本發(fā)明屬于水泥熟料分析檢測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種快速檢測(cè)水泥熟料中重金屬含量的方法。
背景技術(shù)：
：近年來，伴隨著利用水泥窯協(xié)同處置固體廢棄物(如垃圾、污泥、危廢等)技術(shù)的發(fā)展，固廢中含有的大量重金屬被帶入到水泥窯系統(tǒng)中，其中絕大部分重金屬被固化在水泥熟料中，部分易揮發(fā)或半揮發(fā)重金屬元素通過窯尾煙氣排放進(jìn)入大氣環(huán)境。由于重金屬具有毒害性，從環(huán)境安全和產(chǎn)品安全考慮，必須對(duì)水泥窯窯尾煙氣重金屬排放以及熟料產(chǎn)品中重金屬含量進(jìn)行限量和控制。因此，國(guó)家在支持發(fā)展利用水泥窯協(xié)同處置固體廢棄物的同時(shí)，也對(duì)水泥窯協(xié)同處置固體廢棄物管理設(shè)計(jì)以及污染物排放和檢測(cè)都做了嚴(yán)格的規(guī)范和控制要求，頒布了一系列的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范，如《gb30760-2014水泥窯協(xié)同處置固體廢物技術(shù)規(guī)范》、《gb50634-2010水泥窯協(xié)同處置工業(yè)廢物設(shè)計(jì)規(guī)范》、《gb50757-2012水泥窯協(xié)同處置污泥工程設(shè)計(jì)規(guī)劃》、《gb50954-2014水泥窯協(xié)同處置垃圾工程設(shè)計(jì)規(guī)范》、《gb30485-2013水泥窯協(xié)同處置固體廢物污染控制標(biāo)準(zhǔn)》等等。重金屬含量的監(jiān)測(cè)是水泥窯協(xié)同處置固體廢棄物項(xiàng)目安全性評(píng)價(jià)中非常重要的一環(huán)，國(guó)標(biāo)(gb30760-2014)更是對(duì)水泥熟料中鉻、錳、鎳、銅、鋅、鎘、砷、鉛8種重金屬元素作出了明確的含量限值規(guī)定。因此如何有效且準(zhǔn)確地檢測(cè)水泥熟料中重金屬含量就成為一個(gè)很關(guān)注的問題。水泥熟料中重金屬的檢測(cè)實(shí)際上由兩部分工作組成：一、樣品全消解，由于水泥熟料的化學(xué)組分多為金屬氧化物以及硅酸鹽，所以消解液基本含有硝酸、鹽酸以及用來溶解硅酸鹽的氫氟酸；二、上機(jī)檢測(cè)，目前對(duì)與重金屬檢測(cè)有關(guān)的儀器主要有等離子體原子發(fā)射光譜儀、原子吸收光譜儀、原子熒光光譜儀以及等離子體質(zhì)譜檢測(cè)等，各儀器設(shè)備優(yōu)勢(shì)各異。在這兩部分工作中，水泥熟料樣品的全消解顯得更為重要，因?yàn)闃悠返南庑Ч脡闹苯雨P(guān)乎重金屬檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。水泥熟料的消解方法，目前主要有兩類：一類是微波消解法，國(guó)標(biāo)(gb30760-2014)附錄b中就規(guī)定了使用微波消解法進(jìn)行水泥熟料的消解，其步驟是將酸液、水和樣品加入消解罐中，然后將消解罐置于微波消解儀內(nèi)，180℃保溫30min，接著將消解罐從微波消解儀中移出，加入硼酸溶液，然后置于90-100℃的趕酸儀中直至樣品全部消解，待冷卻至室溫后，定容。另一類是傳統(tǒng)的電熱板消解法，其步驟是將稱取的樣品置于聚四氟乙烯坩堝內(nèi)，加入少量去離子水潤(rùn)濕樣品，而后加入10-15ml王水，2ml的氫氟酸，蓋上玻璃皿在180℃條件下加熱，隨后多次補(bǔ)加5ml硝酸，直到?jīng)]有棕黃色煙霧產(chǎn)生，表示消化反應(yīng)完成，然后繼續(xù)加熱至樣品溶液體積剩余1-2ml左右。冷卻后，加入去離子水清洗，并過濾，最后轉(zhuǎn)移至50ml的容量瓶中，待測(cè)。這其中，微波消解法在重金屬檢測(cè)過程中，存在著樣品本底高、安全性差、過程繁瑣、清洗耗時(shí)等問題。而傳統(tǒng)的電熱板消解法，也存在消解耗時(shí)長(zhǎng)，酸用量大，樣品易污染且易損失等問題。從實(shí)際效果來看，微波消解法雖然消解時(shí)間較電熱板法縮短3h以上，但也存在著清洗器皿過多，且清洗要求及難度較電熱板法更高的問題?？傮w來說，兩種方法都存在著耗時(shí)費(fèi)力的問題。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對(duì)現(xiàn)有方法存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種快速檢測(cè)水泥熟料中重金屬含量的方法，關(guān)鍵在于消解方法有顯著改進(jìn)，省時(shí)省力，又能滿足檢測(cè)要求。