1100度测氟管式炉:双管管式炉
利用高温管式炉处理固体废物测定硫、氯、氟含量的方法。利用管式炉使固体 废物进行充分燃烧,将其中的硫、氯、氟转化为气态物质,通过1%过氧化氢溶液和0.3mol/L 氢氧化钠溶液的吸收或溶解于溶液中转化成SO42-、Cl-和F-,分别测定吸收液中SO42-、Cl- 和F-的浓度可换算出固体废物中硫、氯、氟的含量,由相对标准偏差和回收率来确定方法的精 确性和准确性。
测氟管式炉通常指用于固体样品中氟含量测定的管式炉系统,典型方法是“燃烧水解-离子选择电极法”。整套装置由高温管式炉、吸收单元、氧气/水蒸气供给系统和氟离子计组成,工作温度 950–1100 ℃,可将样品中的有机-无机氟全部转化为 HF 并被碱液吸收,随后用氟离子选择电极测定。
主要技术参数:
电炉名称:高温双管管式炉
产品型号:STR DTF60-12
电炉结构:双炉管
工作温度:≤1200℃
加热温区:φ60*180或300
石英管规格:φ60*54*1000
炉管材质:高纯石英管
设备功率:4KW
工作电压:单相220V
外形尺寸:620*420*520 (以实际设备为准)
测氟管式炉主要参数
额定温度:≥1100 ℃,恒温带长度 ≥80 mm,确保样品完全燃烧/水解。
炉管材质:刚玉或石英,内径 40–60 mm,便于放置瓷舟并保证气密。
气路系统:氧气流量计 0–1 L min⁻¹,可调水蒸气发生器或鼓泡器;尾气需两级吸收(NaOH+H₂O₂)。
控温精度:≤±3 ℃,带超温保护和程序升温。
后续配套:氟离子选择电极+参比电极、离子计、磁力搅拌、聚乙烯容量瓶(避免玻璃污染)。
(流量量计、2个吸收瓶和离子计)
实验要点(参考标准样)
称样 0.50–1.00 g(高氟低样重),平铺瓷舟。
炉温升至 950 ℃后推样,通氧 600 mL min?1;燃烧 10 min,尾气用 0.3 mol L-1 NaOH+1 % H2O2 吸收。
吸收液冷却后调 pH≈7,加总离子强度调节剂,用氟离子电极测电位,标准曲线法计算 。
回收率 93–99 %,RSD<4 %,可满足 GB/T 30727、ASTM D7359 等要求。
实验步骤操作参考
一、氟实验步骤操作
1.仪器准备
1.1装配好全套仪器,连接好电路、气路和冷却水路,燃烧管出气口端塞进少许高温棉。打开仪器电源开关,将炉温升温到1100℃。
1.2往平底烧杯中加入约300mL水并加热至沸腾,开通冷凝管冷却水。塞紧进样推杆硅胶塞,在平底烧杯中水沸腾之前通入氧气,调节氧气瓶气流量为400mL/min,水蒸气发生器的蒸发量约2mL/min,检查系统不漏气后,通入水蒸气和氧气空蒸15min。
2.燃烧水解
2.1称取(0.50±0.01g)一般分析试验样品(称准至0.0002g)和0.5g石英砂,放在燃烧舟里混合,再用约0.5g石英砂铺盖在上面。
2.2将100mL容量瓶放在冷凝管末端接收冷凝液。通入氧气和水蒸气,把燃烧舟放入石英舟边,按启动键仪器自动将瓷舟前端推到预先测好的约300℃区域停留5min;接着推进到约600℃区域停留5min;再推进到约900℃区域停留5min;最后把瓷舟推到1100℃的恒温区继续燃烧分解15min。在整个操作过程中,调节水蒸气发生器的蒸发量,水解开始15min内,容量瓶中每分钟收集约3mL,后15min,每分钟收集约2.5mL,最后总体积应控制在85mL以内。
2.3燃烧-水解完成后,水蒸汽发生器停止加热。取下容量瓶,停止送氧气。
2.4往盛有冷凝液的容量瓶中加3滴溴甲酚绿指示剂,用氢氧化钠溶液中和到指示剂刚变蓝色。加入10mL总离子强度调节缓冲溶液,用水稀释到刻度,摇匀,放置30min后进行电位测量。
3.电位测量
3.1滴定准备
