原料处理（精选9篇）
原料处理 篇1
原料油泵 (B-1/2) 是锦州石化公司焦化车间普焦装置的关键设备, 负责将减压渣油提供给反应系统, 该设备的运转情况直接影响到焦化车间的正常生产。
1. 原料油泵技术参数及测点布置
焦化车间普焦装置原料油泵由电动机通过联轴器直接驱动, 介质为减压渣油, 入口操作压力0.15MPa, 出口操作压力0.49MPa, 操作温度120℃, 设备技术参数如表1所示。设备结构简图及测点布置如图1所示, 图中l H、1V、1A分别为泵外侧轴承座水平、垂直、轴向测点, 2H、2V分别为泵内侧轴承座水平、垂直测点, 3H、3V、3A分别为电机内侧轴承座水平、垂直、轴向测点, 4H、4V分别为电机外侧轴承座水平、垂直测点。
2. 振动分析
原料油泵 (B-1/2) 2008年11月投入运行, 设备的运行状态良好。2009年6月5日, 在巡检过程中发现泵振动突然增大, 振动幅值数据如表2所示。振动特点是泵端水平处的振动较大, 图2、图3分别为原料油泵振动异常时1H、2H测点的振动频谱图在工频转速2 980r/min处, 1H测点振动频幅值为9.82mm/s, 2H测点振动幅值为9.11mm/s。根据标准IS010816-3及GBl0889, 振动幅值严重超标, 为保证生产安全需要立即停车检修。
3. 故障诊断及处理
根据以上频谱特征, 振动增大后泵端频谱图未见分数频成分, 排除轴承故障, 主要振动方向为水平方向, 振动增大后1H、2H测点出现明显1倍频, 时域波形中未见削波现象, 排除动静件摩擦, 判断为转子动不平衡。拆机检查发现过叶轮流道内结垢较多, 造成转子质量偏心, 导致严重动不平衡。清除转子叶轮流道后, 转子重新做动平衡。检修完成后于2009年6月24日开车运行, 泵端各点振动明显降低。
该泵经过检修处理后一直运行良好, 泵内侧水平振动在2.8 mm/s以下, 泵外侧水平振动在3.1 mm/s以下, 其余各点振动值也明显下降。通过监测诊断分析找出设备振动超标的原因, 采取相应的整改维修措施后原料油泵振动恢复正常。
参考文献
[1]盛兆顺, 尹琦岭.设备状态监测与故障诊断技术及应用[M].北京:化学工业出版社, 2004.
[2]朱宣权.设备故障诊断技术[M].中国设备管理协会设备故障诊断技术委员会, 1994.
[3]陈大禧, 朱铁光.大型回转机械诊断现场实用技术[M].北京:机械工业出版社, 2002.
原料处理 篇2
摘要：以糖蜜为原料的酵母废水属于高浓度有机废水,其可生化处理性能较差,单一的处理技术并不能将酵母废水处理后达标排放.由于酵母发酵废水中含有丰富的有机质以及多种微量元素,因此,对于酵母废水的`处理必须在实现资源化综合利用的基础上采用多种处理技术相结合,最终实现废水的达标排放.作 者：李知洪 肖冬光 梁音 LI Zhi-hong XIAO Dong-guang LIANG Yin 作者单位：李知洪,LI Zhi-hong(天津科技大学生物工程学院,天津,300457;安琪酵母股份有限公司,湖北,宜昌,443003)
肖冬光,梁音,XIAO Dong-guang,LIANG Yin(天津科技大学生物工程学院,天津,300457)
原料药危机 篇3
“如果初级原料药的生产以环境污染和资源浪费為代价，那么其带来的间接损失是难以估算的。损害的不仅是我国整个药品进出口市场，还有不可修复的生态环境。”国家工信部消费品工业司副司长吴海东日前在接受采访时直言，量大价低已成為我国原料药出口通病。
据中国医保商会统计数据分析，2011年受到欧美市场份额的继续扩大等因素影响，我国原料药出口已由快速恢复性增长转向稳定增长，增幅依旧保持在20％左右。
繁荣背后藏隐忧
业内人士普遍认為，最能代表我国医药工业国际竞争力的只有原料药，而在原料药中，化学原料药一直占据主导地位。仅2010年，我国化学原料药总产量已达80万吨，成為名副其实的全球最大化学原料药生产和出口国。
谈起我国化学原料药的优势，吴海东直言，主要体现在规模大、品种多。“我们可以生产1600多种化学原料药，其中，60多种原料药在国际市场上具有较强竞争力。特别是维生素C、维生素E、青霉素、抗生素等重要品种的原料药生产方面，在世界上占有举足轻重的地位。”
但这种繁荣，在白云山化药厂厂长刘学斌看来，并不值得称赞。“很多国外先进的、高附加值的原料药我们根本就不知道是用什么设备，通过怎样的反应程序生产出来的。而国内企业仍然存在着污染治理和清洁生产水平较低、产品质量水平和附加值较低及盲目重复低水平建设等问题。”
加快装备的升级改进、工艺路线的革新、产品生产的差异化等已成為诸多药企的共识。
前行的“绿色关卡”
从海正药业因环保问题引发轩然大波，到去年4月浙江医药发生环境污染事件，再到前不久联邦内蒙古制药的污染问题及永安药业“环保门”事件……环保压力已成為原料药生产企业必须直视的问题。而这也折射出了国内原料药行业身处产业链底端的尴尬。
在近期环保部发布的《2011年国家重点监控企业名单》中，有近70家制药企业被列入重点监控目录，国家已把原料药项目及其产品链扩建明确纳入产业结构调整指导目录的审批和控制范围。
“这意味着环保能力将是决定企业是否被政策和市场淘汰的重要竞争力。”刘学斌说。
当然，国内原料药生产企业的环保问题，与发达国家的医药产业战略转移是分不开的。多年前，发达国家因為污染严重便把高污染、低附加值的化学原料药产业向第三世界国家转移。
我国亦在全球化的产业分工中承接了很多高污染、高能耗的产业。
毫不客气地说，从某种程度上，我国以出口為利润主体的原料药产业快速发展，是以透支环境承受能力為代价而获取的。
中国医药企业管理协会会长于明德指出，在“十二五”期间，要着力发展一批高技术、高附加值下游深加工产品领域的关键性工艺技术，而对那些极易造成污染或是高能耗的、已被国外转移到发展中国家的品种绝不再引进。
寻求新的增长点
如果说生产成本低、薄利多销的比较优势是我国原料药产业迅速占领了国际市场的权宜之计，那么促进产业升级、寻求新的增长方式将是我国原料药产业持续增长的理性之路。
