工业分析——全套

1、工业分析工业分析Technical analysisTechnical analysis授课教师：董佩佩授课教师：董佩佩广西民族师范学院化生系广西民族师范学院化生系绪绪 论论1.1 工业分析的任务和作用工业分析的任务和作用 1.2 工业分析的研究对象和特点工业分析的研究对象和特点 1.3 工业分析的方法工业分析的方法 1.4工业分析中的标准物及允许误差工业分析中的标准物及允许误差1.1 工业分析的任务和作用工业分析的任务和作用 一、一、工业分析的任务工业分析的任务 研究工业生产的研究工业生产的原料、辅助材料、中间产品、最原料、辅助材料、中间产品、最终成品、副产品终成品、副产品及各种及各种废物废

2、物组成和含量的分析检验方组成和含量的分析检验方法，它不仅是分析化学在工业生产上的具体应用，而法，它不仅是分析化学在工业生产上的具体应用，而且是一门融化学、物理学及数理统计等知识为一体的且是一门融化学、物理学及数理统计等知识为一体的综合性应用学科。综合性应用学科。 通过本门课程的学习，可以掌握如何把分析通过本门课程的学习，可以掌握如何把分析化学中学过的理论和方法应用于工业分析中。化学中学过的理论和方法应用于工业分析中。 二、工业分析的作用二、工业分析的作用 通过工业分析能评定原料和产品的质量，检查通过工业分析能评定原料和产品的质量，检查工艺过程是否正常工艺过程是否正常 。从而能够及时地、正确地指

3、导。从而能够及时地、正确地指导生产，并能够经济合理的使用原料、燃料，及时发生产，并能够经济合理的使用原料、燃料，及时发现、消除生产的缺陷，减少废品，提高产品质量。现、消除生产的缺陷，减少废品，提高产品质量。 因此，工业分析起着指导和促进生产的作用，因此，工业分析起着指导和促进生产的作用，是国民经济的许多生产部门（如化学、化工，冶金是国民经济的许多生产部门（如化学、化工，冶金、煤炭、石油、环保、建材等等）中不可缺少的生、煤炭、石油、环保、建材等等）中不可缺少的生产检验手段，分析化学被誉为产检验手段，分析化学被誉为“工业生产的眼睛工业生产的眼睛”，由此可见工业分析在工业生产中所起的重要作用，由此可

4、见工业分析在工业生产中所起的重要作用。二、工业分析的特点二、工业分析的特点1 1、分析对象的物料量大、分析对象的物料量大 工业生产中原料、产品等的量是很大的，往往工业生产中原料、产品等的量是很大的，往往以千、万吨计，而其组成又很不均匀，但在进行分析以千、万吨计，而其组成又很不均匀，但在进行分析时却只能测定其中很小的一部分，因此，正确采取能时却只能测定其中很小的一部分，因此，正确采取能够代表全部物料的平均组成的少量样品，是工业分析够代表全部物料的平均组成的少量样品，是工业分析中的重要环节，是获得准确分析结果的先决条件。中的重要环节，是获得准确分析结果的先决条件。 2 2、 分析对象的物料量大分析

5、对象的物料量大 工业物料的组成是很复杂的，在测定某组分时，工业物料的组成是很复杂的，在测定某组分时，常常受到共存组分的干扰，因此，在选择分析方法时，常常受到共存组分的干扰，因此，在选择分析方法时，必须考虑到共存组分的影响以及消除的方法。必须考虑到共存组分的影响以及消除的方法。3、分析试样的处理过程繁琐、分析试样的处理过程繁琐 分析中的反应一般在溶液中进行，但有些物料部易溶分析中的反应一般在溶液中进行，但有些物料部易溶解，需要采用熔融或烧结的方法来制备分析试液。解，需要采用熔融或烧结的方法来制备分析试液。 4、分析的任务广、分析的任务广 工业分析的研究对象十分广泛，不同的工业产品具有工业分析的研

6、究对象十分广泛，不同的工业产品具有不同的分析项目和分析方法，即使是同一产品也有多个不同的分析项目和分析方法，即使是同一产品也有多个分析项目。分析项目。 5、分析速度要快，准确度高、分析速度要快，准确度高 工业分析的一个重要作用，是用来指导和控制主产工业分析的一个重要作用，是用来指导和控制主产的正常进行，因此，必须快速、准确地得到分析结果，的正常进行，因此，必须快速、准确地得到分析结果，在符合生产所要求的准确度的前提下，提高分析速度也在符合生产所要求的准确度的前提下，提高分析速度也是很重要的，有时不一定要达到分析方法所能达到的最是很重要的，有时不一定要达到分析方法所能达到的最高准确度。高准确度。

7、 1.4 工业工业分析的方法分析的方法一、快速分析法和标准分析法一、快速分析法和标准分析法 1、快速分析法、快速分析法（Fast analytical method ） 快速分析法的特点是分析速度快速分析法的特点是分析速度快快，但误差比较大，但误差比较大，常用于车间控制分析，俗称中控分析。主要是控制生常用于车间控制分析，俗称中控分析。主要是控制生产工艺过程中的关键部位。产工艺过程中的关键部位。要求能迅速得到分析结果，要求能迅速得到分析结果，而对准确度则允许在符合生产要求的限度内适当降低。而对准确度则允许在符合生产要求的限度内适当降低。 2、标准分析法、标准分析法（Standard analyt

8、ical method ） 标准分析法的特点是标准分析法的特点是准确准确，是进行工艺计算、财，是进行工艺计算、财务核算、评定产品质量的依据，常用来测定原料、半务核算、评定产品质量的依据，常用来测定原料、半成品、成品的化学组成，也用于验证和仲裁分析。完成品、成品的化学组成，也用于验证和仲裁分析。完成分析所需时间长一些。成分析所需时间长一些。 我国标准分为四级：我国标准分为四级：国家标准、地区标准、行业国家标准、地区标准、行业标准、企业标准。标准、企业标准。 国际标准是指由国际性组织所制定的各种标国际标准是指由国际性组织所制定的各种标准。其中最著名的是由国际标准化组织（下设准。其中最著名的是由国际

