1前言
窯渣是燒窯時(shí)產(chǎn)生的塵渣,包括破損的匣缽墊餅等廢棄物。也指配制高溫釉色的一種原料,是槎窯遺址中的黑色塊狀物,使用前需經(jīng)洗凈、粉碎。為了檢測(cè)窯渣中的重金屬含量,尋找一種合適的微波消解方法對(duì)其進(jìn)行前處理,有利于后續(xù)AAS、ICP、ICP-MS等檢測(cè)設(shè)備對(duì)窯渣種多種重金屬元素的快速準(zhǔn)確測(cè)定。
2儀器與試劑
2.1 儀器
新儀MASTER-18微波消解儀,TK-12趕酸器,分析天平(十萬分之一)等
2.2 試劑
硝酸(68%),鹽酸(38%),氫氟酸(40%),氟硼酸(40%),高氯酸(72%),
過氧化氫(30%),
3實(shí)驗(yàn)方法
3.1 樣品圖片

3.2 微波消解參數(shù)探究
精確稱取窯渣樣品0.1g(精確至0.1mg),置于消解罐底部,加入6mL硝酸、2mL鹽酸和2mL氫氟酸,靜置30min左右,組裝消解罐,按照如下設(shè)置參數(shù)進(jìn)行消解實(shí)驗(yàn):
階段 | 溫度/℃ | 時(shí)間/min | 功率/W |
1 | 150 | 10 | 400 |
2 | 180 | 5 | 400 |
3 | 210 | 60 | 400 |
實(shí)驗(yàn)結(jié)束,待冷卻至60℃以下后取出,轉(zhuǎn)移到通風(fēng)櫥中打開消解罐,放置在趕酸器上,150℃趕至0.5mL左右,轉(zhuǎn)移至燒杯中,純水稀釋,存在少量沉淀。重新稱取窯渣樣品0.1g,,加入2mL硝酸、6mL鹽酸和2mL氫氟酸,靜置30min左右,組裝消解罐,按照上表設(shè)置參數(shù)進(jìn)行消解實(shí)驗(yàn),消解液中有大量黑色沉淀。
采用多種混酸體系,按照表一的參數(shù)對(duì)樣品進(jìn)行消解,均無法將窯渣完全消解。
酸體系 | 消解結(jié)果 |
6mL硝酸+2mL鹽酸+2mL氫氟酸+2mL過氧化氫 | 少量白色沉淀 |
7mL硝酸+3mL氟硼酸 | 少量沉淀 |
4mL硝酸+4mL鹽酸+4mL氫氟酸 | 沉淀較多 |
6mL硝酸+3mL鹽酸+3mL氫氟酸 | 少量沉淀 |
2mL硝酸+6mL鹽酸+1mL氫氟酸+1mL高氯酸 | 大量黑色沉淀 |
重新稱取樣品0.1g(精確至0.1mg),置于消解罐底部,加入6mL硝酸、2mL鹽酸、1mL氫氟酸和1mL高氯酸,靜置30min左右,組裝消解罐,按照如下設(shè)置參數(shù)進(jìn)行消解實(shí)驗(yàn):
階段 | 溫度/℃ | 時(shí)間/min | 功率/W |
1 | 150 | 10 | 400 |
2 | 180 | 5 | 400 |
3 | 210 | 90 | 400 |
實(shí)驗(yàn)結(jié)束,待冷卻至60℃以下后取出,趕酸定容后消解液中無明顯沉淀物。
3.3 取樣量
實(shí)驗(yàn)選擇的礦渣樣品中含有較多的碳,消解過程中會(huì)生成大量的二氧化碳,產(chǎn)生較高的壓力,在此實(shí)驗(yàn)條件下,取樣量應(yīng)控制在0.1g左右。
4結(jié)果
實(shí)驗(yàn)選取的窯渣樣品,在取樣量0.1g,采用逆王水+氫氟酸+高氯酸的混酸體系進(jìn)行消解,最高溫度210℃,保溫1h左右,可將樣品完全溶解。
注意事項(xiàng)
1. 高氯酸會(huì)與有機(jī)物劇烈反應(yīng),微波消解實(shí)驗(yàn)需謹(jǐn)慎使用,在保證樣品中不含有有機(jī)物成分時(shí),根據(jù)情況少量添加,禁止單獨(dú)使用高氯酸。
2. 窯渣成分復(fù)雜,應(yīng)根據(jù)實(shí)際的樣品組成成分,來適當(dāng)調(diào)整不同試劑的比例,以達(dá)到最佳的消解效果。