“我国原料药国际化程度的提高，不应该仅仅表现在数量上，而应更多地体现在质量上。”鲁抗医药股份公共事务部经理朱军生认為，“走向国际”并不等于“迈向一流”。从整个产业链来讲，倘若只做低端、粗放型原料药，而不进行到产业链的最后一步，那么将只能分到产业全球化巨大蛋糕中极小的一块。
结合目前全球仿制药市场发展迅速，专利药到期数量多的情况，朱军生认為，国内原料药生产企业可在发展仿制药制剂和研发专利到期药物原料药两种方式上寻求新的增长点。
此外，加快国际认证步伐，突破非关税技术贸易壁垒，也成為国内原料药企业进入欧美主流市场的重要环节。
同时，“原料药制药企业的主动提升和自律经营，还需要各类产业政策和监管的科学引导”。朱军生说，相关部门要加大对原料药的审批准入和质量、安全及环保体系的监管力度。一些产业协会也应定期发布市场运行预警信息，最大程度地避免无序竞争和重复建设，引导药企科学投资，理性竞争。
(来源：中国科学报)
混凝—氧化法预处理原料药废水 篇4
本工作将混凝工艺分别与Fenton试剂氧化和臭氧氧化两种高级氧化工艺相结合对原料药废水进行预处理, 考察不同反应因子对废水处理效果的影响, 确定经济合理的预处理工艺参数, 为后续生化处理创造条件并为实际废水处理工艺提供可靠的数据支持。
1 实验部分
1.1 废水水质
12种原料药分A、B、C三条生产线生产, 每条生产线上分别生产4种。产生的废水主要包括工艺废液、反应废水、纯水制备废水、设备清洗废水等。该公司对废水采取分质处理方式, 其中, 工艺废液焚烧或外送, 其他废水进入污水处理站。反应废水主要来自于制药生产车间, 主要污染物为苯胺衍生物、甲苯、卤代烃和醇类、酯类、盐类等, 由于反应废水水量大、成分复杂, 因此本实验以反应废水为研究对象。根据各条生产线上废水排放规律及水质水量情况, 取最不利的生产条件下排放的反应废水进行后续实验研究, 废水水质见表1。
mg/L
1.2 试剂和仪器
聚合氯化铝 (PAC) 、聚丙烯酰胺 (PAM) 、硫酸亚铁、重铬酸钾、硫酸银、浓硫酸、氢氧化钠、氯化汞:分析纯;双氧水:质量分数30%, 工业纯。
CF-G-3-010型臭氧发生仪:青岛国林臭氧有限公司;QD-YZ型纯氧制备机:上海环保设备总厂;85-1型磁力搅拌器:金坛医疗仪器厂;PHS-3C型精密p H计、FA2004N型电子天平:上海精密科学仪器有限公司。
1.3 实验方法
(1) 混凝实验:取废水200 m L, 用氢氧化钠调节p H为碱性, 加入PAC, 用磁力搅拌器快速搅拌 (转速60 r/min) 30 s, 再加入PAM, 快速搅拌1 min后慢速搅拌 (转速15 r/min) 3 min, 静置沉淀1 h后取上清液测定COD。
(2) Fenton试剂氧化实验:取200 m L混凝后的上清液, 调节p H, 搅拌30 s, 加入一定量的双氧水, 快速搅拌30 s后再加入硫酸亚铁溶液, 快速搅拌 (转速60 r/min) 后再慢速搅拌 (转速15 r/min) 50min, 调节p H为9, 静置沉淀10 min, 取上清液测定COD和BOD5, 考察废水可生化性变化。
(3) 臭氧氧化实验:取一定量混凝后上清液, 调节p H为10, 通入臭氧1 h, 静置5 min, 取上清液测定COD和BOD5, 考察废水可生化性的变化。
1.4 分析方法
采用重铬酸钾法测定COD[2];采用五日生化需氧量法测定BOD5[3]。
2 结果与讨论
2.1 混凝实验
2.1.1 混凝p H对混凝效果的影响
实验结果表明, 当PAC加入量为500 mg/L、PAM加入量为12 mg/L、混凝时间为1 h时, 随着混凝p H的升高, COD去除率增大;但当混凝p H大于9.5后, 随着混凝p H的升高, COD去除率增长缓慢, 故以下实验选定混凝p H为9.5。
2.1.2 PAC加入量对混凝效果的影响
实验结果表明, 当PAM加入量为12 mg/L、混凝时间为1 h时, 随着PAC加入量的增大, COD的去除率也逐渐增大;当PAC加入量大于600 mg/L时, COD的去除率增大变缓, 故以下实验选定PAC加入量为600 mg/L。
2.1.3 PAM加入量对混凝效果的影响
实验结果表明, 当混凝时间为1 h, 随着PAM加入量的增大, COD的去除率增大, 同时沉降速率加快;当PAM加入量大于12 mg/L时, COD的去除率反而有所下降。故以下实验选定PAC加入量为12 mg/L。
2.1.4 混凝时间对混凝效果的影响
实验结果表明, 混凝实验中随着混凝时间的延长, COD的去除率增大, 当混凝时间为1 h时, COD去除率为23.0%;当混凝时间大于1 h时, COD的去除率增加比较缓慢。故以下实验选定混凝时间为1 h。
2.2 Fenton试剂氧化实验
2.2.1 Fenton试剂氧化p H对COD去除率的影响
在最佳混凝条件下, 当双氧水加入量为50 mg/L、硫酸亚铁加人量为50 mg/L时, Fenton试剂氧化p H对COD去除率的影响见图1。由图1可知, 当Fenton试剂氧化p H为3时, COD的去除率最大, 这与相关文献的结果是一致的[4,5]。
2.2.2 硫酸亚铁加入量对COD去除率的影响
在最佳混凝条件下, 当Fenton试剂氧化p H为3、双氧水加入量为50 mg/L时, 硫酸亚铁加入量对COD去除率的影响见图2。由图2可知, COD去除率随着硫酸亚铁加入量的增加而增大, 当硫酸亚铁加入量超过50 mg/L时, COD的去除率反而减小。双氧水在Fe2+的催化作用下产生羟基自由基与废水中的有机物发生反应[6], 当Fe2+过量时会与羟基自由基发生反应, 阻碍了羟基自由基与有机物反应的进行, 使氧化效果降低[7]。因此确定硫酸亚铁加入量为50 mg/L。
2.2.3 V (H2O2) ∶V (硫酸亚铁) 对COD去除率的影响
在最佳混凝条件下, 当Fenton试剂氧化p H为3、硫酸亚铁加入量为50 mg/L时, V (H2O2) ∶V (硫酸亚铁) 对COD去除率的影响见图3。由图3可知:当V (H2O2) ∶V (硫酸亚铁) 小于10时, 随着V (H2O2) ∶V (硫酸亚铁) 增大COD去除率增大;当V (H2O2) ∶V (硫酸亚铁) 为10时, 即H2O2加入量为15 g/L时, COD去除率最高, 为24.2%, BOD5/C O D由原来的0.24增大到0.30, 提高了25.8%;当V (H2O2) ∶V (硫酸亚铁) 大于10时, COD去除率减小。这可能是因为在H2O2加入量较大时, H2O2发生副反应消耗掉了水中的羟基自由基, 同时使H2O2发生分解[7], 降低了COD的去除率。因此确定V (H2O2) ∶V (硫酸亚铁) 为10。
