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關(guān)鍵詞 有色冶金廢渣;收利用技術(shù);有價(jià)金屬
中圖分類號(hào)X7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào)2095―6363(2017)03―0017―01
我國(guó)雖然地域廣闊,但是金屬資源一直是我國(guó)缺少的一種資源,因此,對(duì)于在有色冶金廢渣中提取有色金屬是非常必要的,會(huì)減緩我國(guó)對(duì)于金屬資源緊缺的現(xiàn)狀。在有色金屬的煉制過程中,技術(shù)的缺陷會(huì)導(dǎo)致有色冶金的廢渣中會(huì)產(chǎn)生許多的有色金屬?zèng)]有被提取出來(lái),這些廢渣每年有5000t左右的露天堆放,這樣的現(xiàn)狀不僅讓資源的合理利用成為難題還對(duì)環(huán)境造成了不小的污染。但是,廢渣并不是沒有一點(diǎn)好處的,有色冶金過程中產(chǎn)生的廢渣還有多種有價(jià)金屬,因此應(yīng)該對(duì)廢渣進(jìn)行回收利用,經(jīng)過第二次提煉獲得更多的有價(jià)金屬。
1有色金屬?gòu)U渣與有價(jià)金屬
有色金屬?gòu)U渣的含義為在有色金屬的提煉過程中產(chǎn)生的各種有色金屬渣,比如鋅渣、銅渣等等。有色金屬渣水淬后大多數(shù)為亮黑色的顆粒,其中的成分大多數(shù)為硅酸鐵,而含量則大多數(shù)在65%左右。而有價(jià)金屬則是在提煉金屬的原料中除了主金屬以外的其他具有回收利用價(jià)值的金屬。
2解決金屬資源短缺問題的方法
我國(guó)的金屬資源短缺是非常嚴(yán)重,在我國(guó)現(xiàn)今生活需要的金屬資源中除了銻和稀土等可以供人們循環(huán)使用,其他的金屬資源都屬于極度短缺的狀態(tài)。為了解決我國(guó)金屬資源短缺的問題,我國(guó)需要做的事情還有很多,這項(xiàng)工程也不是能夠在短時(shí)間內(nèi)完成的,因此要從3個(gè)方面來(lái)彌補(bǔ)我國(guó)金屬資源短缺的問題。
2.1有價(jià)金屬的回收利用
對(duì)于有價(jià)金屬的回收利用是非常必要的,有價(jià)金屬的回收利用不僅可以保證我國(guó)減少金屬資源的進(jìn)口量還能夠控制對(duì)環(huán)境的污染程度,是一件非常有意義的事情。除此之外還應(yīng)該要做到的就是讓回收利用的技術(shù)更加的先進(jìn),具體的做法就是加大研究有色冶金廢渣中的有價(jià)金屬的冶煉方法,還有就是引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的冶煉方法,這樣才能夠讓資源能夠有效的利用,并且讓成本變低。
2.2研究有色冶金廢渣的性質(zhì)
國(guó)家和高校可以把相關(guān)研究的焦點(diǎn)放在有色冶金廢渣的特性上,讓更多的人能夠關(guān)注有色冶金廢渣中有價(jià)金屬的回收利用。研究有色冶金廢渣的特質(zhì),才能夠?qū)⒂猩苯饛U渣中有價(jià)金屬的會(huì)輸利用方法更加的優(yōu)化,這樣才能夠從更多的方面上解決金屬資源短缺的問題。
2.3政府完善相關(guān)政策
金屬資源短缺的問題牽扯到每一個(gè)人的切身利益,而且想要完成對(duì)有價(jià)金屬回收利用方法的優(yōu)化,以及更深層次的研究有色冶金廢渣的性質(zhì)都是需要財(cái)力物力的幫助的,因此,政府的幫助是不可缺少的。只有政府不斷的完善相關(guān)的政策,讓更多高水平的人加入到有色冶金廢渣中有價(jià)金屬的回收利用的行列中,才能夠讓我國(guó)的金屬資源有可持續(xù)發(fā)展的前景。
3有價(jià)金屬回收利用技術(shù)
現(xiàn)今主要的有色冶金廢渣的回收利用方法主要有3種,分別是選冶、濕法冶煉以及火法冶煉。而每種方法所適用的金屬范圍是不太相同的。
3.1選冶
有價(jià)金屬回收利用的選冶技術(shù)是將有色冶金的廢渣中的有色金屬以及金銀通過綜合的回收再進(jìn)行到循環(huán)使用中,但是有色金屬與金銀在有色冶金廢渣中的含量極低,再加上冶煉出的金屬很少因此很多礦山公司對(duì)于這些金屬的回收興趣很低。為了改善這種狀況,可以利用有色冶煉廢渣的物理化學(xué)性質(zhì),選擇能夠使廢渣回收利用效率更高的過程以及煉制藥劑,讓工業(yè)產(chǎn)品又粗精礦向精礦轉(zhuǎn)變。這樣為了礦產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益,礦產(chǎn)公司也會(huì)對(duì)有色冶金的廢渣進(jìn)行二次的回收利用。在吉林的一家公司就對(duì)鎳金屬進(jìn)行了回收利用,通過增加重選的過程,增加了鎳金屬的2%的回收利用率。還有的礦業(yè)公司對(duì)金的回收利用過程進(jìn)行了改進(jìn),讓金的回收利用率達(dá)到80%。對(duì)于有色冶金廢渣的回收利用不僅是公司關(guān)注的焦點(diǎn)高校對(duì)于此也有不少的研究,中南大學(xué)就在這一領(lǐng)域做出了不小的貢獻(xiàn)。
3.2濕法冶煉
濕法冶在金屬冶煉的技術(shù)中非常重要,現(xiàn)在也有越來(lái)越多的金屬冶煉是通過濕法冶煉的方法進(jìn)行的。濕法冶煉是通過不同元素在水溶液中的不同條件下能夠?qū)崿F(xiàn)分離來(lái)進(jìn)行的冶煉技術(shù)。這種方法的適用對(duì)象是微粉裝或者是難融化的金屬礦石。濕法冶煉這種方法能夠?qū)τ猩苯饛U渣中的有價(jià)金屬有效的進(jìn)行區(qū)分,這樣冶煉和回收利用就會(huì)更加的高效,而回收利用率也會(huì)更加的高。這一種冶煉方法有效的緩解了人們對(duì)于有色冶金廢渣問題的困擾,除此之外濕法冶煉還能夠較容易的達(dá)到清潔生產(chǎn)的要求,因?yàn)檫@種冶煉方法排放的毒氣少,還沒有高溫甚至是粉塵的影響,因此,越來(lái)越多的礦產(chǎn)公司采用濕法冶煉的方法來(lái)回收利用有色冶金廢渣中的有價(jià)金屬。濕法冶煉的方法步驟大致為以下4步,首先應(yīng)該將需要冶煉的礦石轉(zhuǎn)變?yōu)槿芤?,然后再將溶液與殘?jiān)珠_成2個(gè)部分,將殘?jiān)鼩埩舻娜軇┮约敖饘匐x子回收重新利用,之后再將溶液用離子交換或者其他的方法來(lái)進(jìn)行化學(xué)沉淀。最后在采用電解提取的方法從溶液中提取出有價(jià)金屬。在江西的一家礦產(chǎn)公司從廢渣中回收利用碲,通過濕法冶煉的方法,碲的提取率達(dá)到了80%的高數(shù)值。
3.3火法冶煉
因?yàn)榛鸱ㄒ睙挼牟豢茖W(xué)導(dǎo)致現(xiàn)在使用火法冶煉的礦產(chǎn)公司越來(lái)越少,許多礦產(chǎn)公司就利用火法冶煉與濕法冶煉兩個(gè)方法結(jié)合的辦法來(lái)對(duì)有色冶金廢渣中的有價(jià)金屬進(jìn)行冶煉。這樣就可以改善火法冶煉不環(huán)保、能源浪費(fèi)的缺點(diǎn)。硬質(zhì)合金廠的鎢冶煉的過程采用的就是火法冶煉與濕法冶煉結(jié)合的方法。先對(duì)廢渣進(jìn)行兩種方法的聯(lián)合冶煉產(chǎn)生一種含有多種元素的鐵合金,之后再將鐵合金進(jìn)行處理,冶煉出的硫酸鎂等物都可以進(jìn)行回收利用,而剩下來(lái)的廢渣還十分容易處理,就不會(huì)產(chǎn)生廢渣污染環(huán)境的影響。
關(guān)鍵詞:分銀爐渣;高溫熔煉——電解;綜合回收;銀;銅
中圖分類號(hào):TF803 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
1 概述
銀是一種重要的貴金屬,廣泛應(yīng)用于飾品、觸電材料、感光材料等領(lǐng)域。銀的綜合回收一直是重要的利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)。但是,我廠綜合回收工作主要圍繞主流程開展,作為副流程中最重要的中間產(chǎn)品——分銀爐渣,我廠以外賣的形式進(jìn)行處理,經(jīng)濟(jì)附加值較低。
對(duì)分銀爐渣進(jìn)行數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì),我廠分銀爐渣年產(chǎn)量為400噸,分銀爐渣中除含有7.59%的銀外,還含有銅等有價(jià)金屬(銅43.5%),僅銀、銅兩項(xiàng)便可產(chǎn)生500萬(wàn)元以上的經(jīng)濟(jì)效益。為提升我廠綜合回收規(guī)模,增加產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)附加值,提出“高溫熔煉——電解”工藝綜合回收分銀爐渣中的有價(jià)金屬,對(duì)綜合回收工藝進(jìn)行驗(yàn)證,并對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行探索。
2 可行性分析與流程制定
高溫熔煉分離是處理分銀爐渣的一種重要手段,由我廠技術(shù)中心小型試驗(yàn)結(jié)果可知:將分銀爐渣與鉛浮渣混合,在浮渣熔煉爐中經(jīng)高溫熔煉和沉淀分離,可使分銀爐渣中總銀量的50%進(jìn)入粗鉛,并經(jīng)電解精煉進(jìn)一步富集,剩余50%的銀以及幾乎全部的銅則進(jìn)入后期渣經(jīng)銅轉(zhuǎn)爐熔煉產(chǎn)出高銀粗銅。從以上結(jié)果看,高溫熔煉工藝可以實(shí)現(xiàn)有價(jià)金屬銀、銅的有效分離和綜合回收。
對(duì)分銀爐渣的物相成分進(jìn)行分析,對(duì)可能影響工業(yè)試驗(yàn)的各項(xiàng)技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行了分析,結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際,提出了二次熔煉的操作流程。即:浮渣一次熔煉,放出前、后期渣后加入分銀爐渣進(jìn)行二次熔煉,二次熔煉完成后,放出高銀前期渣、高銀后期渣以及高銀粗鉛。對(duì)于熔煉操作產(chǎn)出的高銀物料的處理則參照相關(guān)的主流程工藝進(jìn)行。即:高銀前期渣返回熔煉爐與浮渣進(jìn)行配料處理,高銀后期渣經(jīng)銅轉(zhuǎn)爐熔煉產(chǎn)出高銀粗銅,高銀粗鉛則經(jīng)陽(yáng)極鑄型、電解產(chǎn)出陽(yáng)極泥再送往金銀工段回收其中的銀。
對(duì)可行性進(jìn)行分析,并對(duì)所提出的工藝流程進(jìn)行充分討論后,初步制定了如下方案。
(1)熔煉分銀爐渣:作為本次攻關(guān)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),分銀爐渣的熔煉是回收其中有價(jià)金屬最重要的一步。經(jīng)過討論,制定了二次熔煉的試驗(yàn)方案,并在過程中通過攪拌、延長(zhǎng)沉淀時(shí)間等操作強(qiáng)化分離。
(2)高銀粗鉛的電解精煉:高銀粗鉛澆鑄成陽(yáng)極板,送電解系統(tǒng)電解產(chǎn)出析出鉛和銀品位較高的陽(yáng)極泥,工藝過程參考電解精煉作業(yè)指導(dǎo)書執(zhí)行。
(3)高銀后期渣的轉(zhuǎn)爐熔煉:將高銀后期渣加入轉(zhuǎn)爐中進(jìn)行熔煉,產(chǎn)出高銀粗銅,工藝過程參考后期渣轉(zhuǎn)爐熔煉作業(yè)指導(dǎo)書執(zhí)行。
3 生產(chǎn)實(shí)踐
3.1熔煉分銀爐渣
(1)驗(yàn)證試驗(yàn)
對(duì)所提出的二次熔煉工藝進(jìn)行討論后,參考《熔煉爐崗位作業(yè)指導(dǎo)書》操作,試驗(yàn)2爐。其中,第一爐(A1)正常操作,第二爐(A2)則根據(jù)第一爐的結(jié)果,在沉淀過程增加了攪拌操作。試驗(yàn)結(jié)果如下:
Ag Pb Cu
高銀粗鉛A1 0.415% 98.45% 0.2%
高銀粗鉛A2 0.734% 94.51%
對(duì)比以上結(jié)果,發(fā)現(xiàn),增加攪拌操作可強(qiáng)化過程分離,對(duì)有價(jià)金屬銀的分離回收有有利作用。結(jié)果表明,所提出的二次熔煉工藝具有可行性和可操作性。
(2)熔煉分銀爐渣
根據(jù)驗(yàn)證試驗(yàn)的結(jié)果,提出了如下工藝操作過程(表5-2):
(3)熔煉試驗(yàn)結(jié)果
試驗(yàn)共處理分銀爐渣110t,產(chǎn)出高銀粗鉛540t,后期渣180t,試驗(yàn)結(jié)果如表5-1所示:
根據(jù)以上金屬平衡表,計(jì)算過程損失:
過程鉛損:525.63+12.65-0.28-22.17-500.92=14.91t
過程銅損:54.85+47.85-0.967-98.78-2.9=0.053t
過程銀損:2.01+8.35-0.017-3.924-6.372=0.047t
忽略粗鉛中銀對(duì)分配比的影響,則有:
銀在高銀粗鉛與后期渣中的分配比 6.372/3.924=1.62
3.2后期渣轉(zhuǎn)爐熔煉
后期渣轉(zhuǎn)爐熔煉工藝參考《轉(zhuǎn)爐熔煉作業(yè)指導(dǎo)書》執(zhí)行,過程共處理后期渣180噸,前期渣45噸,產(chǎn)出粗銅105.5噸,產(chǎn)出的轉(zhuǎn)爐渣返回流程下一爐進(jìn)行處理,計(jì)算時(shí)未計(jì)入金屬平衡中。試驗(yàn)結(jié)果如下:
投入:
前期渣45t Cu 2.15% Ag 0.039%
后期渣 180t Cu 54.88% Ag 2.18%
產(chǎn)出:
粗銅 105.5t Cu 93.60% Ag 3.696%
轉(zhuǎn)爐渣 返流程,不計(jì)
過程金屬銀和鉛平衡,則有:
投入Ag 180×2.18%+45×0.039%= 3.941t
Cu 180×54.88%+45×2.15%=99.747t
產(chǎn)出 Ag 105.5×3.696%=3.90t
Cu 105.5×93.60%=98.748t
損失 Ag 3.941-3.90=0.041t
Cu 99.747-98.748=0.999t
3.3 高銀粗鉛電解精煉
過程參考《電解精煉崗位作業(yè)指導(dǎo)書》處理高銀粗鉛,由于高銀粗鉛具有雜質(zhì)含量相對(duì)較高、銀品位高、板硬脆的特點(diǎn),因此,處理時(shí)對(duì)相關(guān)技術(shù)條件進(jìn)行了調(diào)整。調(diào)整參數(shù)主要有:電解電流5500A,電解周期4天,添加劑用量為木質(zhì)素、骨膠各9kg/天。
過程以以上電解參數(shù)為指導(dǎo)共生產(chǎn)17個(gè)周期,處理高銀粗鉛580噸,其中420噸使用二次熔煉過程產(chǎn)出粗鉛,剩余160噸為以前生產(chǎn)余留高銀粗鉛(含銀1.62%)。試驗(yàn)結(jié)果如表5-3所示。
過程金屬銀和鉛平衡,則有:
3.4制定綜合回收工藝
根據(jù)前面的分步試驗(yàn),制定了分銀爐渣綜合回收的工藝流程,如圖5-1所示。
根據(jù)分步試驗(yàn)計(jì)算過程的總回收率:
過程產(chǎn)出高銀鉛浮渣返回熔煉爐,對(duì)銀的回收率僅計(jì)算粗銅和陽(yáng)極泥中的銀,則過程銀總回收率
η銀=(3.90+4.24×540/420)/(2.01+8.35) = 90.25%
過程銅回收率只計(jì)算粗銅中的銅,則過程銅總回收率
η銅=98.748/(54.85+47.85)=96.15%
說(shuō)明:540/420粗鉛總量540噸,電解過程處理420噸
結(jié)語(yǔ)
由生產(chǎn)實(shí)踐可知:
(1)采用二次熔煉工藝處理分銀爐渣,可實(shí)現(xiàn)有價(jià)金屬銀、銅的初步分離。
(2)產(chǎn)出的粗鉛經(jīng)鑄型、電解精煉,可實(shí)現(xiàn)有價(jià)金屬銀的初步富集與回收,產(chǎn)物為含銀18.429%的陽(yáng)極泥。
(3)產(chǎn)出的渣料經(jīng)轉(zhuǎn)爐熔煉可得到具有較高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的高銀粗銅。
參考文獻(xiàn)
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從中國(guó)金屬資源安全的角度來(lái)看,優(yōu)化戰(zhàn)略性金屬礦產(chǎn)的供應(yīng)結(jié)構(gòu),降低一次礦產(chǎn)的對(duì)外依存度,通過合理的政策
>> 對(duì)云南主要金屬礦產(chǎn)與勘查的探討 金屬礦產(chǎn)開采安全技術(shù)分析 為實(shí)現(xiàn)中國(guó)夢(mèng) 提供堅(jiān)強(qiáng)的金屬礦產(chǎn)資源保障 金屬礦山礦產(chǎn)資源節(jié)約與綜合利用分析 GIS支持下的地質(zhì)異常分析及金屬礦產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)預(yù)測(cè) 綜合物探方法在多金屬礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用分析 萍鄉(xiāng)拗陷帶金屬礦成礦潛力與找礦方向分析 金屬礦產(chǎn)地質(zhì)勘查分析 淺析金屬礦產(chǎn)勘查中的新技術(shù)與新方法 芻議我國(guó)金屬礦產(chǎn)開發(fā)的安全生產(chǎn)與環(huán)境科技問題 建材非金屬礦產(chǎn)地質(zhì)的勘查與開發(fā)利用 金屬礦產(chǎn)勘查新技術(shù)與新方法的探討 淺談金屬礦產(chǎn)勘查中的新技術(shù)與新方法 吉林省金屬礦產(chǎn)的地質(zhì)情況與可持續(xù)發(fā)展對(duì)策 金屬礦產(chǎn)資源現(xiàn)狀與勘查戰(zhàn)略 大型金屬礦產(chǎn)商的投資底線 試論煤田勘探中的金屬礦產(chǎn)勘查 金屬礦產(chǎn)勘查的技術(shù)及發(fā)展現(xiàn)狀 湘南地區(qū)中酸性花崗巖類與有色金屬礦產(chǎn)的關(guān)系漫談 基于GIS的贛州有色金屬礦產(chǎn)資源管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā) 常見問題解答 當(dāng)前所在位置:l # ch.
