第一章-试样的采集制备与分解PPT课件

1、2020/8/2,1,分析工业生产中的原料、辅助材料、中间产品、产品、副产品及生产过程中的废物等。,工业分析的任务：,工业分析的作用：,指导和促进工业生产,指导、监督、仲裁、参谋,1. 样品采集与制备 2. 分解样品 3. 消除干扰 4. 方法的选择 5. 结果的计算和数据的评价,工业分析的步骤：,2020/8/2,2,1.1 试样的采集,采样单元：具有界限的一定数量的物料。 份样（子样）：用采样器从采样单元上采集的一定 量（质量或体积）的物料。 样品：从一个采样单元中取得若干个份样。 原始样品：合并所采集的所有子样得到的样品。 实验室样品：为送往实验室供分析检验制备的样品。,一、 采样的基本

2、术语、采样原则和基本要求 1、采样的基本术语,2020/8/2,3,1.1 试样的采集,参考样品：与实验室样品同时同样制备的样品，备份样品。 试样：由实验室样品制得的样品。 试料：从试样中取得的，用以分析测定所称取的一定量的试样。,一、 采样的基本术语、采样原则和基本要求 1、采样的基本术语,2020/8/2,4,采取有代表性的实验室样品时，应根据物料的堆放情况及颗粒大小，从不同部位和深度选取多个采样点，采取一定量的样品，混合均匀。采取的份数越多越有代表性。但是采样量过大，会给后面的制样带来麻烦。,1.1 试样的采集,一、 采样的基本术语、采样原则和基本要求 2、采样的原则,样品必须有充分的代

3、表性。,2020/8/2,5,1.1 试样的采集,一、 采样的基本术语、采样原则和基本要求 2、采样的原则,均匀物料：可在任意部位采样，但在采样过程中不应带进任何杂质，且尽量避免引起物料的变化。,非均匀物料：应随机采样，对所得的样品分别进行测定，汇总所有样品的检测结果。,2020/8/2,6,1.1 试样的采集,一、 采样的基本术语、采样原则和基本要求 3、采样的基本要求,样品数和样品量 样品数足够多 样品量须满足要求：,a. 至少满足三次重复检测的需求,b. 满足留存备份样品的需求,c. 满足样品加工处理的需求,2020/8/2,7,样品数和样品量,3、采样的基本要求,总体物料的单元数小于5

4、00：,总体物料的单元数大于500： 样品单元数应为总体单元数的立方根的三倍,2020/8/2,8,采样记录和报告 采样时记录被采物料的状况和采样操作；填写采样报告。 采样安全。,1.1 试样的采集,一、 采样的基本术语、采样原则和基本要求 3、采样的基本要求,2020/8/2,9,二、固体样品的采集,1、采样工具 采样探子；采样钻；气动探针和真空探针,一根金属管构成，T型手柄，U型管槽。采样探子长约750mm，外径18mm，槽口宽12mm，下端30角锥的不锈钢管或铜管。,取样时，将采样探子由袋（罐、桶）口的一角沿对角线插入袋（罐、桶）内的1/33/4处，槽口向下，探子转动两三次，槽口朝上抽出

5、探子，刮出钻槽中物料作为一个子样。,构造,取样方法,采样探子,适用于从包装桶或包装袋内采集粉末、小颗粒、小晶体等固体物料。,2020/8/2,10,关闭式采样钻示意图,二、固体样品的采集,1、采样工具,构造：金属圆筒、装在内部的旋转钻头。 取样方法：握住外管，旋转中心棒，使管子稳固进入物料，到达指定部位后停止转动，提起钻头，反转中心棒，将所取样品移进样品容器内。,适用于较坚硬的固体采样,2020/8/2,11,1、电动空气提升泵 2、样品出口,气动探针示意图,二、固体样品的采集,1、采样工具,适用于采集粉末和细小颗粒等松散物料。,2020/8/2,12,对于不均匀的物料： mQ kda 式中：