2.3 臭氧氧化实验
臭氧氧化法是利用臭氧的强氧化性与水中有机污染物发生直接氧化和间接氧化反应, 从而将有机污染物转化为微毒、无毒物质或易于分解的小分子形态, 同时达到杀菌、助凝的效果[8]。
2.3.1 臭氧氧化p H对COD去除率的影响
在最佳混凝条件下, 当臭氧加入量为12 g/L、臭氧氧化反应时间为1 h时, 臭氧氧化p H对COD去除率的影响见图4。由图4可知, 在酸性条件下臭氧氧化的COD去除率均较小, 中性环境下COD去除率有所增大, 而在碱性环境下COD去除率继续升高, 但当臭氧氧化p H超过12时, COD去除率开始减小。这是由于在酸性条件下, 臭氧直接氧化反应占主导地位, 由于其强烈的选择性, 臭氧与有机物反应缓慢;而在碱性条件下臭氧发生间接氧化反应, 在OH-的诱导下分解产生羟基自由基的速率明显加快, 自由基主导反应有效地提高了有机物的降解速率。当p H超过12时, 羟基自由基之间会发生速度极快的猝灭反应, 使有机物降解速率下降。这和相关文献的研究结论是一致的[7]。因此臭氧氧化p H为10。
2.3.2 臭氧加入量对COD去除率的影响
在最佳混凝条件下, 当臭氧氧化p H为10、臭氧氧化反应时间为1 h时, 臭氧加入量对COD去除率的影响见图5。由图5可知:COD去除率随着臭氧加入量的增大而增大, 在臭氧加入量由5 g/L增加到15 g/L时, COD去除率大幅增加;当臭氧加入量大于15 g/L后, COD去除率变化缓慢, 至25 g/L时反而有所降低, 这可能是由于过量的臭氧未能及时溶解到废水中从而造成臭氧使用效率降低造成的。
2.3.3 臭氧氧化反应时间对COD去除率的影响
在最佳混凝条件下, 当臭氧氧化p H为10、臭氧加入量为15 g/L时, 臭氧氧化反应时间对COD去除率的影响见图6。由图6可见:随着臭氧氧化反应时间的延长, COD去除率增大;当臭氧氧化反应时间超过60 min后, COD去除率增加缓慢。因此臭氧氧化反应时间以60 min为宜。在此条件下, 臭氧氧化对废水的COD去除率为27.8%, BOD5/COD由原来的0.24提高到0.32, 提高了33.3%。
2.4 经济效益分析
2.4.1 两种预处理工艺的经济性比较
两种预处理工艺的运行费用见表2。
每天原料药废水水量为29.5 m3/d, 计算可知混凝—Fenton试剂氧化法处理成本为13.85元/t, 混凝—臭氧氧化法处理成本为8.89元/t。
2.4.2 与其他工艺的经济性比较
混凝—臭氧氧化工艺流程短, 操作简单, 无需反复调节废水p H, 反应后废水可生化性好, 因此优先选用此预处理工艺处理原料药废水, 处理后废水与公司其他废水 (570 m3/d) 混合再进行生化处理。生化处理系统采用水解酸化—好氧处理工艺, 经计算, 整体处理工艺费用如下:电费为2 187.82元/天, 药剂费为635.39元/天, 人工费为280元/天, 废水的处理成本为5.17元/吨, 与传统抗生素废水预处理—厌氧—好氧处理工艺4.89元/吨的处理成本相比较, 处理成本稍高。
3 结论
a) 采用混凝工艺分别与Fenton试剂氧化和臭氧氧化两种高级氧化工艺相结合预处理原料药废水, 混凝实验的最佳条件为混凝p H为9.5、PAC加入量为600 mg/L、PAM加入量为12 mg/L、混凝时间为1h, 混凝后COD去除率为23.0%。
b) Fenton试剂氧化的最佳条件为Fenton试剂氧化p H为3, 硫酸亚铁加入量50 mg/L, V (H2O2) ∶V (硫酸亚铁) 10。在此条件下Fenton试剂氧化对废水的COD去除率为24.2%, BOD5/COD比由原来的0.24增大到0.30, 提高了25.8%。
c) 臭氧氧化的最佳条件为臭氧氧化p H10, 臭氧入加量15 g/L, 臭氧反应时间60 min。在此条件下, 臭氧氧化对废水的COD去除率为27.8%, BOD5/COD由原来的0.24提高到0.32, 提高了33.3%。
d) 混凝—臭氧氧化—生化工艺处理原料药废水, 处理成本为5.17元/吨。该工艺相对于传统的预处理—厌氧—好氧处理工艺, 工艺流程短、操作简单、占地面积小、受外界影响因素小, 具有较大的应用价值。
摘要：采用混凝—Fenton试剂氧化或混凝—臭氧氧化两种氧化技术预处理上海某医药集团原料药废水。实验结果表明:采用聚合氯化铝 (PAC) 和聚丙烯酰胺 (PAM) 复合混凝处理该废水, 在混凝pH为9.5、混凝时间1h、PAC和PAM加入量分别为600 mg/L和12 mg/L时, COD的去除率可达23%;混凝后废水再分别用臭氧氧化和Fenton试剂氧化处理, 臭氧氧化明显比Fenton试剂氧化经济有效, 在臭氧氧化pH为10、臭氧加入量为15 g/L、臭氧氧化时间为1 h的条件下, 废水COD去除率为27.8%, 废水BOD5/COD明显提高, 为后续生化处理提供了良好的条件。
关键词：混凝,臭氧氧化,芬顿试剂氧化,预处理,原料药,废水处理
参考文献
[1]郑士章, 王诗发.ABR-生物接触氧化工艺处理制药废水[J].广东化工, 2008 (7) :101-103.
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[6]Arslan Alaton I, Dogruel S J.Photodegradation of hy-drophobic disperse dyes and dye-bath effluents by silica-dodecatungstate (SiW12O404-/5-) nanoparticles[J].WaterSci Technol, 2004, 49 (4) :171-176.