9、标准化组织（下设162个技术委员会（个技术委员会（TC）制定的）制定的ISO标准和由国际标准和由国际电工委员会制定的电工委员会制定的IEC标准。标准。 每年都颁布一些新的标准方法，每每年都颁布一些新的标准方法，每5年对已有的方法进年对已有的方法进行修改。但行修改。但ISO标准不带强制性。标准不带强制性。 3、标准分析法的制定、标准分析法的制定 中国国家标准是由国务院标准化行政主管部门国中国国家标准是由国务院标准化行政主管部门国家标准局发布，代号家标准局发布，代号“GB”表示强制性国家标准，代表示强制性国家标准，代号号“GB/T”表示推荐性国家标准。表示推荐性国家标准。 此外，还有地方或企业标准

10、，但只在一定范围内此外，还有地方或企业标准，但只在一定范围内有效。有效。 一些主管部门为了贯彻国家标准，根据具体测试一些主管部门为了贯彻国家标准，根据具体测试要求，参照国家标准，使其具体化，制定出本行业标要求，参照国家标准，使其具体化，制定出本行业标准，并注明与国家标准等效。准，并注明与国家标准等效。 国家技术监督局和各行办根据生产的发展和对产国家技术监督局和各行办根据生产的发展和对产品质量要求的不断提高，每隔一段时间（一般品质量要求的不断提高，每隔一段时间（一般4 4年年1 1次）次）发布新标准。发布新标准。 新标准公布后，旧标准即相应作废。新标准公布后，旧标准即相应作废。 1.7 工业分析

11、中的标准物及允许误差工业分析中的标准物及允许误差一、标准物质一、标准物质 标准物质是具有一种或多种充分证实了的特性，标准物质是具有一种或多种充分证实了的特性，用来校正测量器具、评定测量方法或给材料定值的物用来校正测量器具、评定测量方法或给材料定值的物质或材料。质或材料。 1 1、标准物质的种类、标准物质的种类 化学成分和纯度标准物质：化学成分和纯度标准物质：如钢铁、合金、矿石、炉如钢铁、合金、矿石、炉渣和基准试剂等标准物质；渣和基准试剂等标准物质；（1）按技术特性分为三类：）按技术特性分为三类： 工程类标准物质工程类标准物质，如橡胶、工程塑料的机械性能、电，如橡胶、工程塑料的机械性能、电性能的

12、标准物质。性能的标准物质。物理化学特性标准物质，物理化学特性标准物质，如燃烧热、如燃烧热、pHpH值、高聚物分值、高聚物分子量等标准物质；子量等标准物质；（2 2）按照特性值的准确度水平分）按照特性值的准确度水平分 一级标准物质、二级标准物质一级标准物质、二级标准物质和和工作标准物质工作标准物质，其，其中一级水平最高，二级次之，工作标准物质最低。中一级水平最高，二级次之，工作标准物质最低。我国标准物质编号为我国标准物质编号为GBW 一级标准物质：一级标准物质： GBW 06101 基准试剂碳酸钠；基准试剂碳酸钠； GBW 07210-07212 3 3种磷矿石成分分析标准物质；种磷矿石成分分析

13、标准物质；GBW 013101-13237 7种种pH标准物质。标准物质。2 2、标准物质的制备、标准物质的制备 标准物质作为统一量值的计量单位，必须具备标准物质作为统一量值的计量单位，必须具备定值准确定值准确、稳定性好、均匀性好稳定性好、均匀性好三个基本条件。除此之外，还要考虑能小三个基本条件。除此之外，还要考虑能小批量生产、具备制备上再现性好等。标准物质通常有下列几条批量生产、具备制备上再现性好等。标准物质通常有下列几条途径获取途径获取 （1 1）纯物质制备）纯物质制备 化学气体标准物质，就是采用高纯气中加入一化学气体标准物质，就是采用高纯气中加入一种或几种特定成分气体的方法配制的种或几种

14、特定成分气体的方法配制的 （2 2）直接由高纯度的物质作为标准物质）直接由高纯度的物质作为标准物质 （3 3）由生产物料中选取）由生产物料中选取 如无机固体物、矿物、化肥、水泥、钢铁等，可如无机固体物、矿物、化肥、水泥、钢铁等，可以从生产物料中选取有代表性的样品，按照试样的制以从生产物料中选取有代表性的样品，按照试样的制备方法制得标准物质。备方法制得标准物质。 水泥、玻璃、陶瓷、钢铁、合金、矿石和炉渣等水泥、玻璃、陶瓷、钢铁、合金、矿石和炉渣等标准物质习惯上叫作标准物质习惯上叫作标准试样标准试样，简称，简称标样标样。标样的研。标样的研制过程比较复杂。制过程比较复杂。 3 3、标准物质在工业分析

15、中的作用、标准物质在工业分析中的作用 （1 1）作为参照物质）作为参照物质，检验测定结果的可靠性。标准物质与试样，检验测定结果的可靠性。标准物质与试样进行平行分析，比较测定值与标准值之间的差异，是检验结果可进行平行分析，比较测定值与标准值之间的差异，是检验结果可靠性的最好方法之一。靠性的最好方法之一。 (2(2）标准物质用于定标仪器或标定标准滴定溶液）标准物质用于定标仪器或标定标准滴定溶液( (基准试剂还基准试剂还可直接法配制标准滴定溶液，即基准溶液可直接法配制标准滴定溶液，即基准溶液) )。仪器在使用前或。仪器在使用前或使用中，须用标准物质定标或制作校正曲线，才能给出正确使用中，须用标准物质

16、定标或制作校正曲线，才能给出正确的分析结果。的分析结果。 （3 3）作为）作为已知试样用以发展新的测量技术和新的仪器。已知试样用以发展新的测量技术和新的仪器。当采用当采用不同方法或不同仪器进行测量时，标准物质帮助我们判断测量结不同方法或不同仪器进行测量时，标准物质帮助我们判断测量结果的可靠程度。果的可靠程度。 （4 4）在仲裁分析和进行实验室质量考核）在仲裁分析和进行实验室质量考核中经常采用标准物质作中经常采用标准物质作为评价标准。为评价标准。 （5 5）采用标准试样消除基体效应。）采用标准试样消除基体效应。解决基体效应最好的办法是解决基体效应最好的办法是采用标准试样作为分析测试的标准。对基体

17、效应明显的待测试样，采用标准试样作为分析测试的标准。对基体效应明显的待测试样，在组成和性质上与标准试样越接近，测定结果越准确。这是基准在组成和性质上与标准试样越接近，测定结果越准确。这是基准试剂所不及的试剂所不及的。二、允许误差二、允许误差 允许差允许差又称又称公差公差，是指某一分析方法所允许的平行，是指某一分析方法所允许的平行测定值间的绝对偏差。测定值间的绝对偏差。 或者说，是指按此方法进行多次测定所得的一系列或者说，是指按此方法进行多次测定所得的一系列数据中最大值与最小值的允许界限即数据中最大值与最小值的允许界限即极差。极差。它是主管它是主管部门为了控制分析精度而规定的依据。部门为了控制分

18、析精度而规定的依据。 标准分析法都注有允许误差（或允许差）标准分析法都注有允许误差（或允许差），允许，允许误差是根据特定的分析方法统计出来的，它仅反映本误差是根据特定的分析方法统计出来的，它仅反映本方法的精确度，而不适用于另一种方法。方法的精确度，而不适用于另一种方法。 1 1、允许误差的定义、允许误差的定义 一般工业分析只做两次平行测定，若两次平行测定的绝对偏一般工业分析只做两次平行测定，若两次平行测定的绝对偏差超出允许差，称为差超出允许差，称为超差超差，则必须重新测定。，则必须重新测定。 2 2、允许误差的分类、允许误差的分类（1 1）室内允许差）室内允许差 在在同一实验室同一实验室内，用

19、内，用同一种分析方法同一种分析方法，对，对同一试样同一试样，独立，独立地进行两次分析，所得两次分析结果之间在地进行两次分析，所得两次分析结果之间在95%95%置信度下可允许置信度下可允许的最大差值。如果两个分析结果之差的绝对值不超过相应的允的最大差值。如果两个分析结果之差的绝对值不超过相应的允许误差，则认为室内的分析精度达到了要求，可取两个分析结许误差，则认为室内的分析精度达到了要求，可取两个分析结果的平均值报出；否则，即为超差，认为其中至少有一个分析果的平均值报出；否则，即为超差，认为其中至少有一个分析结果不准确。结果不准确。 如用氯化铵重量法测定水泥熟料中的二氧化硅含量如用氯化铵重量法测定

20、水泥熟料中的二氧化硅含量国家标准规定国家标准规定SiOSiO2 2允许差范围为允许差范围为0.15% 0.15% , ,若实际测得数若实际测得数值为值为23.56%23.56%和和23.34%23.34%，其差值为，其差值为0.22%0.22%，必须重新测，必须重新测定。定。23.56%23.56%- -23.34%23.34%= =0.22%0.22% 0.15%0.15%( (超差超差, ,数据无效数据无效) )23.56%23.56%- -23.48%23.48%= =0.08%0.08% 0.15%0.15%( (，数据有效数据有效) )如果再测得数据为如果再测得数据为23.48%23

21、.48%，与，与23.56%23.56%的差值为的差值为0.08%0.08%，小于允许误差，则测得数据有效，可以取其小于允许误差，则测得数据有效，可以取其平均值平均值23.52%23.52%作为测定结果。作为测定结果。 允许误差允许误差的计算的计算 两个两个实验室，采用实验室，采用同一种分析方法同一种分析方法，对，对同一试样同一试样各自各自独立地进行分析时，所得两个平均值之间在独立地进行分析时，所得两个平均值之间在95%95%置信度下置信度下可允许的最大差值。两个结果的平均值之差符合允许差可允许的最大差值。两个结果的平均值之差符合允许差规定，则认为两个实验室的分析精度达到了要求；否则规定，则认

22、为两个实验室的分析精度达到了要求；否则就叫作超差，认为其中至少有一个平均值不准确。就叫作超差，认为其中至少有一个平均值不准确。 （2 2）室间允许差）室间允许差 第第1 1章章 试样的采集、制备与分解试样的采集、制备与分解 1 1.1 .1 试样的采集试样的采集1 1.2 .2 试样的制备试样的制备1 1.3 .3 试样的分解试样的分解1.1 试样的采集试样的采集工业分析测定步骤：工业分析测定步骤： 1 采样采样 2 制样制样 3 分解样品分解样品 4 消除干扰消除干扰 5 方法的选择及测定方法的选择及测定 6 结果的计算和数据的评价结果的计算和数据的评价本章的重点是样品的采集、制备和分解本章

23、的重点是样品的采集、制备和分解 从被检的总体物料中取得有代表性的样品的过程称从被检的总体物料中取得有代表性的样品的过程称为采样为采样 一、样品采集的意义一、样品采集的意义 在工业分析工作中，常需要从大批物料中或大面积在工业分析工作中，常需要从大批物料中或大面积的矿山上采取实验室样品。的矿山上采取实验室样品。 目的目的：采集到的样品能够代表原始物料的平均组成：采集到的样品能够代表原始物料的平均组成 二、有关采样的基本术语二、有关采样的基本术语 1、采样单元、采样单元(sampling unit) 具有界限的一定数量物料（界限可以是有形的也可以具有界限的一定数量物料（界限可以是有形的也可以是无形的

24、）是无形的）2、份样、份样(increment，子样，子样) 用采样器从一个采样单元中一次取得的一定量的物料用采样器从一个采样单元中一次取得的一定量的物料3、原始、原始平均试样平均试样（primary sample，送检样，送检样) 合并所采集的所有份样所得的样品合并所采集的所有份样所得的样品4、实验室样品、实验室样品(laboratory sample) 为送往实验室供分析检验用的样品为送往实验室供分析检验用的样品5、备备考样品（考样品（reference sample，备检样品），备检样品） 与实验室样品同时制备的样品，是实验室样品的与实验室样品同时制备的样品，是实验室样品的备份。备份。6