6、 mQ 采取实验室样品的最低可靠质量，kg ； d 实验室样品中最大颗粒的直径，mm； a 经验常数，一般在1.8 2.5； k 经验常数，一般值在0.02 1之间，颗粒越不均匀， k值越大。0.1 0.3，物料均匀； 0.4 0.6，物料不太均匀， 0.7 1.0，物料极不均匀。,二、固体样品的采集,2、采样量,2020/8/2,13,例如：采集某矿石样品时，若此矿石的最大颗粒直径为20 mm，k 值为0.06 kg / mm2,mQ0.06 kg / mm2(20 mm )2 24 kg,如果将上述矿石最大颗粒破碎至4 mm,mQ0.06 kg / mm2(4 mm )2 0.96 kg

7、1kg,结论： 样品的颗粒越大，称样量越大,2020/8/2,14,(1) 从物料堆中采样,3、采样方法,批量少于2.5t 时，一般设7个采样单元； 批量为2.5 80t 时，采样 单元按批量(t)201/2计算，结果取整数； 批量大于80t 时，一般设40个采样单元。,进厂的成批物料，如果在运输过程中没有取样，进厂后可在分批存放的料堆上取样。,2020/8/2,15,(1) 从物料堆中采样,3、采样方法,方法：在料堆的周围，从地面起每隔0.5 m左右，用铁铲划一横线，然后每隔12 m划一竖线，间隔选取横竖线的交叉点作为取样点。在取样点取样时，用铁铲将表面刮去0.1 m，深入0.3 m挖取一个

8、子样的物料量，每个子样的最小质量不小于5 kg。最后合并所采集的子样。,2020/8/2,16,当采用相同的时间间隔采样时，若物料流的流量均匀，则采样的时间间隔T： 式中：T 采样的时间间隔，min; Q 物料批量，t; n 份样数目，个； G 物料的流量，t/h。,(2) 从物料流中采样,3、采样方法,物料流：输送带上传送的物料。,2020/8/2,17,当车皮容量低于30t 时，沿斜线方向，采用三点采样； 当车皮容量为40t 50t 时，采用四点采样； 当车皮容量超过50t 时，采用五点采样。,(3) 从运输工具中采样,3、采样方法,30t以下,50t以上,40t50t,商品煤采样点图,2

9、020/8/2,18,三、液态物料样品的采集,1、采样工具 （1）采样勺和采样杯,采样勺用金属或塑料（要求不能与被采物料发生化学反应）制成，有表面样品采样勺、混合样品采样勺和采样杯三种。 前一种用于采集表面样品，后两种用于均匀物料的随机采样。,2020/8/2,19,三、液态物料样品的采集,1、采样工具 （2）采样管, 玻璃或塑料采样管：管长为501200mm，内径1525mm，上端为圆锥形尖口或套有一与管径相配的橡皮管，以便用手按住；小端直径有1.5 mm、3 mm、5 mm等几种，采样时视物料黏度而定，黏度大则选用大直径的采样管。 金属采样管：分铝（或不锈钢）制采样管和铜（或不锈钢）制双套

10、筒采样管。 前者适于采集贮罐或槽车中的低粘度液体样品，后者适用于采集桶装粘度较大的液体和粘稠液、多相液。双套筒采样管配有电动搅拌器和清洁器。,2020/8/2,20,三、液态物料样品的采集,1、采样工具 （3）采样瓶,玻璃（或铜制）采样瓶 一般为500mL玻璃瓶，适用于贮罐、槽车采样，玻璃采样瓶套上加重铅锤，以便沉入液体物料的较深部位。 可卸式采样瓶 加重型采样瓶、底阀型采样器等，液化气的采样常用采样钢瓶和金属杜瓦瓶。,2020/8/2,21,由于气体物料易于扩散，而容易混合均匀。工业气体物料存在状态如：动态、静态、正压、常压、负压、高温、常温、深冷等，且许多气体有刺激性和腐蚀性，所以，采样时

11、一定要按照采样的技术要求，并且注意安全。,四、气体样品的采集,常压状态气体采样,正压状态气体采样,负压状态气体采样,气体物料的三种采样方法,气体压力相等或接近大气压,气体压力高于大气压,气体压力低于大气压,2020/8/2,22,四、气体样品的采集,1、常压气体物料的采样,瓶2内注满封闭液,打开弹簧夹5，提高瓶2,封闭液进入1,瓶1空气排尽,然后经旋塞4和橡皮管3,与采样管连接,降低瓶2,气体进入瓶1,至需要量关闭旋塞4夹紧弹簧5,完成采样工作,2020/8/2,23,四、气体样品的采集,1、常压气体物料的采样,2020/8/2,24,四、气体样品的采集,2、正压气体物料的采样,正压气体的采样

12、较为简单，一般采用球胆、气袋、和采样管等。采样时只需放开取样点上的活塞，气体便自动流入气体取样器中。取样时必须用气体试样置换球胆内的空气34次。,卡式气罐,液氯钢瓶,金属杜瓦瓶,2020/8/2,25,四、气体样品的采集,3、负压气体物料的采样,负压气体,低负压气体,超低负压气体,抽气泵减压法,抽真空容器法,2020/8/2,26,抽气泵减压法采样 （适用于低压或负压不太高的负压状态气体）,August 2, 2020,27,1.2 试样的制备,从实验室样品到分析试样的这一处理过程称为试样的制备。试样的制备一般需要经过破碎、过筛、混合、缩分等步骤。,1、破碎,破碎可分为粗碎（ 50mm ）、中

13、碎（ 25mm ）、细碎（ 6-1mm ）和粉碎（ 1mm 以下）4个阶段。根据实验室样品的颗粒大小、破碎的难易程度，可采用人工或机械的方法逐步破碎，直至达到规定的粒度。,破碎工具: 锷式破碎机、辊式破碎机、圆盘破碎机、球磨机、钢臼、铁锤、研钵等。,一、制样的基本程序,2020/8/2,28,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为止(易分解的试样过170目筛，难分解的试样过200目筛)。,2、过筛,一、制样的基本程序,标准筛目数：25.4mm长度内筛孔数目 筛号越大，筛子的孔径越小。,2020/8/2,29, 筛孔（网目）指1英寸筛底长度内的

14、筛孔数。 筛孔直径按美国标准。,标准筛的筛号及孔径大小,2020/8/2,30,3、混匀,一、制样的基本程序,混匀法通常有人工混匀或机械混匀。,人工混匀法常用于手工混合大量实验室样品。在光滑而干净的混凝土或木制平台上，用铁铲将物料往一中心堆积成一圆锥，然后从锥底一铲一铲将物料铲起，重新堆成另一个圆锥，来回翻倒数次。操作时物料必须从锥堆顶部自然洒落，使样品充分混合均匀。也可采用机械混匀器进行混匀。,机械混匀法是将物料倒入机械搅拌器中，启动机器，经一段时间的运作，即可将物料混匀。,2020/8/2,31,（1）锥形四分法,将混合均匀的样品堆成圆锥形，用铲子将锥顶压平成截锥体，通过截面圆心将锥体分成

15、四等份，弃去任一相对两等份。,四分法示意图,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。常用的有分样器缩分法、锥形四分法和棋盘缩分法。,4、缩分,一、制样的基本程序,August 2, 2020,32,（2）分样器缩分法,分样器为中间有一个四条支柱的长方形槽，槽低并排焊着一些左右交替用隔板分开的小槽（一般不少于10个且须为偶数），在下面的两侧有承接样槽。将样品倒入后，即从两侧流入两边的样槽内，把样品均匀地分成两份，其中的一份弃去，另一份再进一步磨碎、过筛和缩分。,分样器示意图,4、缩分,一、制样的基本程序,August 2, 2020,33,将混匀的样品铺成正方形的均匀薄层，用