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原料处理 篇5
某炼化公司酸性水汽提装置设计处理能力42t/h, 主要处理来自上游催化裂化装置和加氢装置的混合酸性水, 装置设有两台2000m3立式拱顶酸性水罐, 罐顶挥发出含有硫化氢、有机硫化物、氨和油气的恶臭气体, 本文结合装置实际情况, 根据相关数据计算以及对同类装置经验进行借鉴, 从原料水罐排气等方面对装置原料水预处理部分相关问题进行了分析。
1 原料水罐顶排气量及其影响因素
原料水罐作为密闭容器, 对操作条件要求较为苛刻, 罐顶气量突然增大时, 含有大量硫化氢和轻油气的恶臭气体会冲破水封, 同时罐顶紧急泄压阀会启动, 导致恶臭气体直接排向大气, 给装置安全和环境保护带来巨大隐患, 因此控制罐顶气体量对于安全生产十分关键。罐顶排气量的影响因素主要有以下几点:
1.1 原料水进料量大小及性质
酸性水来自常减压、催化裂化、加氢及重整各装置, 原料水中含有烃类、轻油等易挥发组分, 这些组分在管线中压力高时溶解在原料水中, 进入微正压的原料水罐后, 油气等会挥发出来, 原料水中这类组分的含量增大时, 则罐顶的排气量会相应增大。实际生产中, 上游的酸性水流量不会是稳定值, 会在一定范围内波动, 而出罐的流量相对稳定, 因此进罐酸性水流量大于出罐流量时, 罐顶排气量会相应增大。
1.2 原料水罐顶气相温度
每天太阳辐射及气温的变化对原料水罐顶气相温度影响很大, 罐顶的气体不是理想气体, 气体中的水气、油气等与罐内液体处于气液平衡状态。罐顶气相温度受太阳辐射及气温升高影响而升高时, 气相中的水、油等组分的饱和蒸汽压升高, 导致水、油等组分的蒸发使气相分压增加, 在恒压下表现为气相体积增大, 对应的排气量也就增大;反之气相温度降低则气相体积减小, 对应的排气量也就减小。
2 装置原料水罐尾气除臭设施工艺原理及相关问题
根据上述分析, 原料水罐顶排气量主要受进料量、原料水中轻污油组分含量、气相温度变化几方面因素影响, 针对罐顶排放出的恶臭气体, 两台原料水罐共用一套尾气除臭设施, 罐顶挥发出的恶臭气体首先进入油水处理器进行气水分离, 然后恶臭气体切向进入旋流吸收塔底部, 在旋流吸收塔内, 气体螺旋上升与塔顶喷淋下来的吸收剂逆流而行, 与吸收剂所产生的液膜充分接触、反应, 完成第一级吸收。未吸收完的尾气继续切向进入旋流吸收塔底部, 再次对恶臭物质进行强化吸收, 从而达到多级吸收的效果。经过两级旋流吸收的余气完全达到《恶臭污染物排放标准》 (GB14554-1993) , 最终尾气通过排气筒放空。
结合装置实际生产情况, 针对原料水预处理部分存在的问题提出相关解决办法及操作建议。
2.1 装置两台原料水罐顶部均设置有紧急泄压阀, 当原料水罐顶排气量突然增大时, 紧急泄压阀会启动导致恶臭气体直排大气。根据装置实际情况, 该地区日均温差在10℃左右, 原料水罐入口流量在40-60t/h波动, 出口流量基本在45 t/h, 罐顶设有氮封, 通过相关公式计算, 得出原料水罐顶排气量最大值约为247.5m3/h, 装置尾气除臭设施设计处理气量为100-350 m3/h, 即使最大排气量工况下也能满足工艺需要, 没有必要设置紧急泄压阀, 罐顶设置的水封罐足以保证原料水罐安全, 因此计划在下次停工检修时将紧急泄压阀取消。
2.2 两台原料水罐顶部设置有水封罐, 装置曾经出现过水封罐液位过高, 导致水封罐酸性水进入尾气除臭设施溶剂罐, 致使吸收剂活性降低, 无法满足主要污染物去除率, 生产中需严格控制水封罐上水量及液位, 防止出现类似情况。
2.3 原料水进入装置后首先经过卧式的脱气罐, 脱气罐操作压力较低, 可以脱除原料水中部分轻烃, 减少进入原料水罐的轻烃量, 降低原料水罐的负荷, 因此加强脱气罐的操作管理非常重要。另外两台原料水罐顶部设置有氮封, 保证罐内微正压状态, 防止罐内压力出现负压导致安全事故, 同时氮气为惰性气体, 充入可以起到保护作用, 因此当原料水罐压力低时需及时充入氮气, 保证罐内压力。
3 结语
原料水中带烃带油过多不仅影响产品质量, 而且给装置带来严重的安全隐患, 同时, 原料水罐顶恶臭气体的排放对人体健康和环境造成严重破环, 因此原料水预处理对装置的安全平稳生产意义重大, 实际生产中必须严格控制。
摘要：针对某炼化公司酸性水汽提装置原料水预处理部分相关问题进行了技术分析, 通过实际操作观察和操作数据分析, 提出了解决相关问题的方法, 消除生产中的安全隐患。
关键词：原料水预处理,恶臭气体,排气量,尾气除臭设施
参考文献
[1]刘忠生, 郭兵兵, 齐慧敏.炼油厂酸性水罐区排放气量分析计算.当代化工, 2009年第38卷第3期.
[2]张颂光.污水汽提酸性水罐密闭除臭.石油化工环境保护, 2005年第24卷第4期.
原料处理 篇6
常规生产中, 制砖原料一般多为粘土、煤矸石、页岩等, 这几种原料因其容重接近, 塑性也好, 易于混合和成型, 因而是制砖的理想原料。但对粉煤灰而言, 由于其容重较小, 几乎没有塑性, 因而制砖生产中若掺加比例过大, 物料混合不均匀, 增塑化处理不到位, 则会严重影响最终成品的质量, 甚至无法成型。本文将对高掺量粉煤灰制砖生产中的原料处理及设备选择进行总结分析, 以便为完善粉煤灰制砖工艺提供参考。
1 基本工艺要求
无论是和煤矸石、页岩、粘土几种物料混合使用, 还是和其中单一组分混合, 粉煤灰的掺加比例目前一般均不超过50%, 比例越大, 产品的成型越困难, 成品率就会越低, 成品的强度也越低。
为解决上述问题, 包含了粉煤灰在内的制砖原料的处理就要予以特别的关注, 即要从原料的计量、混合、陈化、增塑处理上都要精心选择设备和处理工艺, 最终要实现下述目标——按一定比例配置的原料要实现均匀混合。由于粉煤灰和其他几种原料容重有较大差异, 混合中极其发生偏析、分层, 因此选择混合设备及工艺过程中的输送、喂料等设备时都要对此予以充分关注, 并采取必要的防范措施。
由于粉煤灰几无塑性, 不保水, 因此在实现了粉煤灰和其他原料的均匀混合后, 要对原料实现充分陈化, 注意陈化条件和时间, 之后再通过增塑化处理, 使多种原料充分融合, 整体塑性增强, 并具有良好的成型性能, 便于后续成型作业和提高制品性能。这一过程中应注意对陈化库类型、陈化工艺、增塑化设备进行精心选择, 同时将原料的最终粒度控制在适当的范围内, 以保证充分的塑化和成型制品的表面质量。