在100mL烧杯中加入一定量的水,连接好电位测量装置,开动搅拌器,更换烧杯中水的次数,直至数字式离子计(或毫伏计)显示的电位达到氟电极的空白电位。
3.2氟电极实际斜率测定:由电脑全自动控制,自动标定。
3.2.1在5个用水冲洗过的100mL容量瓶中,分别加入100ug/mL的氟标准工做溶液1mL,3mL,5mL,7mL和10mL,加入3滴溴甲酚绿指示剂,10mL总离子强度调节缓冲溶液,用水稀释到刻度,摇匀,静置30min。
3.2.2将溶液倒入100mL烧杯中,用电位测量装置测量电位,测量每个标准溶液时,电极插入深度、搅拌速度等要求一致。测量完一个试液后应将氟电极在水中清洗,直至达到空白电位值,再进行下一个试液测定。
3.2.3以溶液的响应电位(mV)为纵坐标,相应的浓度对数为横坐标,在单对数坐标纸上作图,曲线上lgC=0和lgC=1两点所对应的响应电位只差即为该电极的实际斜率。或用一元线性回归方程计算该电极的实际斜率。当电极实际斜率低于55.0时,则应抛光电极,或更换新的电极。
注:氟离子选择电极斜率理论值为59.2,当电极实际斜率低于55.0时,则应抛光
电极,或者更换新的电极。
3.3样品溶液电位测量
将制备好的样品溶液转入100mL烧杯中,放入搅拌子,插入氟电极和饱和甘汞电极(注:插入深度、搅拌速度应和测量氟电极实际斜率时一致),开动搅拌器,同时启动精密滴定仪,自动出结果。
二、氯实验步骤操作
1.仪器准备
装配好全套仪器,在燃烧管出气口端塞进少许耐高温棉,连接好电路、气路和冷凝水。往一号吸收瓶加入约30ml蒸馏水,二号吸收瓶加入约20ml蒸馏水。将高温炉升温到1100℃,并标记燃烧管内的300℃、600℃、800℃温度区域。塞紧进样推棒橡皮塞,调节氧气流量500ml/min,水蒸气发生器水的蒸发量约2ml/min,检查是否漏气。
2.高温水解样品
2.1准确称取一般分析试验样品0.500g(称准至0.0002g)于瓷舟中,再用适量石英砂铺盖在上面。将瓷舟置于燃烧管,插入进样推棒,塞紧橡皮塞,通入氧气和水蒸气。把瓷舟前端推到300℃温度区,在15min内分三段(300℃、600℃、800℃各停留5min)推进,最后将瓷舟推到恒温区并停留15min。
2.2燃烧-水解完成后,取下吸收器,停止通氧气和水蒸气,取下进样棒,用带钩的镍铬丝取出瓷舟。
2.3将吸收瓶内的样品溶液倒入200ml烧杯中,用蒸馏水冲洗吸收瓶及导气管,洗液直接冲入烧杯内。加蒸馏水至(140±10)ml。再往烧杯中加入3滴溴甲酚绿指示剂,用氢氧化钠溶液中和到指示剂变为浅蓝色,再加入1ml硫酸溶液,3ml硝酸钾饱和溶液,5ml氯化钾标准溶液。
3.终点电位标定
3.1空白溶液制备:除不加煤样外,其他条件同5.2。
3.2滴定终点电位标定:将盛有空白溶液的烧杯放在滴定台上,以0.03ml/s的速度滴入已确定滴入量的硝酸银标准溶液,记下此时的电位值。如上进行两次电位测定,测定值之差不应超出±3mV,以其平均值作为滴定终点电位。第一次测定或更换化学试剂时,按附录A制作滴定微分曲线,以确定标定终点电位时的硝酸银标准溶液用量(V1);
4.样品溶液滴定
将盛有样品溶液的烧杯放在滴定台上,先以0.05ml/s的速度滴入硝酸银标准溶液,观察毫伏计显示的毫伏数,当电位接近标定的终点电位时,以0.02ml/s速度滴定直至达到标定的终点电位。搅拌1min后记下硝酸银标准溶液加入量及实际滴定终点电位。计算结果时,实际终点电位每偏离标定的终点电位±1mV,应减去或加上0.01ml硝酸银标准溶液的用量,但偏离数不能超出±3mV,否则应再加入0.50ml氯化钠标准溶液重新滴定。
注:每多加入0.50ml氯化钠标准溶液,可在相应的终点电位的硝酸银溶液用量中扣除0.20ml,以此类推。
