本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種快速檢測(cè)水泥熟料中重金屬含量的方法，包括以下步驟：(1)稱取0.2000-0.3000g混合均勻的水泥熟料粉末置于50ml帶蓋和刻度的塑料離心管中，加入幾滴去離子水潤(rùn)濕；(2)往塑料離心管內(nèi)，分別加入3-6ml的濃鹽酸、1-2ml的濃硝酸、1-2ml的氫氟酸，搖勻并靜置5-10分鐘；(3)將塑料離心管蓋好蓋，置于90-110℃的恒溫石墨消解爐中進(jìn)行回流加熱消解0.5-1小時(shí)；(4)取下塑料離心管，冷卻后用去離子水定容至50ml；(5)離心后，取上清液上機(jī)進(jìn)行鉻、錳、鎳、銅、鋅、鎘、砷、鉛8種重金屬含量檢測(cè)；步驟(5)中所述的重金屬含量檢測(cè)優(yōu)選采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法(簡(jiǎn)稱icp-aes)；步驟(5)所述的離心是1500r/min離心5min。本發(fā)明方法與現(xiàn)有技術(shù)兩種方法的對(duì)比小結(jié)如下表所示：上表中，經(jīng)濟(jì)性是從節(jié)約消解所用酸量為評(píng)價(jià)依據(jù)的。微波消解法的用酸量大概是10ml，而電熱板需要用到30ml以上，二者同時(shí)還需要添加硼酸溶液。本發(fā)明快速消解法為5-10ml，且還不需要用硼酸溶液，從而從成本上是節(jié)約，體現(xiàn)為經(jīng)濟(jì)性。上表中，微波消解法用的是微波消解罐，消解完以后需要進(jìn)行趕酸，如果再轉(zhuǎn)移至離心管內(nèi)，會(huì)導(dǎo)致消解樣品溶液的損失，一定程度上影響檢測(cè)準(zhǔn)確性。而電熱板消解法，也是同一道理。本發(fā)明的快速消解法直接采用塑料離心管作為消解容器，避免了樣品溶液的轉(zhuǎn)移過程，同時(shí)塑料離心管自帶刻度，可代替容量瓶作為定容容器，盡量避免了因消解樣品溶液轉(zhuǎn)移帶來的損失。因此，快速消解法可直接用離心方法進(jìn)行。上表中，微波消解法用的聚四氟乙烯消解罐，消解為密閉空間，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間和多次微波處理后，待測(cè)部分元素會(huì)在聚四氟乙烯消解罐的內(nèi)壁中富集，且難以徹底清洗，而在實(shí)際樣品消解過程中又會(huì)逐步釋放出來，因而有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)樣品空白本底高的情況。當(dāng)測(cè)定較低濃度的元素時(shí)，明顯會(huì)影響測(cè)試的準(zhǔn)確性。上表中，微波消解法后，盡管也可以用icp-aes進(jìn)行測(cè)定，但目前水泥熟料中重金屬測(cè)定國(guó)標(biāo)中，并沒有使用icp-aes進(jìn)行測(cè)定的規(guī)定。針對(duì)水泥熟料樣品，倘若分別采用微波消解法和快速消解方法進(jìn)行前處理，一樣采用icp-aes進(jìn)行檢測(cè)，那么整個(gè)快速消解法將在前處理方面更為省時(shí)省力。電熱板消解法也是可以用icp-aes的，但是電熱板消解法不能用于測(cè)定as元素，其消解溫度為150-180℃，此溫度下as元素會(huì)揮發(fā)，從而導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果失真。微波消解法因?yàn)槭敲荛]消解罐，所以就算消解溫度高也不擔(dān)心其揮發(fā)。本發(fā)明快速消解法的消解法溫度只有90-110℃，不會(huì)導(dǎo)致as元素?fù)]發(fā)。原子熒光光譜儀適用于測(cè)定hg、as、pb等揮發(fā)性或半揮發(fā)性元素，而且每次只能測(cè)定一至兩個(gè)元素，無法同icp-aes一樣實(shí)現(xiàn)一次性分析所有待測(cè)元素。本發(fā)明方法可以一次性測(cè)定8種元素(不限于這8種，之所以提這8種是因?yàn)檫@是有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中要求嚴(yán)格控制的)，得益于以下兩個(gè)原因：一、采用了低溫石墨消解法，利用石墨爐進(jìn)行消解，可以在比電熱板更低的溫度下，更為高效地對(duì)樣品進(jìn)行消解，而低溫處理也避免了電熱板條件下as元素的揮發(fā)；二、采用了icp-aes測(cè)定儀器，在保證樣品消解沒有元素?fù)]發(fā)的情況下，可實(shí)現(xiàn)8種元素同時(shí)測(cè)定。