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[關(guān)鍵詞]燃料油 灰化法 原子吸收 金屬含量
中圖分類號(hào):F406.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2014)40-0061-02
1 前言
回?zé)捰萌剂嫌椭泻写罅康拟}、鐵、鎂等金屬元素,燃料油在使用過程中金屬元素對(duì)設(shè)備有一定的腐蝕,并且易形成大量鹽類物質(zhì)沉積在設(shè)備上,影響設(shè)備的使用效率和使用壽命,嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致事故的發(fā)生。燃料油的采購(gòu)?fù)緩奖容^廣,各個(gè)廠家提供的燃料油中的金屬含量各不相同,為了嚴(yán)格控制進(jìn)入回?zé)捬b置的燃料油中金屬含量,保證設(shè)備的正常使用,杜絕事故的發(fā)生,關(guān)鍵得保證采購(gòu)的燃料油質(zhì)量符合生產(chǎn)要求。因此,在燃料油進(jìn)廠時(shí)金屬元素的分析成了必測(cè)項(xiàng)目。
目前,燃料油中金屬元素含量分析一般采用灰化法進(jìn)行樣品預(yù)處理,然后用四硼酸二鋰、氟化鋰熔解殘留物,再酸化定容,用原子吸收法或電感耦合等離子電感發(fā)射光譜測(cè)定。由于對(duì)進(jìn)廠燃料油樣品主要控制鈣、鐵和鎂等常見金屬元素,且這三類金屬元素均易溶解于鹽酸,因此樣品預(yù)處理直接用鹽酸溶解,省去添加助溶劑,使得樣品預(yù)處理速度加快,并且樣品溶解完全,對(duì)分析結(jié)果沒有影響。如按傳統(tǒng)的處理方法,方法復(fù)雜,分析時(shí)間長(zhǎng),無(wú)法滿足日常生產(chǎn)分析要求。為了能夠滿足日常生產(chǎn)分析要求,且能夠準(zhǔn)確、快速的測(cè)定出燃料油中金屬元素含量,燃料油樣品灰化后直接用1:1的鹽酸溶液溶解,定容進(jìn)行分析。并對(duì)灰化溫度和灰化時(shí)間進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn),摸索出燃料油灰化的最佳分析條件,利用加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)表明此方法準(zhǔn)確可靠。
2 實(shí)驗(yàn)部分
2.1 儀器設(shè)備
PE-AA700原子吸收儀
數(shù)顯電熱板
數(shù)顯恒溫烘箱
馬弗爐
100ml石英燒杯、石英表面皿
2000ml玻璃燒杯
100ml玻璃容量瓶
玻璃移液管
電子天平
2.2 儀器參數(shù)
2.3 試劑
鈣單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液:1000ug/ml
鐵單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液:1000ug/ml
鎂單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液:1000ug/ml
鹽酸(GR):1+1
二級(jí)水
2.4 燃料油性質(zhì)
2.5 樣品預(yù)處理
2.5.1 將100ml石英燒杯和石英表面皿放于2000ml玻璃燒杯中,加入1000ml1+1鹽酸溶液放置于電熱板上加熱至微沸約30分鐘,除去附著在石英燒杯內(nèi)壁的金屬物質(zhì)。待冷卻后用二級(jí)水沖洗干凈放入恒溫干燥箱中(105℃),烘干備用。
2.5.2 不同廠家的燃料油水分含量不一致,對(duì)于水分大的燃料油樣品首先進(jìn)行脫水處理,否則在燃燒過程中由于水分沸點(diǎn)較燃料油低,受熱最先逸出,導(dǎo)致油品濺出,使得測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確。
2.5.3 稱量約20g處理好的燃料油樣品于100ml石英燒杯中,準(zhǔn)確稱量至0.0001g。每個(gè)樣品稱量?jī)蓚€(gè)做平行樣,同時(shí)做空白實(shí)驗(yàn),空白實(shí)驗(yàn)除了不加燃料油,其他操作同燃料油樣品實(shí)驗(yàn)完全相同。將定量無(wú)灰濾紙對(duì)折兩次呈扇形,撕去尖端濾紙,把撕下的濾紙放于石英燒杯中,將濾紙打開至漏斗形狀倒扣在石英燒杯中,把石英燒杯置于電熱板上,待油完全浸透濾紙后將濾紙引燃,使樣品進(jìn)行燃燒,燃燒過程中無(wú)需加熱,待樣品燃燒至不能再繼續(xù)被點(diǎn)燃時(shí)打開電熱板至400℃對(duì)樣品進(jìn)行加熱,直至石英燒杯不再冒煙,灰化完全為止。將灰化完全的石英燒杯,放入升到一定溫度的馬弗爐門口邊緣,直至石英燒杯不冒黑煙時(shí)蓋上石英表面皿緩慢推至馬弗爐加熱區(qū)進(jìn)行加熱。加熱至灰化完全時(shí)將石英燒杯取出,冷卻,沿壁加入1+1的鹽酸15ml,蓋上石英表面皿,放置于電熱板上加熱,使石英燒杯內(nèi)殘留的灰分完全溶解,待石英燒杯內(nèi)的液體蒸發(fā)至2-3ml時(shí)停止加熱,將石英燒杯取下,用二級(jí)水沖洗石英表面皿,洗液收集在石英燒杯內(nèi),用二級(jí)水沖洗石英燒杯內(nèi)壁,轉(zhuǎn)移至100ml容量瓶中,定容至刻線。搖勻,待分析。具體的加熱溫度和加熱時(shí)間由2.6中的實(shí)驗(yàn)給出。
2.6 灰化溫度和灰化時(shí)間的選擇
根據(jù)燃料油的性質(zhì)將灰化溫度設(shè)定為500℃、550℃、600℃、700℃、800℃進(jìn)行試驗(yàn),由于溫度的不同樣品灰化至完全需要的時(shí)間不同,對(duì)此進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn),根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出灰化溫度設(shè)定為500℃時(shí),灰化時(shí)間過長(zhǎng),影響分析速度?;一瘻囟葹?00℃時(shí),灰化時(shí)間為2h,對(duì)于上述性質(zhì)的燃料油,在此條件下樣品中的金屬元素分析數(shù)據(jù)穩(wěn)定,分析速度快,能夠滿足生產(chǎn)分析要求?;一瘻囟仍O(shè)定為700℃以上時(shí)灰化至完全的時(shí)間縮短至1.5h,可以達(dá)到灰化完全的要求,但是由于在高溫狀態(tài)下, 樣品極易產(chǎn)生元素?fù)p失, 且會(huì)形成酸不溶性混合物, 產(chǎn)生滯留損失。因此,對(duì)于此類燃料油選擇600℃加熱可滿足分析要求,且不造成待測(cè)金屬元素含量損失。
確定了最佳灰化溫度,對(duì)灰化時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。在600℃條件下,對(duì)同一個(gè)燃料油樣品進(jìn)行2h、8h和16h的加熱實(shí)驗(yàn),測(cè)定結(jié)果一致,從而證明了延長(zhǎng)加熱時(shí)間對(duì)分析結(jié)果沒有影響,因此,只要保證燃料油樣品灰化完全,分析時(shí)間越短分析效率越高。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,對(duì)比表2中燃料油的性質(zhì),綜合考慮設(shè)定燃料油樣品灰化加熱溫度為600℃、灰化加熱時(shí)間為2h,即可滿足分析要求。
2.7 火焰原子吸收分析步驟
2.7.1 樣品準(zhǔn)備
將2.5.3中預(yù)處理的燃料油樣品定容至100ml,搖勻,待分析。
2.7.2 開機(jī)準(zhǔn)備
打開PE-AA700火焰原子吸收光譜儀,點(diǎn)擊圖標(biāo)進(jìn)入工作站,進(jìn)行聯(lián)機(jī),打開通風(fēng)設(shè)備后打開空氣、乙炔。
2.7.3 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的繪制