25、、试样（、试样（test sample） 由实验室样品制备，用于分析检验的样品）由实验室样品制备，用于分析检验的样品）P11三、采样的原则三、采样的原则 1、均匀的物料：可以在物料的任意部位进行采样、均匀的物料：可以在物料的任意部位进行采样2、非均匀的物料：随机采样，对所得的样品分别进、非均匀的物料：随机采样，对所得的样品分别进行测定。行测定。3、采样过程中不应带进任何杂质，尽量避免引起、采样过程中不应带进任何杂质，尽量避免引起物料的变化（如吸水、氧化等物料的变化（如吸水、氧化等)四、采样的具体要求四、采样的具体要求 1、采样单元数的确定、采样单元数的确定 对于化工产品，如总体物料的单元数小于

26、对于化工产品，如总体物料的单元数小于500，则根据下表选取采样单元数。则根据下表选取采样单元数。总体物料的单元数总体物料的单元数选取的最小单元数选取的最小单元数总体物料的单元数总体物料的单元数选取的最小单元数选取的最小单元数11011495064658182101102125126151152181全部单元全部单元1112131415161718221621725425529629734334439439545045151218192021222324 如总体物料的单元数大于如总体物料的单元数大于500，则用下式计算采样，则用下式计算采样单元数：单元数：33Nn即即N为总体单元数为总体单元数2

27、、采集样品量、采集样品量的要求的要求 P13v 1.至少应满足三次重复测定的要求；至少应满足三次重复测定的要求；v 2.如需留存备考样品，应满足备考样品的要求；如需留存备考样品，应满足备考样品的要求；v 3.如需对样品进行制样处理时，应满足加工处理如需对样品进行制样处理时，应满足加工处理的要求。的要求。（2）采样方法）采样方法A 从物料堆中采样从物料堆中采样 采样时，根据物料堆的形状和份样数目，将份样采样时，根据物料堆的形状和份样数目，将份样分布在堆的顶部、腰和底部。底部采样时，采样点分布在堆的顶部、腰和底部。底部采样时，采样点应距地面应距地面0.5m，顶部采样时，应先除去，顶部采样时，应先除

28、去0.2m的表面的表面层，再沿垂直方向用铲一类的工具进行挖取。层，再沿垂直方向用铲一类的工具进行挖取。B 从物料流中采样从物料流中采样 所谓物料流是指输送带上传送的物料。在输送所谓物料流是指输送带上传送的物料。在输送带物料流中采样时，大都是使用自动化的采样器，带物料流中采样时，大都是使用自动化的采样器，定时、定量连续采样。定时、定量连续采样。 当采用相同的时间间隔采样时，若物料流的流当采用相同的时间间隔采样时，若物料流的流量均匀，则采用的时间间隔量均匀，则采用的时间间隔T T计算计算C 从运输工具中采样从运输工具中采样 从运输工具中采样时，应根据运输工具的不同，从运输工具中采样时，应根据运输工

29、具的不同，选择不同的布点方法。选择不同的布点方法。 车皮容量低于车皮容量低于30t时，采用斜线三点法；容量在时，采用斜线三点法；容量在3050t时，采用四点法；容量超过时，采用四点法；容量超过50t时，采用五时，采用五点法。点法。采样的方法采样的方法 煤堆采样煤堆采样 在料堆的周围，从地面起每隔在料堆的周围，从地面起每隔0.5m0.5m左右，用铁铲左右，用铁铲划一横线，然后每隔划一横线，然后每隔1 12m2m划一竖线，间隔选取横竖划一竖线，间隔选取横竖线的交叉点作为取样点，如图所示。在取样点取样时，线的交叉点作为取样点，如图所示。在取样点取样时，用铁铲将表面刮去用铁铲将表面刮去0.1m0.1m

30、，深入，深入0.3m0.3m挖取一个子样的物挖取一个子样的物料量，每个子样的最小质量不小于料量，每个子样的最小质量不小于5kg5kg。最后合并所。最后合并所采集的子样。采集的子样。 12mh=0.3mm=5kg0.5m 料堆上采样点的分布料堆上采样点的分布 从煤流中采样从煤流中采样 先计算出采样时间间隔，在煤流下落点，根据煤先计算出采样时间间隔，在煤流下落点，根据煤的流量和传送带宽度，以一次或分多次用接斗横截煤的流量和传送带宽度，以一次或分多次用接斗横截煤流的全断面采取一个份样。流的全断面采取一个份样。 从火车或汽车中采样从火车或汽车中采样 不管车皮容量大小，每车至少采取不管车皮容量大小，每车

31、至少采取3个份样，按个份样，按3点法布点。点法布点。 从船舶中采样从船舶中采样 直接在船上采样，以舱煤为一个采样单元，将船直接在船上采样，以舱煤为一个采样单元，将船舱分成舱分成23层，每层，每3 4m为一层，将份样均匀分布在为一层，将份样均匀分布在各层表面上。各层表面上。2、液体样品的采集、液体样品的采集(1) 特点特点 液体样品组成比较均匀，溶液采得均匀样液体样品组成比较均匀，溶液采得均匀样品。品。输送管道中的物料输送管道中的物料 储罐器中的物料储罐器中的物料 大型储罐中的物料大型储罐中的物料 小型储罐中的物料小型储罐中的物料 槽车中的物料槽车中的物料常见特殊性质的常见特殊性质的液体液体样品

32、包括哪些？样品包括哪些？P222.2 试样的制备试样的制备 原始的试样一般不能直接用于分析，必须经过制原始的试样一般不能直接用于分析，必须经过制备过程。液态和气态样品，易于混合均匀，且采样量备过程。液态和气态样品，易于混合均匀，且采样量较少，混匀后可直接进行分析。固态样品一般要经过较少，混匀后可直接进行分析。固态样品一般要经过破碎、过筛、混匀和所分四个程序。破碎、过筛、混匀和所分四个程序。一、破碎一、破碎 通过机械或人工的方法将大块的物料分散成一定细通过机械或人工的方法将大块的物料分散成一定细度的物料。度的物料。破碎可分为粗碎、中碎、细碎和粉碎破碎可分为粗碎、中碎、细碎和粉碎4个阶段。个阶段。

33、 破碎工具破碎工具 破碎机、辊式破碎机、球磨机、铁锤、研钵等破碎机、辊式破碎机、球磨机、铁锤、研钵等二、过筛二、过筛 物料在破碎过程中，每次磨碎后均需过筛，未通物料在破碎过程中，每次磨碎后均需过筛，未通过筛孔的粗粒再磨碎，直至样品全部通过指定的筛子过筛孔的粗粒再磨碎，直至样品全部通过指定的筛子为止为止( (易分解的试样过易分解的试样过170170目筛，难分解的试样过目筛，难分解的试样过200200目目筛筛) )。 “目目”数指每英寸（数指每英寸（25.4mm25.4mm）长度内的筛孔数目。）长度内的筛孔数目。 三、混匀三、混匀 混匀法通常有混匀法通常有人工人工混匀和混匀和机械机械混匀两种。混匀

34、两种。 人工人工法是将实验室样品置于光滑而干净的混凝土法是将实验室样品置于光滑而干净的混凝土或木制平台上，用堆锥法进行混匀。用铁铲将物料堆或木制平台上，用堆锥法进行混匀。用铁铲将物料堆积成一圆锥，然后从锥底一铲一铲将物料铲起，在距积成一圆锥，然后从锥底一铲一铲将物料铲起，在距圆锥一定距离的地方重新堆成另一个圆锥，每一铲的圆锥一定距离的地方重新堆成另一个圆锥，每一铲的物料必须从锥顶自然洒落。来回反复操作物料必须从锥顶自然洒落。来回反复操作3 3次，即可认次，即可认为样品混合均匀。为样品混合均匀。 机械机械混匀法是将物料倒入机械搅拌器中，启动机器，混匀法是将物料倒入机械搅拌器中，启动机器，经一段时

35、间的运作，即可将物料混匀。经一段时间的运作，即可将物料混匀。四、缩分四、缩分 缩分是在不改变物料的平均组成的情况下，逐步缩缩分是在不改变物料的平均组成的情况下，逐步缩小试样量的过程。小试样量的过程。 常用的有常用的有分样器分样器缩分法、缩分法、四分四分法和法和棋盘棋盘缩分法。缩分法。 1 1、分样器缩分法、分样器缩分法 分样器下面的两侧有分样器下面的两侧有承接样槽。将样品倒入后承接样槽。将样品倒入后，即从两侧流入两边的样，即从两侧流入两边的样槽内，把样品均匀地分成槽内，把样品均匀地分成两份，其中的一份弃去，两份，其中的一份弃去，另一份再进一步磨碎、过另一份再进一步磨碎、过筛和缩分。筛和缩分。

36、2 2、锥形四分法、锥形四分法 将混合均匀的样品将混合均匀的样品堆成圆锥形，用铲子堆成圆锥形，用铲子将锥顶压平成截锥体将锥顶压平成截锥体，通过截面圆心将锥，通过截面圆心将锥体分成四等份，弃去体分成四等份，弃去任一相对两等份。任一相对两等份。 重重复操作，直至取用的复操作，直至取用的物料量符合要求。物料量符合要求。3 3棋盘缩分法棋盘缩分法 将混匀的样品铺成正方形的将混匀的样品铺成正方形的均匀薄层，用直尺或特制的木格均匀薄层，用直尺或特制的木格架划分成若干个小正方形。将每架划分成若干个小正方形。将每一定间隔内的小正方形中的样品一定间隔内的小正方形中的样品全部取出，放在一起混合均匀。全部取出，放在

37、一起混合均匀。其余部分弃去或留作副样保管。其余部分弃去或留作副样保管。 第第2 2章章 水质分析水质分析2.1 概述概述2.2 水质指标的测定方法水质指标的测定方法一、水的分类一、水的分类天（自）然水天（自）然水 、生活用水、生活用水 、工业用水、工业用水 、污水、污水2.1 概述概述二、水质指标二、水质指标1 1、物理指标物理指标：温度、颜色、嗅味、浑浊度、固：温度、颜色、嗅味、浑浊度、固体含量、导电率等。体含量、导电率等。2 2、化学指标化学指标：酸碱度、硬度、矿化度等。：酸碱度、硬度、矿化度等。3 3、微生物学指标微生物学指标：细菌数、大肠杆菌群等。：细菌数、大肠杆菌群等。工业上主要测定

38、水的物理指标和化学指标。工业上主要测定水的物理指标和化学指标。三、水质标准三、水质标准生活饮用水卫生标准（生活饮用水卫生标准（GB5749-2006GB5749-2006）水质标准的定义水质标准的定义P28P28四、水质分析项目四、水质分析项目 水质分析项目繁多，主要有以下几类：水质分析项目繁多，主要有以下几类： 物理性质、金属化合物、非金属化合物、有机化合物理性质、金属化合物、非金属化合物、有机化合物物1 1、物理性质、物理性质 主要包括：水温、外观、颜色、嗅、浊度、透主要包括：水温、外观、颜色、嗅、浊度、透明度、残渣、矿化度、电导率等明度、残渣、矿化度、电导率等2 2、金属化合物、金属化合

39、物 主要包括：总硬度、钾、钠、钙、镁、铁、铜、主要包括：总硬度、钾、钠、钙、镁、铁、铜、锌、镍、锰、汞、铅、铬、铬、砷、硒等。锌、镍、锰、汞、铅、铬、铬、砷、硒等。3 3、非金属化合物、非金属化合物 主要包括：酸度、碱度、二氧化碳、溶解氧、主要包括：酸度、碱度、二氧化碳、溶解氧、氮（氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、总氮）、磷、氯氮（氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、总氮）、磷、氯化物、氟化物、碘化物、氰化物、硫化物、硫酸盐、化物、氟化物、碘化物、氰化物、硫化物、硫酸盐、硼、可溶性二氧化硅等。硼、可溶性二氧化硅等。 4 4、有机化合物、有机化合物 主要包括：化学需氧量、生化需氧量、总有机碳、主要包括：化学

40、需氧量、生化需氧量、总有机碳、矿化油、挥发性酚类、苯系物、多环芳烃、有机磷、苯矿化油、挥发性酚类、苯系物、多环芳烃、有机磷、苯胺类、硝基苯类、阴离子洗涤剂、各类农药等。胺类、硝基苯类、阴离子洗涤剂、各类农药等。五、水样的采集与保存五、水样的采集与保存GB/T 2997-91GB/T 2997-91中规定了水的采集、预处理和保存中规定了水的采集、预处理和保存的方法。的方法。其中水样的预处理包括哪些方面？其中水样的预处理包括哪些方面？过滤、浓缩、蒸馏排除干扰杂质、消解过滤、浓缩、蒸馏排除干扰杂质、消解水的采集水的采集常用的采样容器有哪几种？常用的采样容器有哪几种？无色硬质玻璃磨口瓶和有塞的聚乙烯瓶

41、无色硬质玻璃磨口瓶和有塞的聚乙烯瓶十一、溶解氧（十一、溶解氧（dissolved oxygen)的测定的测定 地面水与大气接触以及某些含叶绿素的水生植地面水与大气接触以及某些含叶绿素的水生植物在其中进行生化作用，结果使水中常溶解一些氧物在其中进行生化作用，结果使水中常溶解一些氧称为称为“溶解氧溶解氧”，溶解氧是指溶解于水中的分子状溶解氧是指溶解于水中的分子状态的氧，简称态的氧，简称DO。水中溶解氧的含量随水的深度而水中溶解氧的含量随水的深度而减少，也与大气压力、空气中的氧分压及水的温度减少，也与大气压力、空气中的氧分压及水的温度有关。有关。常温常压下，水中溶解氧一般在常温常压下，水中溶解氧一般

42、在810mg/L，随水中还原性杂质污染程度加重而下降，如果含量随水中还原性杂质污染程度加重而下降，如果含量低于低于4mg/L，水生动物有可能因窒息而死亡。溶解氧，水生动物有可能因窒息而死亡。溶解氧氧化铁而腐蚀金属，因此在工业分析中也是一个很氧化铁而腐蚀金属，因此在工业分析中也是一个很重要的指标。重要的指标。1 1、间接碘量法基本原理、间接碘量法基本原理蓝色消失定量析出淀粉溶解，IIMn(OH)O322424OSNa2KISOH4NaOH,MnSO2 二价锰在碱性溶液中，生成白色的氢氧化亚锰二价锰在碱性溶液中，生成白色的氢氧化亚锰沉淀沉淀 MnSO4+2NaOH=Mn(OH)2（白色）（白色）

43、+ Na2SO4 水中的溶解氧立即将生成的水中的溶解氧立即将生成的Mn(OH)2沉淀氧沉淀氧化成棕色的化成棕色的Mn(OH)4 2Mn(OH)2 + O2 + 2H2O = 2Mn(OH)4棕色棕色 加入酸后，加入酸后，Mn(OH)4沉淀溶解并氧化沉淀溶解并氧化I-离子（已加入离子（已加入KI）释出一定量的）释出一定量的I2： Mn(OH)4 + 2KI + 2H2SO4 = MnSO4 + I2 + K2SO4 + 4H2O 然后用然后用Na2S2O3标准溶液滴定释出的标准溶液滴定释出的I2 2Na2S2O3 + I2 = Na2S4O6 + 2NaI 322242OS4Na2I2Mn(OH

44、)2Mn(OH)O21VVcVVc83241)mg/L,O(322322322322OSNaOSNaOSNaOSNa2 溶溶解解氧氧2、测定步骤、测定步骤 （1）取样）取样 将胶皮管一端接水龙头，另一端插入将胶皮管一端接水龙头，另一端插入溶解氧测定瓶瓶底，待水溢出几分钟后，取出胶管溶解氧测定瓶瓶底，待水溢出几分钟后，取出胶管，迅速塞紧塞子。，迅速塞紧塞子。 （2）反应）反应 取好水样后，取下瓶塞，用刻度吸量管取好水样后，取下瓶塞，用刻度吸量管紧靠瓶口内壁，插入样品液面下紧靠瓶口内壁，插入样品液面下0.5cm，准确加入，准确加入1mL硫酸锰溶液，再用同法加入碱性硫酸锰溶液，再用同法加入碱性KI溶

45、液溶液 2mL，盖紧瓶，盖紧瓶塞，将瓶反复颠倒，充分混合均匀，放置塞，将瓶反复颠倒，充分混合均匀，放置5min 待沉淀待沉淀下降至瓶底，用上法加浓硫酸下降至瓶底，用上法加浓硫酸1.5 mL，塞紧瓶塞，颠，塞紧瓶塞，颠倒混合至沉淀完全溶解此时溶液中因碘释出而呈黄色倒混合至沉淀完全溶解此时溶液中因碘释出而呈黄色。 （3） 滴定滴定 精确移取精确移取100.00mL溶液于溶液于250mL锥形瓶锥形瓶中，用中，用Na2S2O3标准滴定溶液标准滴定溶液c(Na2S2O3)=0.01mol/L滴滴定至淡黄色后，加入定至淡黄色后，加入1mL淀粉淀粉(10g/L)，继续滴定至兰，继续滴定至兰色恰好消失，即为终

46、点。色恰好消失，即为终点。 十二、化学需氧量的测定十二、化学需氧量的测定 化学需氧量（化学需氧量（COD），是指在一定条件下，用），是指在一定条件下，用强氧化剂处理水样时所消耗氧化剂的量，以氧的量强氧化剂处理水样时所消耗氧化剂的量，以氧的量（mg/L）来表示。）来表示。水中还原性物质包括有机物和亚水中还原性物质包括有机物和亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等，化学需氧量反映了水硝酸盐、亚铁盐、硫化物等，化学需氧量反映了水中受中受还原性还原性物质污染的程度。物质污染的程度。 对于工业废水，我国规定用对于工业废水，我国规定用重铬酸钾法重铬酸钾法测定，其测定，其测得值称为化学需氧量，用测得值称为化学需氧量，用