本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果：1、本發(fā)明的方法中，水泥熟料消解方法快速高效、操作簡(jiǎn)單、省時(shí)省力。2、本發(fā)明的方法中，水泥熟料消解方法用酸量小，經(jīng)濟(jì)適用。3、本發(fā)明的方法中，水泥熟料消解方法檢測(cè)精度高，重復(fù)性好。4、本發(fā)明的方法應(yīng)用范圍廣，水泥生料、石灰石、鐵礦石等樣品也能應(yīng)用該方法。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。實(shí)施例一種快速檢測(cè)水泥熟料中重金屬含量的方法，包括以下步驟：(1)樣品消解①準(zhǔn)確稱量0.2142g水泥熟料粉末置于50ml帶蓋和刻度的塑料離心管內(nèi)，加入2滴去離子水潤(rùn)濕；②往塑料離心管內(nèi)，加入3ml濃鹽酸、1ml濃硝酸、1ml氫氟酸，搖勻并靜置10分鐘；③將塑料離心管蓋好蓋，置于100℃的恒溫石墨消解爐中進(jìn)行回流加熱消解1小時(shí)；④取下塑料離心管取下，冷卻后用去離子水定容至50ml；⑤離心后，取上清液進(jìn)行鉻、錳、鎳、銅、鋅、鎘、砷、鉛8種重金屬元素檢測(cè)；(2)上機(jī)檢測(cè)①繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線：準(zhǔn)確移取梯度濃度的重金屬混合標(biāo)準(zhǔn)溶液于濃量瓶中，用5％的硝酸溶液進(jìn)行定容，用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀分別測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)空白及各梯度濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，在電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀中自動(dòng)繪制各待測(cè)重金屬元素的標(biāo)準(zhǔn)曲線并選擇接受；②樣品檢測(cè)：采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀對(duì)比空白樣品進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)同一個(gè)批次的樣品，將本發(fā)明方法的檢測(cè)結(jié)果與現(xiàn)有技術(shù)兩種方法的檢測(cè)結(jié)果，還有外檢單位的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，見下表：元素/方法微波消解法電熱板消解法本發(fā)明快速消解法外檢單位cr45.343.643.944mn523.3520.8520.7521ni9.78.99.29cu20.419.920.520zn64.263.763.663cdndndndndas62.162.961.260pb55.653.954.554(注：?jiǎn)挝籱g/kg；nd表示未檢出)從數(shù)據(jù)對(duì)比來看，本發(fā)明方法的檢測(cè)結(jié)果與另外兩種方法，還有外檢單位的結(jié)果一致。采用本發(fā)明快速消解法進(jìn)行6次重復(fù)性試驗(yàn)，檢測(cè)精密度如下表所示，檢測(cè)精度均小于5％，符合檢測(cè)精度要求。元素/次數(shù)123456精密度cr43.942.544.142.143.244.62.23％mn520.7521.1520.6519.8521.1518.90.16％ni9.29.49.69.38.99.02.79％cu20.520.921.020.821.119.92.13％zn63.662.762.963.764.164.20.96％cdndndndndndnd‐‐‐as61.259.859.459.960.561.11.22％pb54.552.952.853.853.955.11.66％(注：?jiǎn)挝籱g/kg；nd表示未檢出)綜上所述，本發(fā)明檢測(cè)方法的檢測(cè)精度符合要求，檢測(cè)結(jié)果可靠，方法省時(shí)省力，快速易行，值得推廣。上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁12