶解，采用电感耦合等离子体发射光谱法或分光光度法测定水泥原材料中的总铬含量；水泥原材料包括：铁质校正原料、高铁炉渣、高铁粉煤灰、钙质原料、硅质校正原料和黄矸石。

3、示例性地，本发明提供的测定水泥原材料总铬含量的方法具体包括以下步骤：

4、s1、制样：取待检测水泥原材料粉磨至粒径80μm，在105～110℃干燥箱中干燥2h。

5、s2、试样溶解：将水泥原材料置于铂金坩埚中，加入1.5～2.5g混合溶剂，950℃熔融10min后得到熔块，取熔块用40ml 1+5盐酸浸出5～10min，过滤后，收集滤液，定容后得到测液。

6、s3、标准曲线建立：取50mg/l的总铬标准溶液0～20ml，加入3ml 1+3盐酸，配制为0～10mg/l的标准系列，以总铬浓度为横坐标，发射光谱强度为纵坐标绘制校准曲线。

7、s4、测定：采用电感耦合等离子体发射光谱法检测水泥原材料中的总铬含量。

8、具体地，s2、试样溶解中水泥原材料为0.1g的铁质校正原料或0.5g的其他水泥原材料，其他水泥原材料为高铁炉渣、高铁粉煤灰、钙质原料中的任意一种。混合溶剂由无水碳酸钠和硼砂以2:1的质量比混合后得到。

9、示例性地，本发明提供的测定水泥原材料总铬含量的方法具体包括以下步骤：

10、s1、制样：取待检测水泥原材料粉磨至粒径80μm，在105～110℃干燥箱中干燥2h。

11、s2、试样溶解：将水泥原材料置于聚四氟乙烯坩埚或铂金坩埚中，加入少量水润湿，加入10ml氢氟酸、10ml硝酸和2～4ml 1+1硫酸，反应停止后，加热分解蒸发近干，加入2～4ml盐酸、40ml热水温热溶解可溶性残渣，过滤后，收集滤液，定容后得到测液。

12、s3、标准曲线建立：取50mg/l的总铬标准溶液0～20ml，加入3ml 1+3盐酸，配制为0～10mg/l的标准系列，以总铬浓度为横坐标，发射光谱强度为纵坐标绘制校准曲线。

13、s4、测定：采用电感耦合等离子体发射光谱法检测水泥原材料中的总铬含量。

14、优选地，s2、试样溶解中加入3ml 1+1硫酸，加入3ml盐酸。

15、具体地，s2、试样溶解中水泥原材料的添加量为0.5g，水泥原材料为高铁炉渣、硅质校正原料、黄矸石中的任意一种。

16、示例性地，本发明提供的测定水泥原材料总铬含量的方法具体包括以下步骤：

17、s1、制样：取待检测水泥原材料粉磨至粒径80μm，在105～110℃干燥箱中干燥2h。

18、s2、试样溶解：将水泥原材料置于铂金坩埚中，加入1.5～2.5g混合溶剂，950℃熔融10min后得到熔块，取熔块用40ml 1+5盐酸浸出5～10min，过滤后，收集滤液，定容后得到测液。

19、s3、标准曲线建立：取50mg/l的六价铬标准溶液0～3ml，加入0.3ml 1+9磷酸，再加入5.0ml 2.5g/l的二苯基碳酰二肼指示剂，配制为0～1.5mg/l的标准系列，放置15～20min后以六价铬浓度为横坐标，吸光度为纵坐标绘制校准曲线。

20、s4、测定：在s2的待测液中加入2～3滴10g/l的酚酞指示剂，滴加200g/l的氢氧化钠溶液至红色出现，加入5ml磷酸，加入2.5～10ml 200g/l的过硫酸钠，加水稀释至120ml，加热至溶液剩余约40ml，调节ph为2.1～2.5，加入5.0ml二苯基碳酰二肼指示剂，定容后放置15～20min，在540nm处测量吸光度

21、优选地，s4、测定中加入5ml 200g/l的过硫酸钠。

22、具体地，s2、试样溶解中水泥原材料的加入量为0.5g，水泥原材料为钙质原料。混合溶剂由无水碳酸钠和硼砂以2:1的质量比混合后得到。

23、示例性地，本发明提供的测定水泥原材料总铬含量的方法具体包括以下步骤：

24、s1、制样：取待检测水泥原材料粉磨至粒径80μm，在105～110℃干燥箱中干燥2h。

25、s2、试样溶解：将水泥原材料置于镍坩埚中，加入6～8g氢氧化钾，650℃熔融30min后得到熔块，用温水浸出熔块，用3ml 1+6硫酸清洗坩埚后清洗液并入溶液中，滴加95％乙醇后加热微沸1～2min，定容后得到测液。

26、s3、标准曲线建立：取50mg/l的六价铬标准溶液0～3ml，加入0.3ml 1+9磷酸，再加入5.0ml 2.5g/l的二苯基碳酰二肼指示剂，配制为0～1.5mg/l的标准系列，放置20s后以六价铬浓度为横坐标，吸光度为纵坐标绘制校准曲线。

27、s4、测定：在s2的待测液中加入2～3滴10g/l的酚酞指示剂，滴加1+2硫酸至红色消失且溶液澄清，依次加入4～6ml 1+6硫酸、5ml 2g/l的硫酸银和1～7.5ml 200g/l的过硫酸铵溶液，将溶液微沸至体积25～30ml，加入10.0ml 2.5g/l的二苯基碳酰二肼指示剂，摇动20s后定容，在540nm处测量吸光度。

28、优选地，s4、测定中加入5ml 1+6硫酸，加入5ml 200g/l的过硫酸铵溶液。

29、具体地，s2、试样溶解中水泥原材料为0.1g的铁质校正原料或0.5g的其他水泥原材料，其他水泥原材料为高铁炉渣、高铁粉煤灰、硅质校正原料、黄矸石中的任意一种。

30、本发明对标准曲线的浓度范围不做限定，本领域技术人员可根据测定实际需要进行调整。

31、另一方面，本发明请求保护上述测定水泥原材料总铬含量的方法在测定水泥原材料总铬含量中的应用，水泥原材料包括：铁质校正原料、高铁炉渣、高铁粉煤灰、钙质原料、硅质校正原料和黄矸石。

32、本发明通过对测定上述方法的精密度和准确度发现，测定不同水泥原材料时，相对标准偏差为0.43～7.35％，精密度较高；测定不同水泥原材料时，加标回收率为71.75～104.59％，准确度较好。

33、与现有技术相比，本发明提供的技术方案至少具备下述的有益效果或优点：

34、本发明针对水泥原材料成分的复杂性，采用不同的溶样方法、不同的测定方法，得到广泛适用于水泥原材料的总铬含量测定丰方法，本发明提供的方法能够检测铁质校正原料、高铁炉渣、高铁粉煤灰、钙质原料、硅质校正原料和黄矸石等水泥原材料中的总铬含量。

35、本发明提供的测定水泥原材料总铬含量的方法具有较好的精密度和准确度，通过测定不同水泥原材料总铬含量发现，相对标准偏差为0.43～7.35％，精密度较高；测定不同水泥原材料时，加标回收率为71.75～104.59％，准确度较好。

36、本发明通过检验原材料中总铬含量，选择合适的原材料，进而控制水泥熟料的水溶性六价铬含量，避免水泥熟料中水溶性六价铬含量超标以及检测滞后的问题。

37、本发明采用电感耦合等离子体发射光谱法或分光光度法测定水泥原材料总铬含量，使用现有条件不用增加设备和试剂，既适用于建材行业对水泥原材料总铬测定的研究，也满足水泥行业对水泥原材料总铬含量的测定。