工艺设计中, 一般混合和增塑化设备常常合并, 因同类产品一般均兼具这两方面的功能。
2 几种常用的混合增塑设备
由于混合增塑设备是以粉煤灰为原料组分的制砖生产中的关键设备, 本文对此予以总结和介绍。多年来, 人们开发了多种具有此类功能的设备, 目前市场上常见的可用于粉煤灰制砖生产中的混合增塑设备主要有下面几种, 分别予以简单介绍。
2.1 筛式挤出喂料机
筛式挤出喂料机的详细结构及工作原理参见[1]。它主要由主传动系统、收集盘、挤出搅拌部件等组成。工作时电机驱动主传动减速机, 带动铲料板及挤出臂旋转, 铲料板将落入料盘中的原料不断的翻动混合, 并随后由挤出臂从筛板筒体的筛孔中挤出, 被挤出的原料自由掉落在收集盘上, 通过大小齿轮传动驱动的收集盘将原料旋转运至卸料点排出。
该类设备作为一种兼具混合和增塑处理的理想设备, 在国外墙材、屋面瓦及陶板的生产线中已成为一种标准配置, 十分常见, 且一般均配置在挤出成型机的前端。来自陈化处理后的原料, 再经过该设备进行进一步的增塑处理, 然后直接进入挤出成型机。国内由于一直没有系列化的筛式挤出喂料机, 因而未能普遍采用。目前该类设备国内已开发有完整的系列, 可供选择的规格如表1示, 其最大规格物料通过量约为65 m3/h, 混合仓直径为2100 mm。
2.2 LNA型大型湿式轮碾机
轮碾机是一种传统的碾压混合设备, 主要由碾轮、碾盘、刮料搅拌装置、支撑底盘及传动装置等组成。工作时, 轮碾机可对掺有粉煤灰的制砖原料进行充分的碾压、翻动、混合、细碎及增塑处理, 是粉煤灰烧结砖生产线的传统配置设备, 具有较好的应用效果。
为满足国内对大规格轮碾机的需求, 已完成开发了四种规格的湿式轮碾机, 其最大物料处理量可达90 m3/h, 最大碾轮直径2 100 mm, 基本与国内现阶段粉煤灰烧结砖生产线的需求状况相适应。碾轮、碾盘等耐磨件均选用高耐磨性材料, 以充分保证其工作寿命。碾轮设计充分考虑到了轮圈磨损更换的要求而采取了较为经济便捷的结构, 碾盘外圈篦孔及刮料搅拌装置也都充分考虑到了物料的碾磨作用及要求而精心进行设计, 整机底盘采用有限元分析技术使其设计不但轻巧, 而且安全可靠。表2为大型湿式轮碾机的性能参数。
2.3 行星式轮碾混合机
为克服传统轮碾机结构较庞大、质量大、功耗及造价高等缺点, 行星式轮碾混合机在结构上进行了较大改进, 除减轻了轮碾质量之外, 在旋转的立式主轴上, 还配置有若干立式搅拌轴, 并沿轮碾区圆周方向均布, 且随主轴旋转, 借助搅拌叶片可完成对物料的翻动和混合, 因而有助于进一步增强碾压增塑的效果。改进的结果是功能上进一步强化了混合效果, 弱化了辗压效果, 但质量大大减轻, 造价明显下降, 因而更适于以粉煤灰为原料的制砖生产线中, 其性价比更为优异。
该设备工作时, 物料经由下料管落到碾盘上, 在不断受到绕中心轴旋转的碾轮碾压的同时, 还受到同样由主轴驱动的行星搅拌转子的强制搅拌混合, 物料在反复的碾压、搅拌过程中不仅得以混合均匀, 同时由于捏和揉搓作用, 其塑性也得以进一步改善。由于这种特性, 该类产品特别适合砖瓦、陶瓷、耐火材料等行业使用, 用以在进行混料作业的同时, 进一步改善物料成型性能, 便于后续的挤出成型作业。
该类设备为间歇式自动排料, 应用时应注意其间断排料对生产线其他设备的影响。当布置在陈化库之前时, 可不考虑这种影响。表3为行星式轮碾混合机的性能参数。
2.4 双螺旋筛式喂料机
双螺旋筛式喂料机是在双螺旋混合机的输出端加装挤出筛板, 物料经由筛板挤出, 因此该设备亦同时具备了搅拌、均化和增塑的功能, 是结构和造价相对较低的一种产品, 但整体效果上会稍逊于上述几类设备。表4为双螺旋混合机的性能参数。
综合上述几类设备, 均能程度不同地提高原料的塑性指数, 且各有优缺点, 可视原料状况和投资情况灵活选择。一般情况下, 成品质量要求高和粉煤灰掺量大时, 优先选择前三类, 而当物料粉碎状况不理想时可优选轮碾式混合机及行星式轮碾机, 投资受限及低掺量粉煤灰时可选择双螺旋筛式喂料机。
3 生产线工艺设计中的几个问题
以粉煤灰为原料组分时, 制砖原料一般多和煤矸石或页岩或三者共同混合进行处理, 其适宜的原料处理及成型工艺流程一般为:
页岩成煤矸石→辊压机→细碎对辊机→加计量粉煤灰混合→陈化库→混合增塑设备→挤出成型机。
生产工艺线中应说明的几个问题:
页岩或煤矸石的破碎设备采用了先经辊压机中碎, 再经细碎对辊机细碎, 视最终制品的要求, 可实现物料最大颗粒小于1 mm, 这样也便于和粉煤灰的充分混合和均化, 也有效增大了和粉煤灰微粒的吸附接触面积, 便于增强原料整体塑性和制品挤出成型。
采用辊压机进行原料的中碎, 较之采用锤式破碎机, 更为经济、高效、实用, 详细分析参见[2], 此处不再赘述。
考虑到制砖生产中原料流量大的特点, 生产线中输送设备多采用螺旋式连续输送机。此类设备在多种原料喂入且不均匀时易导致排出料也不均匀, 因此设计中应先使多种原料在配料仓中首先预混合, 实现初步均化, 然后再进入输送设备和混合机中进行混合。
陈化库建议选用新型圆形陈化库[3], 其优点为:陈化原料保湿性强, 布料均匀不偏析, 原料先进先出, 不易扬尘, 占地面积小等。采用新型陈化库, 可实现原料的充分高效陈化, 也便于实现清洁生产, 一改传统陈化库粉尘飞扬的形象。
混合增塑设备的类型及选择原则前面已有陈述, 应说明的是, 实际应用中, 有的用户把该类设备放在陈化库前, 有的则放到后面, 有的则前后均有。一般建议, 轮碾式混合机及行星式轮碾机放在陈化库前, 其他类型则放到陈化库之后。当然, 必要时前后均配置这一类设备, 则更能保证制品的成型质量。
摘要：分析了粉煤灰制砖原料的处理特点及要求, 介绍了几种常用混合增塑设备, 即筛式挤出喂料机、轮碾混合机、行星式轮碾混合机和双螺旋筛式喂料机的主要特点, 并对粉煤灰制砖原料的处理工艺进行了讨论。
关键词：粉煤灰,混合增塑设备,烧结砖
参考文献
[1]佟占胜, 王宇航.圆盘筛式给料机的发展现状与设计分析[J].砖瓦, 2010 (11) .