用1000ug/ml的鈣、鐵、鎂標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行稀釋,根據(jù)樣品中待測(cè)金屬元素含量配制成不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液,進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的繪制。鈣標(biāo)準(zhǔn)工作曲線濃度:1.0ug/ml、2.0ug/ml、3.0ug/ml、4.0ug/ml、5.0ug/ml,鐵標(biāo)準(zhǔn)工作曲線濃度:1.0ug/ml、2.0ug/ml、3.0ug/ml、4.0ug/ml、5.0ug/ml,鎂標(biāo)準(zhǔn)工作曲線濃度:0.1ug/ml、0.2ug/ml、0.3ug/ml、0.4ug/ml、0.5ug/ml。將配制好的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液吸入火焰原子吸收光譜儀中進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的繪制。曲線的線性相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.999以上,否則因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)工作曲線線性低,影響分析結(jié)果的準(zhǔn)確性,在燃料油樣品分析過程中如果樣品中待測(cè)金屬元素含量超出標(biāo)準(zhǔn)工作曲線范圍,則應(yīng)對(duì)2.5.3中預(yù)處理好的樣品進(jìn)行稀釋后再測(cè)定。保證樣品測(cè)定值在標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的線性范圍內(nèi)。
2.7.4 樣品測(cè)定
將2.5.3中預(yù)處理的樣品搖勻用2.7.3繪制的標(biāo)準(zhǔn)工作曲線進(jìn)行樣品測(cè)定,測(cè)定數(shù)據(jù)如下表3:
2.8 加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)
為了驗(yàn)證燃料油樣品在600℃加熱2h灰化的過程中沒有樣品損失、未引入待測(cè)金屬元素,對(duì)燃料油樣品進(jìn)行了加入標(biāo)準(zhǔn)溶液的回收實(shí)驗(yàn),將一定體積的1000ug/ml標(biāo)準(zhǔn)溶液用移液管加入樣品中,用相同的分析條件進(jìn)行燃燒灰化,并用火焰原子吸收光譜儀進(jìn)行樣品測(cè)試,其中鎂含量的加標(biāo)回收定容至1000ml,為了防止測(cè)定值超出標(biāo)準(zhǔn)工作曲線范圍。測(cè)試結(jié)果如表4:
通過加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)得出樣品加標(biāo)回收率均高達(dá)98%以上,有效驗(yàn)證了本實(shí)驗(yàn)方法的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。由于實(shí)驗(yàn)中采用的是石英燒杯,石英表面皿,其性質(zhì)穩(wěn)定,實(shí)驗(yàn)過程中儀器本身不引入待測(cè)金屬元素誤差,樣品損失量小。
3 結(jié)論
采用定溫灰化法預(yù)處理樣品,灰化溫度為600℃、加熱時(shí)間為2h,用火焰原子吸收法測(cè)定燃料油中金屬元素鈣、鐵、鎂,通過加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)證明方法穩(wěn)定性好,準(zhǔn)確度高,適合分析燃料油中金屬元素,可以滿足日常生產(chǎn)分析要求。
4 注意
4.1 樣品量控制在約20g左右,因?yàn)闃悠妨刻俨痪哂写硇?,引入樣品不均勻性的誤差,樣品量太大引起灰化困難或時(shí)間太長(zhǎng),勢(shì)必引入新的誤差并且增加了工作量;
4.2 由于瓷坩堝在高溫下長(zhǎng)期加熱易損耗且易帶入分析誤差,本實(shí)驗(yàn)使用石英燒杯和石英表面皿,避免了傳統(tǒng)燒灰使用瓷坩堝帶入的誤差;
4.3 樣品在馬弗爐內(nèi)灰化時(shí)在石英燒杯上蓋上石英表面皿,以免馬弗爐頂部和內(nèi)壁的灰塵掉進(jìn)石英燒杯內(nèi),影響分析結(jié)果的準(zhǔn)確性;
4.4 預(yù)灰化的石英燒杯放入馬弗爐的中心加熱區(qū),因?yàn)榭拷T口的位置達(dá)不到預(yù)設(shè)加熱溫度,使得在2h內(nèi)灰化不完全,影響實(shí)驗(yàn)完成;
4.5 樣品在用高溫馬弗爐灰化以前, 必須先在電熱板上低溫炭化至無(wú)煙( 預(yù)灰化);