47、CODCr表示。表示。 1、原理、原理 在强酸性溶液中，用一定量的重铬酸钾氧化水样在强酸性溶液中，用一定量的重铬酸钾氧化水样中还原性物质，过量的重铬酸钾以试亚铁灵作指示剂，中还原性物质，过量的重铬酸钾以试亚铁灵作指示剂，用硫酸亚铁铵标准溶液回滴，根据其用量计算水样中用硫酸亚铁铵标准溶液回滴，根据其用量计算水样中还原性物质消耗氧的量。还原性物质消耗氧的量。 Cr2O72- + 14H+ + 6e =2Cr3+ + 7H2O Cr2O72- + 14H+ + 6Fe2+ = 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O 2、分析、分析步骤步骤(1) 取取20.00mL20.00mL混合均匀的水样（或适

48、量水样稀释至混合均匀的水样（或适量水样稀释至20.00mL20.00mL）置于）置于250mL250mL磨口的回流锥形瓶中，准确加入磨口的回流锥形瓶中，准确加入10.00mL10.00mL重铬酸钾标准溶液及数粒小玻璃珠或沸石，连接重铬酸钾标准溶液及数粒小玻璃珠或沸石，连接磨口回流冷凝管，从冷疑管上口慢慢地加入磨口回流冷凝管，从冷疑管上口慢慢地加入30mL30mL硫酸一硫硫酸一硫酸银溶液，轻轻摇动锥形瓶使溶液混匀，加热回流酸银溶液，轻轻摇动锥形瓶使溶液混匀，加热回流2h2h（自（自开始沸腾时计时）。开始沸腾时计时）。 (2) 冷却后，用冷却后，用90mL水冲洗冷凝管壁，水冲洗冷凝管壁，取下锥形瓶

49、，溶液总体积不得少于取下锥形瓶，溶液总体积不得少于140mL，否则因酸度太大，滴定终点，否则因酸度太大，滴定终点不明显。不明显。 (3) 溶液再度冷却后，加溶液再度冷却后，加3滴试亚铁灵滴试亚铁灵指示液，用硫酸亚铁铵标准溶液滴定，指示液，用硫酸亚铁铵标准溶液滴定，溶液的颜色由黄色经蓝绿色至红褐色溶液的颜色由黄色经蓝绿色至红褐色即为终点，记录硫酸亚铁铵标准滴定即为终点，记录硫酸亚铁铵标准滴定溶液的用量。溶液的用量。 回流装置回流装置 (4) 测定水样的同时，以测定水样的同时，以20.00mL重重蒸馏水，按同样分析步骤作空白试蒸馏水，按同样分析步骤作空白试验，记录滴定空白时硫酸亚铁铵标验，记录滴定

50、空白时硫酸亚铁铵标准滴定溶液的用量。准滴定溶液的用量。 3、计算、计算 VMcVVCOD1000O)21()(mg/L),(O102Crc c硫酸亚铁铵标准滴定溶液的浓度，硫酸亚铁铵标准滴定溶液的浓度，mol/Lmol/L； V V0 0滴定空白时硫酸亚铁铵标准滴定溶液用量，滴定空白时硫酸亚铁铵标准滴定溶液用量，mLmL； V V1 1滴定水样时硫酸亚铁铵标准滴定溶液的用量，滴定水样时硫酸亚铁铵标准滴定溶液的用量，mLmL； V V水样的体积，水样的体积，mLmL； M M(1/2O)(1/2O)氧氧(1/2O)(1/2O)的摩尔质量，的摩尔质量，8g/mol8g/mol。第第3 3章章 煤质

51、分析煤质分析3.1 3.1 概述概述3.2 3.2 煤的工业分析煤的工业分析3.3 3.3 煤中全硫的测定煤中全硫的测定3.4 3.4 煤发热量的测定煤发热量的测定3.1 概述概述一、煤的组成和分类一、煤的组成和分类煤是由煤是由有机质有机质、矿物质矿物质和和水水三部分组成。三部分组成。 有机质和部分矿物质是可燃的，水和大部分矿有机质和部分矿物质是可燃的，水和大部分矿物质是不可燃的。物质是不可燃的。 有机质主要由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成，碳和氢占有机质主要由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成，碳和氢占有机质的有机质的95%以上。硫在燃烧时也放热，但燃烧的产物以上。硫在燃烧时也放热，但燃烧的产物SO

52、2不不但腐蚀设备而且污染环境。但腐蚀设备而且污染环境。 矿物质主要是碱金属、碱土金属、铁、铝的碳酸盐、硫酸矿物质主要是碱金属、碱土金属、铁、铝的碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐及硫化物。除硫化物外，其它的矿物质不能燃烧，盐、磷酸盐及硫化物。除硫化物外，其它的矿物质不能燃烧，正是由于矿物质的存在，使煤的可燃比例减小，影响煤的发热正是由于矿物质的存在，使煤的可燃比例减小，影响煤的发热量。量。1 1、煤的组成、煤的组成 碳是组成煤大分子碳是组成煤大分子的骨架，在各元素中最的骨架，在各元素中最高，一般大于高，一般大于70%。随。随着煤化程度的不断增高，着煤化程度的不断增高，煤中碳元素的含量也越煤中碳元素的含量也

53、越高，如某些超无烟煤，高，如某些超无烟煤，碳含量可超过碳含量可超过97%。 碳碳氢是煤中第二个重要氢是煤中第二个重要的组成元素，它占煤的组成元素，它占煤的质量分数为的质量分数为16%，越是年轻的煤，其含越是年轻的煤，其含量也越高。量也越高。 氢氢氧元素是组成煤有氧元素是组成煤有机质的十分重要的机质的十分重要的元素，越是年轻的元素，越是年轻的煤，氧元素的比例煤，氧元素的比例也越大，发热量常也越大，发热量常随氧元素含量的增随氧元素含量的增高而降低，其含量高而降低，其含量从从130%均有。均有。 氧氧 氮元素在氮元素在煤中的比例煤中的比例较少，一般较少，一般为为0.53%。 氮氮硫硫硫元素也是组硫元