原料处理 篇7
此研究报告刊登于《农业工程学报》2010年第5期, 题为“微波预处理原料对苹果汁褐变的影响”, 第一作者为山西师范大学工程学院的张少颖博士, 通讯作者为该校的王向东教授。
防止苹果汁褐变一直是果汁研究的热点难题之一。苹果汁褐变是苹果汁在加工或储存过程中颜色由诱人的金黄色逐渐转变为发暗的红棕色过程。其褐变主要是酶促褐变和非酶褐变, 酶促褐变是由于在打浆、取汁等工序过程中, 由于果肉组织破碎, 酶与底物的细胞区域化被打破, 在有氧气的条件下, 果蔬中的多酚氧化酶 (PPO) 催化酚类物质氧化变色所致。非酶褐变是在果蔬汁的加工和储藏过程中引起的, 这类褐变主要是由还原糖和氨基酸之间的美拉德反应引起的, 而还原糖和氨基酸都是果蔬汁本身所含的成分, 因此较难控制。通常果汁发生褐变时, 感官品质变差, 营养价值降低, 商品价值也随之下降。目前, 人们或者通过活性炭、树脂吸附脱色等方式来减轻褐变;或者添加苯甲酸、亚硫酸氢钠等食品添加剂来防止褐变。这些加工方式成本偏高, 也不符合当前食品安全的发展趋势。
为了在符合食品安全的条件下经济合理地寻找一种防止苹果汁的方法, 山西师范大学王向东教授课题组应用微波预处理苹果原料, 首次探讨微波的处理功率和处理时间对苹果汁褐变的影响。
他们采用藤木1号苹果为原料, 将苹果洗净, 切成1厘米×1厘米的小方块, 分别以90、270、450、720、900瓦的微波功率和25、50、75、100、125秒时间梯度进行组合, 分别辐照果块, 考察微波处理对苹果汁褐变的影响。同时测定了经不同功率和不同时间微波处理后苹果汁的色值、多酚氧化酶的活性、氨基态氮含量和酸度的变化, 并观察了苹果汁储存45天后的色值。课题组研究发现, 微波功率720~900瓦和处理时间75~125秒, 能够有效防止苹果汁的褐变。在微波处理功率900瓦, 处理时间100秒时, 所得苹果汁的色值为82.0, 且在室温储存45天后, 其色值为67.8, 比未经微波处理的高91.5%, 此结果说明经微波处理的原料所得苹果汁的
原料处理 篇8
原料辊磨于2010年2月完成安装, 2010年4月进行带负荷试车。2012年8~12月现场人员发现有9条原料辊磨地脚螺栓相继断裂 (断裂顺序见表1) , 而且还有继续断裂的迹象。
为解决原料辊磨地脚螺栓断裂的问题, 我们检查分析了设备和操作工艺。
1 现场检查
NAHDA水泥厂原料磨选用莱歇公司LM56.4原料辊磨, 磨盘直径为5.6m, 采用4个磨辊。工作时, 物料均匀地撒落在磨盘上, 通过磨辊加压, 将物料粉碎。在此过程中, 由于物料粒度影响, 磨机产生自激振动。为保护设备, 在主减速机和中壳体上设置振动监测装置, 监测运行中辊磨的振动, 振动达到设定的最大值时辊磨会强制停机。为消除振动对周边设备和建筑物的影响, 辊磨基础采用大型块状混凝土基础消除振动。
1.1 设备底座振动检查
在原料磨运行情况下, 我们对原料磨机钢底座进行垂直方向振动测试 (见图1) , 测试结果如表2。
从实测振动值分布看, 立柱外部底座振动大, 主电机两侧立柱的底座部位振动最大值为5.3mm/s, 已超出VDI 2056标准中大型设备振动值≤4.5mm/s的要求。埃及GOE、俄罗斯TULA项目原料磨均采用莱歇辊磨, 其结构相同, 未出现地脚螺栓断裂现象。在正常运行时测得钢底座垂直振动值为:埃及GOE项目振动值≤0.9mm/s;俄罗斯TULA项目振动值在1mm/s左右 (大部分测点振动值<1mm/s, 只有4点振动值>1mm/s) 。
1.2 原料颗粒检查
埃及NAHDA水泥厂原料采用石灰石、砂岩和铁矿石配料。石灰石经石灰石破碎机破碎后最大粒度≤75mm, 满足辊磨对物料粒度的要求;砂岩和铁矿石是从外部采购的, 检查发现砂岩和铁矿石中有少量大块物料。
为保护设备, 辊磨设置了两处振动监测点, 分别监测壳体和减速机的振动。其中壳体上设置的监测点主要检测磨机整体振动, 设定振动值≤8mm/s, 超出设定值设备强制停车。2012年9月壳体振动监测报告表明, 壳体平均振动值为4.13mm/s, 最大振动值为11.65mm/s, 振动超设定值8mm/s, 且在振动值超出设定值时设备强制停车。
从振动监测可以看出进入辊磨的原料粒度满足要求, 少量的大粒度原料产生的振动不足以造成设备的损害。
1.3 辊磨本体检查
莱歇辊磨壳体由钢底座、立柱、立柱间连接桥等组成, 通过焊接, 使它们成为一个整体。经检查发现辊磨本体除地脚螺栓断裂外, 其他部件完好, 立柱和钢底座、立柱间连接桥等主要焊缝没有开裂现象 (见图2、3) , 说明振动未对设备整体产生影响。
辊磨底座与混凝土基础周边出现裂缝 (见图4) 。尤其Ⅰ号辊立柱下钢底座外侧与混凝土基础已分离 (见图5) , 运行中钢底座振动值较大 (振动值为5.3mm/s) 。
经过检查我们可以看出, 埃及NAHDA水泥厂原料辊磨钢底座存在振动现象, 振动造成地脚螺栓断裂, 钢底座与混凝土基础分离, 但未对设备整体机构造成破坏。物料粒度满足设备工艺操作要求, 不是引起地脚螺栓断裂的原因。因此还需要对地角螺栓的质量、浇注混凝土质量及施工质量进行检查分析。
2 地脚螺栓的性能检查
辊磨地脚螺栓为M64, 采用Q235B材料制造。我们委托国家建筑材料供应建材机械产品质量检验测试中心对断裂地脚螺栓材质化学成分、力学性能进行测试。测试结果如表3、4。