16、直尺或特制的木格架划分成若干个小正方形。用小铲子将每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。其余部分弃去或留作副样保管。,正方形挖取法,（3）棋盘缩分法,4、缩分,一、制样的基本程序,August 2, 2020,34,二、 样品的保存,样品保存于惰性材质中贴上标签，保存时间一般为6个月。,采样记录标签,2020/8/2,35,将固体试样处理成溶液，或将组成复杂的试样处理成简单、便于分离和测定的形式，为各组分的分析操作创造最佳条件。,一、分解试样的目的,二、分解试样的要求,1.3 试样的分解,试样分解必须完全 防止待测组分的损失 不能引入与被测组分相同的物质 防止引入对待测组分

17、测定引起干扰的物质 选择的试样分解方法应与组分的测定方法相适应 根据（溶）熔剂的性质，选择合适的器皿。,2020/8/2,36,三、分解试样的方法,1.3 试样的分解,2020/8/2,37,三、分解试样的方法,1.3 试样的分解,1、湿法分解法,湿法分解法是将试样与溶剂作用，使待测组分转变为可供分析测定的离子或分子的溶液。,湿法分解所用的溶剂主要有：水、有机溶剂、酸、碱等，应用最广泛的是酸。,（1）水溶解法：水是一种性质良好的溶剂，当采用溶解法分解试样时，首先考虑水作为溶剂是否可行。,2020/8/2,38,（2）酸分解法：利用酸的酸性、氧化还原性或配位性将试样中的被测组分转移入溶液中的方法

18、，称为酸分解法。,1、湿法分解法,2020/8/2,39,盐酸分解法,利用盐酸的酸性（氢离子效应）、还原性和氯离子的强配位性对试样（例如:元素周期表中电动序排在氢之前的金属或合金）进行分解是十分有效的。,2020/8/2,40,硝酸分解法,硝酸具有很强的酸性和氧化性，除了铂、金以及某些稀有金属外，浓硝酸几乎可以分解所有的金属试样，生成的硝酸盐绝大多数都溶于水。 硝酸是硫化物和含硫矿石样品良好的溶剂。 硝酸的配位能力很弱，即使有某些金属在水溶液中能与硝酸生成配合物，其原子与原子间也极易离解。,2020/8/2,41,硫酸分解法,稀H2SO4不具备氧化性，而热的浓H2SO4具有很强的氧化性和脱水性

19、。 稀H2SO4常用来溶解氧化物、氢氧化物、碳酸盐、硫化物及砷化物矿石，但不能溶解含钙试样。 热的浓H2SO4可以分解金属及合金，如锑、氧化砷、锡、铅的合金等；另外几乎所有的有机物都能被其氧化。 H2SO4的沸点（338）很高，可以蒸发至冒白烟，使低沸点酸（如HCl、HNO3、HF等）挥发除去，以消除低沸点酸对阴离子测定的干扰。,2020/8/2,42,磷酸分解法,磷酸是中强度的酸。 磷酸在高温时生成焦磷酸和聚磷酸，对金属离子具有很强的配位作用，所以常用来分解合金钢试样或某些难熔的矿样（如铬铁矿、铌铁矿、钛铁矿等）。 当单独使用磷酸溶样时，不要长时间加热，以免生成多聚磷酸难溶物。,2020/8

20、/2,43,氢氟酸分解法,氢氟酸的酸性很弱，但配位性能力很强，广泛用于各种天然和工业生产的硅酸盐试样的分解。 采用氢氟酸分解后制备的试样溶液可以不必赶去氟而直接用于原子吸收法、光焰光度法、分光光度法和纸上层析法等。 氢氟酸具有毒性和很强的腐蚀性，当分解试样时，一般采用铂器皿或聚四氟乙烯材质的容器。,2020/8/2,44,高氯酸分解法,稀高氯酸在冷或热的状态都没有氧化性，而仅有强酸性质。 浓高氯酸在加热时显示很强的氧化性，几乎能与所有的金属反应，所生成的高氯酸盐除了少数 不溶于水外，大多数都溶水。 高氯酸与硝酸、硫酸或氢氟酸的混合溶剂，对有机物的分解（消化）十分有效，是最常用的有机 物分解法。,2020/8/2,45,实际工作中，常常将两种或两种以上的酸按比例混合使用。,（2）酸分解法