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發(fā)布時(shí)間：2020-03-08 來源：北京中丹節(jié)能環(huán)?？萍加邢薰?nbsp; 作者：bjzhongdan 打印本文小中大

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，環(huán)境問題日益加劇。水泥窯協(xié)同處置固體廢物對(duì)緩解我國危險(xiǎn)廢物處置壓力有重要意義，而且在很大程度上減少能源的消耗，符合國家循環(huán)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展理念。水泥窯處置過程中，在利用固體廢物作為替代原料、燃料的同時(shí)，固體廢物中含有的氯、硫、堿、重金屬等元素也會(huì)對(duì)協(xié)同處置過程及后期資源化利用產(chǎn)生一系列影響。因此在固體廢物進(jìn)廠前必須做好相關(guān)的檢測(cè)，以免對(duì)水泥窯和熟料質(zhì)量產(chǎn)生影響。對(duì)于水泥窯協(xié)同處置固體廢物時(shí)，檢測(cè)固體廢物和熟料所需要的檢測(cè)儀器主要包括以下儀器。

X射線熒光光譜儀

測(cè)定熟料中重金屬和固體廢物中硅、鈣、硫、氯、鉀、鎂、鋁、汞、鉈、鎘、鉻、鉛、砷、鈹、錫、銻、銅、錳、鎳、釩、鋅、鉬等元素的定性和定量分析。

分析原理：用X射線照射試樣時(shí)，試樣可以被激發(fā)出各種波長的熒光X射線，需要把混合的X射線按波長（或能量）分開，分別測(cè)量不同波長（或能量）的X射線強(qiáng)度，以進(jìn)行定性和定量分析。

X射線熒光光譜儀的特點(diǎn)：

a)分析速度高。測(cè)定用時(shí)與測(cè)定精密度有關(guān)，但一般都很短，2～5分鐘就可以測(cè)完樣品中的全部待測(cè)元素。

b) X射線熒光光譜跟樣品的化學(xué)結(jié)合狀態(tài)無關(guān)，而且跟固體、粉末、液體及晶質(zhì)、非晶質(zhì)等物質(zhì)的狀態(tài)也基本上沒有關(guān)系。（氣體密封在容器內(nèi)也可分析）但是在、高分辨率的精密測(cè)定中卻可看到有波長變化等現(xiàn)象。特別是在超軟X射線范圍內(nèi)，這種效應(yīng)更為顯著。波長變化用于化學(xué)位的測(cè)定。

c) 非破壞分析。在測(cè)定中不會(huì)引起化學(xué)狀態(tài)的改變，也不會(huì)出現(xiàn)試樣飛散現(xiàn)象。同一試樣可反復(fù)多次測(cè)量，結(jié)果重現(xiàn)性好。

d) X射線熒光分析是一種物理分析方法，所以對(duì)在化學(xué)性質(zhì)上屬同一族的元素也能進(jìn)行分析。

e) 分析精密度高。

f) 制樣簡單，固體、粉末、液體樣品等都可以進(jìn)行分析。

手持式X射線熒光光譜儀

用于測(cè)定固體廢物中硅、鈣、硫、氯、鉀、鎂、鋁、汞、鉈、鎘、鉻、鉛、砷、鈹、錫、銻、銅、錳、鎳、釩、鋅、鉬等元素的定性和定量分析。

手持式X射線熒光光譜儀，測(cè)定人員可以在現(xiàn)場(chǎng)直接對(duì)固體廢物進(jìn)行快速的分析測(cè)定，實(shí)現(xiàn)了快速、準(zhǔn)確分析固體廢物中的重金屬等有害元素，并快速判斷固體廢物是否能夠進(jìn)廠，從而決定所要采取的下一步措施。

手持式X射線熒光光譜儀應(yīng)用在固體廢物行業(yè)，其優(yōu)點(diǎn)是：

a）攜帶方便，適合現(xiàn)場(chǎng)使用；

b）精度高，速度快；

c）完全無損,分析范圍廣,可以用于液休、固體和粉末樣品；

d）誤差小,檢出限達(dá)到PPM級(jí)。

電感耦合等離子體光譜儀（ICP）

用于測(cè)定熟料中重金屬和水泥膠砂中可浸出重金屬濃度。

分析原理：

樣品在高溫和惰性氣氛中被充分蒸發(fā)、原子化、電離和激發(fā)，發(fā)射出所含元素的特征譜線。根據(jù)特征譜線的存在與否，鑒別樣品中是否含有某種元素（定性分析）；根據(jù)特征譜線強(qiáng)度確定樣品中相應(yīng)元素的含量（定量分析）。

ICP的特點(diǎn)：

a)多元素同時(shí)測(cè)定。可同時(shí)測(cè)定一個(gè)樣品中的多種元素。每一個(gè)樣品一經(jīng)激發(fā)后，不同元素都發(fā)射特征光譜，這樣就可同時(shí)測(cè)定多種元素。

b)分析速度快，可多元素和常量、微量元素同時(shí)進(jìn)行分析?？稍趲追昼妰?nèi)同時(shí)對(duì)幾十種元素進(jìn)行定量分析。

c)選擇性好。每種元素因原子結(jié)構(gòu)不同，發(fā)射各自不同的特征光譜。對(duì)于一些化學(xué)性質(zhì)極相似的元素可以毫無困難地將它們區(qū)分開來，并分別加以測(cè)定。

d)分析靈敏度高，檢出限低。對(duì)于溶液中的元素可測(cè)定的最低濃度一般是十億分之幾到千萬分之幾，即PPb級(jí)的檢出限。

e)分析精密度好。對(duì)于痕量、微量和常量元素的測(cè)定，單次測(cè)定的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差可達(dá)到千分之幾到百分之幾的水平

f)測(cè)定范圍廣?？梢詼y(cè)定幾乎所有紫外和可見光區(qū)的譜線，被測(cè)元素的范圍大?？梢詼y(cè)定常見的非金屬元素如氧、硫、氮、鹵素等。

ICP與原子吸收光譜(AAS)相比較，所測(cè)元素范圍基本相同。在測(cè)定過程中AAS是原子吸收光譜，是利用原子光譜中單色光照射，所以只能測(cè)定一種元素的含量。ICP是原子發(fā)射光譜，測(cè)定原子光譜中的多條譜線，可以同時(shí)測(cè)定多種原子和離子，比較方便，這比原子吸收測(cè)一個(gè)元素就要換一個(gè)燈來得方便和高效多了。而且線性范圍比原子吸收廣,因?yàn)樵游盏淖晕招?yīng)太強(qiáng)了，濃度高了很容易曲線彎曲。而ICP自吸收效應(yīng)很小，測(cè)量濃度的跨度可達(dá)10的4-5次方。

微波消解儀

微波消解儀主要用于重金屬元素及有害元素的測(cè)定的前處理。

微波消解是一種前處理方式,使用微波快速加熱密閉反應(yīng)容器中的樣品和酸,使樣品迅速被破壞分解,反應(yīng)后形成澄清的溶液,滿足后續(xù)ICP進(jìn)樣要求并完成測(cè)定。

微波消解的特點(diǎn)：

a)加熱快、升溫高，消解能力強(qiáng)，大大縮短了溶樣時(shí)間。

b) 消耗酸溶劑少，空白位低。消解一個(gè)樣品一般只需 15ml

的酸溶液，因?yàn)槊荛]消解酸不會(huì)揮發(fā)損失，不必為保持酸的體積而繼續(xù)加酸，節(jié)省了試劑，也大大降低了分析空白值 , 減少了試劑帶入的雜質(zhì)元素的干擾，空白值明顯減小了。

c) 避免了揮發(fā)損失和樣品的沾污，提高了分析的準(zhǔn)確度和精密度采用密閉的消解罐，避免了樣品中或在消解過程中形成的揮發(fā)性組份的損失，保證了測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。也避免了樣品之間的相互污染和外部環(huán)境的污染。

量熱儀

用于測(cè)定能在高壓氧氣中完全燃燒的固體廢物的發(fā)熱量。

測(cè)定原理：

將一定量的試樣置于充有一定壓力2.8-3.0 MP密封的氧彈中，在充足的氧氣條件下，令試樣完全燃燒，燃燒所放出的熱量被氧彈周圍的一定的水（內(nèi)桶水）所吸收，其水的溫升與試樣燃燒放出的熱量成正比。

量熱議所在實(shí)驗(yàn)室要求室溫且溫度波動(dòng)不能太大，如溫度過高可能導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏小。

在水泥窯協(xié)同處置固體廢物時(shí)，要使固體廢物維持燃燒，就要求其燃燒釋放出來的熱量足以提供加熱固體廢物到達(dá)燃燒溫度所需要的熱量和燃燒反應(yīng)所需要的活化能，否則就要消耗輔助燃料才能維持燃燒。固體廢物焚燒一般需要熱值為18600J/kg。采用量熱儀測(cè)定固體廢物的熱值根據(jù)熱值基本可以判斷固體廢物燃燒特性的好壞，可以進(jìn)行熱平衡計(jì)算。

馬弗爐

用于測(cè)定固體廢物的灰分。

測(cè)定原理：

把一定量的樣品經(jīng)炭化后放入高溫爐內(nèi)灼燒，使有機(jī)物質(zhì)被氧化分解，以二氧化碳、氮氧化物及水等形式逸出，而無機(jī)物質(zhì)以硫酸鹽、磷酸鹽、碳酸鹽、氯化物等無機(jī)鹽和金屬氧化物的形式殘留下來，這些殘留物即為灰分。

以上是對(duì)化驗(yàn)室主要儀器配置的簡單介紹，各個(gè)化驗(yàn)室可以根據(jù)自己的實(shí)際需要，選擇適合自己的品牌和型號(hào)。確?？刂坪眠M(jìn)廠固體廢物的各項(xiàng)指標(biāo)，以免對(duì)熟料質(zhì)量和水泥窯產(chǎn)生影響。

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