检测结果表明地脚螺栓采用的Q235B材质质量满足《碳素结构钢》 (GB/T700-2006) 标准中Q235B要求。对螺纹机加工精度进行检查, 螺纹螺距满足要求。
3 辊磨基础灌浆
众所周知, 辊磨基础灌浆是设备施工的关键所在。莱歇公司资料对二次浇注材料配比、浇注前检查、浇注和保养都有明确要求。二次浇注前, 项目部土建工程师对施工单位材料配比进行评定, 从现场材料试验报告看, 灌浆材料由于外加外加剂, 未进行收缩率检测。水灰比数值是根据混凝土强度和耐久性确定, 用水量的确定与成型工艺有关。《混凝土工程施工与质量验收实用手册》中表明, 在水灰比<0.4时应进行坍落度试验, 现场试验水灰比为0.36, 用水量为165kg/m3, 没有提供坍落度试验报告, 我们不知灌浆料的流动性如何, 灌浆材料要求见表5。
为防止钢底座和混凝土基础分离, 通过灌浆将钢底座和混凝土基础紧密接合, 灌浆采用的材料具有微膨胀、可灌注的流动性、高的早期和后期强度、不泌水等特性。莱歇公司文件中对灌浆水泥基材质水灰比、收缩率及早期和后期强度有明确要求 (水灰比0.45, 收缩率≤0.27‰) , 未对流动度提出要求。我国《水泥基灌浆材料应用技术规范》 (GB50448-2008) 中规定灌浆材料为微膨胀材料, 对于流动度、早期和后期强度有明确的要求。灌浆料流动性的确认对于基础灌浆施工时基础填充起到关键作用。
莱歇公司施工流程要求辊磨立柱、连接桥和下壳体等部件与钢底座焊接完成后, 再进行基础二次灌浆, 造成灌浆时灌浆料捣实困难, 容易造成基础灌浆出现料浆不实现象, 这就要求灌浆料的流动性较好。二次灌浆后检查发现, 钢底座部分区域有不实现象, 钢底座与浇注料间出现裂纹。通过整改将空洞的地方填充了灌浆料, 对出现裂纹的地方进行了修补。
4 地脚螺栓断裂分析
4.1 断裂地脚螺栓断面分析
地脚螺栓断裂可根据断面的形状进行分析判断, 查明断裂的原因。地脚螺栓断裂部位位于螺纹底部, 此处应力最大, 是螺栓最薄弱的部位。从地脚螺栓的断裂断面上观察存在原始裂纹, 裂纹扩展区 (光滑断面) 、瞬时断裂区见图6, 地脚螺栓断裂的状况与疲劳失效的特征相同[1], 可以认定辊磨地脚螺栓断裂为疲劳断裂。
4.2 地脚螺栓断裂分析
辊磨在运行中, 由于磨辊挤压物料产生的自激振动 (2012年9月壳体平均振动值约为4.13mm/s) 辊磨整机产生振动。检查发现辊磨钢底座、立柱、连接立柱的桥架焊缝未出现开裂现象, 钢底座和混凝土基础出现裂纹甚至分离。当辊磨钢底座和混凝土连接出现问题时, 辊磨运行时产生的振动传递到地脚螺栓上, 地脚螺栓承受交变载荷。地脚螺栓在螺纹底部应力最大, 因此在螺纹底部易产生疲劳断裂。设备设计地脚螺栓为单螺母锁紧, 在运行时单螺母易产生松动, 如不及时拧紧, 会导致地脚螺栓断裂加快。
5 地脚螺栓断裂处理
由于多根地脚螺栓断裂, 严重影响原料辊磨的运行。我们首先对断裂的地脚螺栓进行修复, 再对钢底座和混凝土基础分离进行处理。
(1) 地脚螺栓的修复。我们参考莱歇公司提供的DIN529标准, 确定重新制造一段螺纹, 用钢管将新加工螺纹与断裂的地脚螺栓相焊接, 这样可以保证整改后地脚螺栓在同一中心线。为防止螺母不松动, 在基础处理完后, 运行一段时间, 现场人员对螺母进行检查拧紧, 并采取相应措施对螺母进行防松处理。
(2) 土建专业制定二次灌浆的整改施工方案。为防止钢底座产生位移, 在钢底座和混凝土基础间增加钢板进行定位。对于灌浆料质量按《水泥基灌浆材料应用技术规范》 (GB50448-2008) 的规定提出要求, 强调灌浆料流动度的试验。
6 辊磨底座的施工改进
为了消除底座平面度对辊磨的影响, 莱歇公司安装是以辊磨立柱轴承座中心为基准进行施工。按照莱歇公司的施工流程, 莱歇现场服务人员要求施工单位应在钢底座就位找平, 安装立柱、连接桥、下壳体等部件调整焊接完成后, 再进行辊磨二次灌浆。按这样的安装顺序, 可以保证辊磨立柱轴承座水平度误差较小, 满足图纸要求, 制造、施工误差可被辊磨基础吸收。
为保证基础灌浆的质量, 莱歇公司规定了灌浆材料强度、收缩率、水灰比等, 要求灌浆料采用无收缩的水泥基材料。由于对灌浆料的流动度未明确要求, 可能造成灌浆料流动性不好。由于辊磨底座空间狭小, 如果流动性不好在施工中可能会使二次灌浆捣实困难, 底座和基础接触不实。
我国《水泥基灌浆材料应用技术规范》 (GB50448-2008) 对灌浆材料流动度、早期和后期强度、膨胀率、泌水率有明确要求, 对灌浆材料的质量要求更加严格。因此在设备灌浆前, 水泥基灌浆材料的试验需进行流动度 (坍落度) 试验。
为解决二次灌浆不实问题, 国内施工单位根据莱歇辊磨的结构特点, 在安装时先将钢底座就位找平后再进行二次灌浆。有些项目在莱歇辊磨施工时, 采取混凝土基础和钢底座一次浇筑完成 (见图7) 。这种施工程序是以钢底座为基准进行施工, 制造、施工等误差通过安装调整进行吸收。
7 结语
在辊磨施工中, 辊磨钢底座的找平、钢底座和混凝土结合成为一个整体是辊磨基础施工的关键点。在施工前, 应制定详细的施工方案, 严格控制灌浆料的配比及流动度。施工中注意二次灌浆时混凝土的捣实。为保证地脚螺栓受力均匀, 在二次灌浆后, 混凝土强度达到75%时, 需采用扭矩扳手拧紧地脚螺栓。
参考文献
[1]张安哥, 等.疲劳、断裂与损伤[M].成都:西南交通大学出版社, 2006.