54、素也是组成煤的有机质成煤的有机质的一种常见元的一种常见元素，它在煤中素，它在煤中含量的多少，含量的多少，与煤化程度的与煤化程度的高低无明显关高低无明显关系，其含量从系，其含量从最低的最低的0.1到最到最高的高的10%均有。均有。 煤的元素组分的不同，不仅能反映出煤化程度，而且也直接煤的元素组分的不同，不仅能反映出煤化程度，而且也直接表征出煤性质的不同。表征出煤性质的不同。 如碳含量低、氧含量高的煤，多是粘结性很差或是没有粘结如碳含量低、氧含量高的煤，多是粘结性很差或是没有粘结性的年轻煤；碳含量高、氧含量低的煤则常是一些无粘结性的性的年轻煤；碳含量高、氧含量低的煤则常是一些无粘结性的年老煤，只有

55、碳含量在年老煤，只有碳含量在8488%，氢含量在，氢含量在5%以上的中等变质以上的中等变质程度的煤，才是结焦性较好的炼焦用煤。程度的煤，才是结焦性较好的炼焦用煤。 2、煤的分类、煤的分类 煤的种类繁多，质量也相差悬殊，不同类型的煤有不同的用煤的种类繁多，质量也相差悬殊，不同类型的煤有不同的用途。途。 新的煤分类国家标准把我国的煤从褐煤到无烟煤之间共划分为新的煤分类国家标准把我国的煤从褐煤到无烟煤之间共划分为14个大类和个大类和17个小类。个小类。 常见的三类：褐煤、烟煤、无烟煤常见的三类：褐煤、烟煤、无烟煤对工业用煤的要求对工业用煤的要求 煤炭的主要用途是燃烧、炼焦和造气等，也可作为煤炭的主要

56、用途是燃烧、炼焦和造气等，也可作为化工原料。为了得到强度高，灰分、硫分低的优质化工原料。为了得到强度高，灰分、硫分低的优质冶金用焦，对冶金用焦，对炼焦用煤炼焦用煤有以下要求：有以下要求：（1 1）有较强的结焦性或粘结性）有较强的结焦性或粘结性 （2 2）煤的灰分要低）煤的灰分要低（3 3）煤的硫分要低）煤的硫分要低 （4 4）配合煤的挥发分要合适）配合煤的挥发分要合适二、煤的分析项目二、煤的分析项目1、工业分析、工业分析 煤的工业分析包括煤的煤的工业分析包括煤的水分水分（moisture)、灰分灰分(ash)、挥发挥发分分(volatile)和和固定碳固定碳(fixed carbon)四个项目

57、的测定。四个项目的测定。 通常，水分、灰分、挥发分都直接测定，固定碳不直接测通常，水分、灰分、挥发分都直接测定，固定碳不直接测定，而是用差减法进行计算。定，而是用差减法进行计算。 有时也将上述四个测定项目叫做有时也将上述四个测定项目叫做半工业分析半工业分析，再加上，再加上煤的煤的发热量发热量和和煤中全硫煤中全硫的测定，则称为的测定，则称为全工业分析全工业分析。 煤的工业分析又叫技术分析或实用分析，是煤的工业分析又叫技术分析或实用分析，是评价煤的基本依据。评价煤的基本依据。 煤的工业分析是了解煤的性质和用途的重要指标。煤的工业分析是了解煤的性质和用途的重要指标。 如水分和灰分高的煤，它的有机质含

58、量就少，发热量如水分和灰分高的煤，它的有机质含量就少，发热量低，经济价值就小。低，经济价值就小。2 2元素分析元素分析 煤中煤中主要含有主要含有碳、氢、氧、氮、硫碳、氢、氧、氮、硫等元素，等元素，此外，此外，煤炭中还往往含有许多放射性和稀有元素如煤炭中还往往含有许多放射性和稀有元素如铀、锗、镓铀、锗、镓等。等。元元素分析的结果素分析的结果是对煤进行科学分类的主要依据。在工业是对煤进行科学分类的主要依据。在工业上，是计算发热量、计算热量平衡的依据。上，是计算发热量、计算热量平衡的依据。 煤中的稀散元素很多，但一般是指有提取价值的锗、镓、煤中的稀散元素很多，但一般是指有提取价值的锗、镓、铀、钒、钽

59、等元素。铀、钒、钽等元素。 除硫外，煤中还含有一些有害元素，如磷、氯、砷、氟、除硫外，煤中还含有一些有害元素，如磷、氯、砷、氟、汞等。可以根据需要进行检测。汞等。可以根据需要进行检测。一、常用的符号和基准一、常用的符号和基准 1分析项目的名称及表示符号分析项目的名称及表示符号表表1 1 分析试验项目及符号分析试验项目及符号项项目目水分水分灰分灰分挥发挥发分分固定固定碳碳发热发热量量矿物矿物质质符符号号MAVFCQMMC、H、O、N、S及煤灰中化学成分等仍以元素及煤灰中化学成分等仍以元素名称为代表符号。名称为代表符号。ashvolatile compoundfixed carbonquantit

60、y of produced heatmineral mattermoisture3各种基准的表示符号各种基准的表示符号P54 基准是指煤样所处的状态。用不同状态的煤基准是指煤样所处的状态。用不同状态的煤样分析试验，将得出不同的结果，所以基准样分析试验，将得出不同的结果，所以基准又是用以计算和表达测定值的主要依据之一。又是用以计算和表达测定值的主要依据之一。 收到基（收到基（ar）as received空气干燥基（空气干燥基（ad）airdry干基（干基（d）dry干燥无灰基（干燥无灰基（daf） dry af干燥无矿物质基（干燥无矿物质基（dmmf） mineral matter tree3.