4.6 如果樣品發(fā)生變化,比如樣品為蒽油或者液化重油,則在分析溫度不變的情況下必須延長(zhǎng)加熱時(shí)間,否則灰化不完全,無(wú)法進(jìn)行樣品溶解進(jìn)而進(jìn)行下一步分析。
5 結(jié)束語(yǔ)
在日常分析工作中面對(duì)的樣品具有復(fù)雜多樣性,分析要求特殊性。因此,分析方法的改進(jìn)與開發(fā)顯得尤為重要,我們要在工作中不停的去發(fā)現(xiàn)、去創(chuàng)造新的分析方法,以滿足日常的分析工作要求。
參考文獻(xiàn)
一、問題描述及模型分析
由單一制造商和資金約束零售商組成的單級(jí)供應(yīng)鏈系統(tǒng),制造商不存在資金約束,其產(chǎn)品邊際生產(chǎn)成本為c,商品零售價(jià)為p(p>c)。零售商自有資金為B0,訂貨之后零售商支付全部貨款,不足部分向銀行貸款wq-B0,銀行貸款利率為r,假設(shè)零售商的銷售收入是在周期末一次性實(shí)現(xiàn)的。制造商和零售商均為風(fēng)險(xiǎn)中性者,假設(shè)商品的殘值為零,且不考慮缺貨損失,在銷售周期結(jié)束后,對(duì)于零售商訂購(gòu)后而未銷售出去的商品,制造商以回購(gòu)價(jià)v全部回購(gòu)。市場(chǎng)需求x為一隨機(jī)變量,其概率密度函數(shù)為f(x),分布函數(shù)F(x)嚴(yán)格單調(diào)遞增而且可導(dǎo)。πi(i=R,M,T)分別表示零售商、制造商、供應(yīng)鏈系統(tǒng)的期望利潤(rùn);q*i(i=R,T)分別表示為零售商和供應(yīng)鏈系統(tǒng)的最優(yōu)訂貨批量;q*i0(I=r,t)分別表示傳統(tǒng)回購(gòu)契約下零售商和供應(yīng)鏈系統(tǒng)的最優(yōu)訂貨批量。
假定信息對(duì)稱,生產(chǎn)商和零售商均為風(fēng)險(xiǎn)中性,均知道銀行的貸款利率。由(7)式可知,供應(yīng)鏈系統(tǒng)利潤(rùn)πT在訂貨數(shù)量q的分布區(qū)間上是凹的,而πT在訂貨數(shù)量q分布區(qū)間上有唯一的極大值。此時(shí),在一定的批發(fā)價(jià)格w下,供應(yīng)鏈系統(tǒng)的最優(yōu)訂貨數(shù)量由下式確定。由于供應(yīng)鏈決策順序?yàn)?首先制造商確定批發(fā)價(jià)w和回購(gòu)價(jià)v兩個(gè)價(jià)格決策變量,零售商根據(jù)價(jià)格組合確定訂貨批量q,從而批發(fā)價(jià)格和回購(gòu)價(jià)格組合(w,v)是由制造商首先確定的,零售商再根據(jù)價(jià)格組合的關(guān)系式(5)式確定訂貨數(shù)量q。因此,制造商面臨的決策問題等價(jià)于去如何設(shè)置批發(fā)價(jià)格和回購(gòu)價(jià)格的價(jià)格組合(w,v),從而在滿足零售商采取外部融資策略的同時(shí),使得自身的預(yù)期利潤(rùn)πM獲得最優(yōu)。命題1:零售商和供應(yīng)鏈系統(tǒng)的訂貨數(shù)量都是關(guān)于銀行利率的減函數(shù)。
證明:根據(jù)隱函數(shù)求導(dǎo)發(fā)則,(5)式兩邊同時(shí)對(duì)銀行利率求導(dǎo),化簡(jiǎn)整理可得。說(shuō)明命題1成立。命題1表明,零售商和供應(yīng)鏈系統(tǒng)的訂貨數(shù)量都是關(guān)于銀行利率的減函數(shù),即零售商訂貨數(shù)量和供應(yīng)鏈系統(tǒng)訂貨數(shù)量都是隨著銀行利率的增大而減少。
二、數(shù)值分析
假設(shè)制造商的生產(chǎn)成本c=2,批發(fā)價(jià)格w=4,回購(gòu)價(jià)格為v=1,市場(chǎng)銷售價(jià)格p=10,自有資金B(yǎng)0=70,該產(chǎn)品市場(chǎng)需求x服從[0,1000]的均勻分布,其相應(yīng)分布函數(shù)和密度函數(shù)分別為。圖1表明,資金約束零售商的訂貨數(shù)量是關(guān)于銀行利率的減函數(shù),即零售商訂貨數(shù)量隨著銀行利率的增大而減小;供應(yīng)鏈系統(tǒng)的訂貨數(shù)量是關(guān)于銀行利率的減函數(shù),即系統(tǒng)訂貨數(shù)量隨著銀行利率的增大而減小,進(jìn)一步驗(yàn)證了命題1結(jié)論的有效性。
三、結(jié)論