[發明專利]一種固相中汞賦存形態的檢測方法及裝置

在審

• 申請號: 201810584826.5
• 申請日: 2018-06-08
• 公開（公告）號: CN108982575A
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發明（設計）人: 張鍇;蘇銀皎;滕陽;關彥軍;劉軒;齊娜娜;劉蕓
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: G01N25/00
• 分類號: G01N25/00;G01N31/12;G01N1/34
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司 13108
• 代理人: 周曉萍;高錫明

一種固相中汞賦存形態的檢測方法，包括如下步驟：逐級化學提取法對樣品進行萃取，得到固體殘余物；測定原固體樣品及得到的固體殘余物中的汞含量，得到不同形態汞在原固體樣品中的分布結果；將原固體樣品及固體殘余物依次進行熱分解實驗，利用雙段控溫?熱解燃燒耦合技術使樣品中含汞物質分解，得到被測固體樣品中汞的熱釋放譜圖，從而得到特定結合態汞的熱釋放特性。本發明通過逐級化學提取方法與程序升溫熱分解方法結合使用，不僅可以得到不同賦存形態的汞在樣品中的分布情況，還可以得到樣品中汞隨溫度釋放的熱釋放特性；采用雙段控溫?熱解燃燒耦合技術，實現了對所有固體樣品中汞賦存形態的檢測，有效解決了含焦油樣品在汞檢測過程中的干擾。

技術領域

本發明涉及一種檢測煤及其固體副產物中汞的賦存形態的方法及檢測裝置，屬檢測技術領域。

背景技術

汞是一種有毒的重金屬元素，其通過呼吸、皮膚吸附或食物攝入方式進入人體，對人體的中樞神經系統造成損害。據統計，全球每年因人為活動向大氣中排放的汞的總量約為1000噸-6000噸，而通過燃煤煙氣向環境釋放的汞占其中的1/3以上。近年來，煤中汞的釋放已成為燃煤污染控制的重要關注點。

在煤的利用過程中，汞的釋放不僅與其在煤中的含量有關，而且與其在煤中的賦存形態有關。汞在煤中的賦存形態決定了其在利用過程中釋放的難易程度以及對環境的污染情況。所以鑒別煤及其燃燒廢棄物中汞的賦存形態對于了解和掌握其毒性和環境影響性是非常重要的，可以為煤利用的前期處理、燃煤電廠固體廢棄物的再利用提供指導。

賦存狀態是指元素在煤中所存在的形式和分布比例。目前對于煤中汞的賦存形態缺乏準確的認知，也沒有標準的方法進行檢測。近年來，一些分析檢測技術被用于檢測固相樣品中汞的賦存形態，如重介質分選和浮選實驗利用密度不同的重介質對煤進行分選，將煤中不同密度的礦物分離出來，并由此判斷汞在煤中與礦物質的結合形態。然而由于重介質常表現出較高的粘度，嚴重影響顆粒的沉降速度，尤其對于粒度較小的顆粒，分層精確度得不到保證，從而降低了分選效率。X射線吸收精細結構光譜和X射線吸收近邊結構能夠對每種汞的化合物產生相應的光譜特征，但是這兩種技術對于樣品的檢測限較高（＞100mg/kg），僅適用于高汞含量的樣品分析，而對于普通環境樣品（如煤樣、土壤等）則并不適用。程序升溫熱解吸技術也被用于識別固體樣品中汞的賦存形態，該方法的檢測限可低至0.03mg/kg，該方法通過不同形態的汞在溫度變化時的熱釋放特性差異來對樣品中的汞進行識別，然而煤的組成結構復雜，汞在其中并不是簡單的以汞化合物的方式存在，所以利用純凈汞化合物的熱釋放特性并不能完全對比判斷煤中汞的賦存狀態。逐級化學提取技術是根據不同形態物質的溶解性，用不同溶蝕或交換強度的化學試劑按從弱到強的順序依次去溶蝕或交換樣品，從而將汞在煤中的賦存形態加以區分。但這樣確定的汞的賦存形態通常難以與煤中汞的熱穩定性相關聯。此外，含焦油樣品對于汞的檢測過程也有很大干擾。

因此，提出一種與熱穩定性相關的汞賦存形態識別方法，有效避免含焦油樣品對汞檢測過程的干擾，對于固相，特別是煤及其燃燒后固體廢棄物中汞的賦存形態及其釋放特性所導致的二次釋放問題，具有十分重要的現實意義。

發明內容

本發明針對現有技術問題，提供一種固相中汞賦存形態的檢測方法，它通過逐級化學提取方法與程序升溫熱分解方法結合使用，不僅可以得到不同賦存形態的汞在樣品中的分布情況，還可以得到各賦存形態汞的熱釋放譜圖，進而了解其各自的熱釋放溫度區間；程序升溫熱分解步驟采用雙段控溫-熱解燃燒耦合技術，實現了對所有固體樣品的檢測，有效避免了含焦油樣品在汞檢測過程中受到的干擾。

本發明所述問題是以下述技術方案解決的：

一種固相中汞賦存形態的檢測方法，包括如下步驟：