原料处理 篇9
1.1 仪器与试剂
(1)砷化氢发生及吸收装置;(2)砷化氢发生器:100 m L锥形瓶;(3)导气管:管径为8.0~8.5 mm;尖端孔为2.5~3.0 mm;(4)吸收瓶:下部带5 m L刻度线;(5)分光光度计:波长范围360~800 nm;(6)分析天平:感量0.0001 g;(7)可调式电炉;(8)瓷坩埚:50 m L;(9)马弗炉:温控0~950℃;(10)浓盐酸;(11)硝酸;(12)高氯酸;(13)硫酸。10-13均为优级纯,购自广州化学试剂厂。(14)混合酸溶液:HNO3+H2SO4+HCl O4=23+3+4;(15)水为双蒸水;(16)碘化钾,分析纯,购自广东省光华科技股份有限公司;(17)L-抗坏血酸,分析纯,购自国药集团化学试剂有限公司;(18)硝酸镁,分析纯,购自广州化学试剂厂;(19)氯化亚锡,分析纯,购自广州化学试剂厂;(20)锡粒,分析纯,购自天津科密欧化学试剂有限公司;(21)三氯甲烷,分析纯;(22)三乙胺,分析纯,购自上海凌峰化学试剂有限公司;(23)乙酸铅,分析纯;(24)无砷锌粒,粒径3.0 mm±0.2 mm,分析纯,购自天津市大茂化学试剂厂;(25)砷试剂[二乙胺基二硫代甲酸银(Ag-DDTC)],分析纯,购自天津科密欧化学试剂有限公司;(26)(1+3)盐酸:c(HCl)=3 mol/L量取25.0 m L浓盐酸,倒入适量水中,用水稀释到100 m L;(27)碘化钾溶液:150 g/L称取75 g碘化钾溶于水中,定容至500 m L,贮存于棕色瓶中;(28)酸性氯化亚锡溶液:400 g/L称取20 g氯化亚锡(Sn Cl2·2H2O)溶于50 m L浓盐酸中,加入6粒金属锡粒,可用一周;(29)二乙胺基二硫代甲酸银(AgDDTC)-三乙胺-三氯甲烷吸收溶液2.5 g/L称取2.5 g(精确到0.001 g)Ag-DDTC于干燥的烧杯中,加适量三氯甲烷待完全溶解后,转入1 000 m L容量瓶中,加入20 m L三乙胺,用三氯甲烷定容,于棕色瓶中存放在冷暗处。若有沉淀应过滤后使用;(30)乙酸铅棉花,将医用脱脂棉在乙酸铅溶液(100 g/L)浸泡约1 h,压除多余溶液,自然晾干,或在90~100℃烘干,保存于密闭瓶中;(31)砷标准储备溶液:100μg/m L[国家标准物质,GEW(E)080117];(32)砷标准工作溶液配制方法2:1.0μg/m L(价态还原)把1 m L 100μg/m L砷标标准储备液放入100 m L的容量瓶中,加入0.6 g碘化钾,加10 m L浓盐酸,用水定容至100 m L,加热至微沸,放凉,加入0.5 g抗坏血酸,此标液为三价砷,含砷1.0μg/m L;(33)硝酸镁溶液:150g/L,称取15 g硝酸镁[Mg(NO)2.6H2O]溶于水中,并定容至100 m L.
1.2 样品前处理实验方法
(1)盐酸溶样法(方法1)。称样1 g,置于100 m L凯式瓶中,加入17 m L(1+3)盐酸,补加8 m L浓盐酸,加15 m L水,从加2 m L碘化钾,摇匀,加入1 m L酸性氯化亚锡溶液,摇匀,静置15 min。准确吸取3 m L AgDDTC吸收液于吸收瓶中,连接好发生吸收装置(勿漏气,导管塞有膨松的乙酸铅棉花)。向发生瓶中迅速加入4g无砷锌粒,反应45 min。反应中轻摇发生瓶2次,反应结束后,取下吸收瓶,用Ag-DDTC吸收液定容至5 m L,摇匀,待测。以原吸收液为参比,在520 nm处,用1 cm比色池测定。同时于相同条件下,做试剂空白实验。
(2)干灰化法(方法2)。称样1 g,置于50 m L坩埚中,加入5 m L硝酸镁溶液,混匀,于低温或沸水浴中蒸干,低温碳化至无烟后,转入550℃马弗炉恒温灰化3.5~4 h,取出冷却,分两次加入17 m L(1+3)盐酸溶解灰分,并转移至凯式发生瓶中,补加8 m L盐酸,加15 m L水,从加2 m L碘化钾起以下按(1)步骤进行。同时于相同条件下,做试剂空白实验。
(3)混合酸消解法(方法3)。称样1 g,置于100m L凯式瓶中,加入10 m L混合酸溶液,加硝酸10 m L,置于电炉上140℃加热5 h以上,之后调温至180℃,加热2 h,视情况调高电炉温度,最高不要超过240℃,冒白烟为止,冷却至室温,补加盐酸10 m L,加30 m L水,从加2 m L碘化钾起以下按(1)操作步骤进行。同时于相同条件下,做试剂空白实验。
1.3 标准溶液的配制
准确吸取砷标准工作溶液(1.0μg/m L)0.00 m L、1.00m L、2.00 m L、5.00 m L、10.00 m L于发生瓶中,加10m L盐酸,加水稀释至40 m L,从加2 m L碘化钾起以下按(1)操作步骤进行,测吸光度,绘制出标准曲线。每次实验都应该重新绘制标准曲线。
1.4 样品测定
按照(1)盐酸溶样法对不同批号的原料石粉及该批号石粉生产的产品进行处理,得出的实验结果见表1。
同时又对某一产品中有机物原料组分A、B、C按照(3)混合酸消解法进行处理,得出的实验结果表2。
按照(2)干灰化法、(3)混合酸消解法对不同批号的石粉进行处理,也按照(2)干灰化法对组分A与石粉的混合样进行处理,得出的实验结果见表3。
2 结果与讨论
由表1可看出,产品的主要原料石粉用盐酸溶样法测出总砷均0.50~1.50 mg/kg,均未超标;而产品中测出总砷3.43~8.95 mg/kg,均为超标。
由表2可看出,产品中其他有机物组分A、B、C混合酸消解法测出总砷为0.50~1.00 mg/kg,也未超标。
由表3可看出,产品的主要原料石粉用干灰化法测出总砷3.93~11.73 mg/kg,均为超标;用混合酸消解法法测出总砷3.76~12.65 mg/kg,均为超标。而且同一个石粉样品干灰化法、混合酸消解法结果大致相当。
从表2、表3还可以看出,同一个A1组分与石粉1、石粉2的混合样结果分别是1.88 mg/kg、11.33 mg/kg,而A1总砷为1.00 mg/kg,B、C总砷分别为0.50 mg/kg、1.00mg/kg,说明石粉2本身就是总砷超标,主要是石粉引起的产品中总砷超标。而表1中,石粉用盐酸溶样法测出总砷未超标,而产品总砷超标;表3中石粉用干灰化法、混合酸消解法能测出总砷超标,且两种方法结果相当。由此可判断原料石粉中很可能含有一定量的有机砷,盐酸溶样法只能提取出无机砷,测到无机砷,无法测定到有机砷,这就造成表1所示的结果;而干灰化法和混合酸消解法可以提取出石粉中的有机砷和无机砷,能准确测到石粉及产品中的总砷含量。
混合酸消解法,缺点一是比较浪费优级纯浓酸类,检测成本较高;缺点二是前处理时间长达10 h,处理样品数量有限,不利于检测效率。
干灰化法,优点一用稀酸溶液溶解灰分,浓酸用量是湿法的20%,检测成本较湿法法低4.7倍;优点二是前处理时间仅为4 h,处理样品数量较多,有利于检测大量样品。
通过对比混合酸消解法、干灰化法的优缺点,可以看出干灰化法在检测成本、检测效率上有绝对的优势。
摘要：石粉用干灰化法、混合酸消解法能测出总砷超标,且两种方法结果相当,都可以提取出石粉中的有机砷和无机砷,能准确测到石粉及及其生产的产品中的总砷含量。通过对比混合酸消解法、干灰化法的优缺点,得知干灰化法在检测成本、检测效率上有绝对的优势,最终确定以干灰化法为原料石粉及产品中总砷测定的前处理方法。