煤中氯元素檢測方法研究

陳靜霞

摘 要：我國作為一個煤炭大國，隨著國內(nèi)外煤炭貿(mào)易市場的日益壯大，煤炭行業(yè)已經(jīng)成為推動我國經(jīng)濟發(fā)展的重要支柱之一。由于煤炭中含有多種有毒有害的微量元素，因此對這類元素的檢測方法進行相關(guān)的研究顯得尤為重要。本文主要針對煤炭中危害較嚴重的元素之一氯元素的危害做出簡單的闡述，并對它的檢測方法進行了分析和研究。

關(guān)鍵詞：煤炭;氯元素;檢測

隨著社會經(jīng)濟日新月異的發(fā)展，我國工業(yè)化進程腳步的不斷加快，環(huán)境污染也越來越嚴重，但國民環(huán)保意識在不斷的加強，有害元素的排放也越發(fā)受到重視。從煤炭的開采到燃燒利用的過程中，煤炭中所含有毒有害元素也將析出，或多或少入侵到土壤、大氣、水源及生態(tài)環(huán)境中，這些有害微量元素與人類及動植物的健康息息相關(guān)。氯元素為煤中有害微量元素之一，它可以通過各種途徑對生態(tài)環(huán)境造成嚴重的負面影響，更會對人類的健康造成嚴重的危害。

1 煤炭中所含氯元素的危害

煤中氯的含量一般較低，但氯對煤的工業(yè)利用危害卻很大。煤中氯含量一般為0.01%～0.2%，高的可達1%。氯是人體不可或缺的元素之一，對人體的水分平衡機制起著調(diào)節(jié)作用，人體內(nèi)缺少氯元素會導致腹瀉、缺水等癥狀，先天遺傳缺少氯造成生長障礙，但過多的攝入也會對人體造成一定的危害，例如高血壓等。所以，氯在人體和生態(tài)環(huán)境中的危害必須控制在一定范圍之內(nèi)。與此同時，在一些大型的將煤炭作為主要燃料的生產(chǎn)單位，在其燃燒時形成HCl，腐蝕管道、容器的表面金屬氧化物層，對不銹鋼的腐蝕尤其嚴重。Cl含量超過0.3%，這種煤用于煉焦或做燃料時，各種管道及炭化室壁會遭到強烈的腐蝕，大大縮短貴重設(shè)備的使用壽命。

從目前形式來看，經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境污染已然成為人類社會面臨的兩大問題。經(jīng)濟的飛速發(fā)展對環(huán)境所造成的影響越來越受到世界的關(guān)注，我國如何在經(jīng)濟快速發(fā)展的前提下保護環(huán)境是一個急需解決的問題。因此，如何精準的檢測煤炭中氯元素的含量對于它在環(huán)境中所占比例的控制以及減少對設(shè)備的腐蝕和延長設(shè)備受用壽命具有深遠的意義。

2 煤炭元素中氯元素的檢測方法

在相關(guān)的科研單位和檢測機構(gòu)中，能夠?qū)γ禾恐新仍剡M行快速、準確、方便的檢測是一項相對比較艱難且具有挑戰(zhàn)性的工作。目前來看，煤炭中氯元素的檢測大致分為直接檢測法和間接檢測法兩大類。

2.1 直接檢測法

直接檢測法即是對煤炭中所含有的氯元素利用相關(guān)的儀器直接進行非破壞性的測定，主要包括X射線熒光法、能譜儀、中子活化法、掃描電鏡等方法。直接測定法可以有效避免樣品處理過程中的繁瑣環(huán)節(jié)，也有利于減少整個過程中產(chǎn)生的誤差。但是，氯是煤炭中的微量元素，直接使用儀器測定，適用的儀器、檢測的精度以及相關(guān)的普及性較小，造成了這種檢測法具有一定的局限性。

2.2 間接檢測法

當前，對煤炭中氯元素的檢測主要采用的是間接的方法進行測定。首先，對煤炭樣品進行高溫灼燒，使得樣品中的氯元素全部形成可溶的氯化物，定量的轉(zhuǎn)化成某種可溶性溶液，再通過儀器與化學方法對溶液中的氯元素的含量進行測定。

2.2.1 離子色譜法

離子色譜是高效液相色譜的一種，是分析常規(guī)離子經(jīng)常使用到的一種色譜分析的方法，原理是流動相把陽離子或陰離子溶液載入到色譜柱中，而各類離子在色譜柱中發(fā)生交換分離后洗脫的速度不同，從而使用檢測儀器對色譜柱洗脫陽離子或陰離子作常量與痕量分析的方法。這種方法中使用到的離子色譜儀基本構(gòu)成，該裝置可以自動分析出最終結(jié)果。

2.2.2 艾氏卡混合劑熔樣-硫氰酸鉀滴定法

滴定法是化學分析中最常見的根據(jù)指示劑的顏色變化確定終點的分析方法，根據(jù)溶液消耗計算分析結(jié)果。將煤樣與艾氏卡混合劑混合，放人馬弗爐中熔融，氯轉(zhuǎn)化為氯化物。用沸水浸取，在酸性介質(zhì)中，加入過量的硝酸銀溶液，用硫酸鐵銨溶液做指示劑，以硫酸氫鉀溶液滴定，根據(jù)硝酸銀溶液的實際消耗量計算煤中氯的含量。

2.2.3 高溫燃燒水解-電位滴定法

電位滴定法是在滴定過程中通過測量電位變化以確定滴定終點的一種分析方法。在1100℃的高溫下，將被檢測的煤炭樣品中混入少量石英砂，使其在氧氣、水蒸氣混合氣流中進行燃燒和水解，樣品中各種形態(tài)下的氯化物會被轉(zhuǎn)化為揮發(fā)的氯化物并定量的溶于水，在相關(guān)溶液中以氯離子選擇性電極作為指示電極，飽和甘汞電極為參比電極，使用標準加入法檢測樣品溶液中氯離子的濃度。

3 結(jié)束語

煤炭中所含有毒有害元素對生態(tài)環(huán)境的污染以及人類健康所造成的影響在全球都有發(fā)生。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計，煤炭在我國能源生產(chǎn)和消費構(gòu)成中一直占有主導地位，目前，我國的煤炭檢測監(jiān)督系統(tǒng)仍然存在著許多問題和不足，而煤炭中所含有毒有害元素對我們造成的影響是不可小覷的。因此，針對煤炭中所含這些元素進行深入的探討與研究是相關(guān)部門面臨的一向重要課題，尤其是在環(huán)境保護越來越受世界各國關(guān)注的形勢之下，相關(guān)的研究也會受到國內(nèi)外廣大研究者的高度重視。

參考文獻：

[1]傅厚暾，趙俐敏，陳芳.氧化銀作沉淀劑消除基體中氯離子干擾的離子色譜方法[J].分析化學，2006，34（7）：1052.

[2]祝建國，等.銻礦石中汞、秘、硒的原子熒光光譜法快速測定[J].化學分析計量，2010，19（4）：63-65.

[3]蔡超，唐書恒，秦勇.煤中有害元素研究現(xiàn)狀[J].中國煤炭， 2007，33（2）：55-59.