作业评讲

1. 作业评讲 • 4. 双硫腙分光光度法测定水中铅的原理是什么？pH是多少？为什么要控制这样的酸度条件？ • 在中性及氨性溶液中，铅与双硫腙反应生成淡红色螯合物，用氯仿、四氯化碳或苯等溶剂萃取入有机相中，用分光光度计测定。 • pH值为10.5-11.5之间 • 因为在无其他掩蔽剂时，在pH5-11.5时，铅的一次性萃取率达到99%以上，但当有柠檬酸或酒石酸存在时，在微酸性条件下，对铅的萃取率有影响，故定量萃取范围变为pH7.5-11.5，为使得铅与双硫腙反应较为完全，必须保证水相中有足够的双硫腙存在，实验表明：pH>10.5时，约有99%的双硫腙溶于水相中，所以最佳的萃取酸度条件为pH10.5-11.5。

2. 作业评讲 • 5. 用分光光度法测定水中六价铬时，数据如下： • （1）用最小二乘法原理求回归方程，并计算线性相关系数 • （2）若取5.00 mL水样进行测定，测得吸光度为0.088，求该水样中的六价铬离子浓度。 • （3）在同一水样中加入4.00mL(1ug/mL)铬标准溶液，测得吸光度为0.267，试计算加标回收率。 • （1）y=0.0441x+0.0009(R2=0.9997) • （2）0.395 ug/mL • （3）101.5%

3. 作业评讲 • 6. 何为水的碱度？采用双指示剂测定有哪些情况？若用单指示剂（甲基橙）测定出来的为什么就是总碱度？ • 水碱度：水中含有能接受质子的物质的含量。 • 向水样中先加入酚酞指示剂，用HCl滴定至微红色，得到的是酚酞碱度，再向溶液中加入甲基橙指示剂，用HCl滴定，得到甲基橙碱度。 • 如果用甲基橙做指示剂，终点pH值为4.2， 故能够得到水中全部碱性物质的含量。

4. 作业评讲 • 7. 重铬酸钾法测定COD的原理是什么？如何消除氯离子的干扰？ • 原理：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，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。 • 在回流前向水样中加入硫酸汞，使成为络合物以消除干扰。

5. 作业评讲 • 8. 挥发酚主要有哪些物质？4-氨基安替比林分光光度法测定水中酚的原理是什么？如何消除相关干扰？ 挥发酚大多是沸点在230℃以下的一元酚。如苯酚。 • 原理：采水样后加入硫酸亚铁破坏其他氧化剂，并用磷酸溶液调pH约4，加适量硫酸铜抑制微生物对酚的氧化作用，然后蒸馏。馏出液酚类化合物在pH=10的氨性溶液中，用铁氰化钾做氧化剂，与4-氨基安替比林反应生成橙红色吲哚酚安替比林染料，在最大吸收波长处测定其吸光度。 • 水中的氧化物，还原物，金属离子及芳香胺类对测定有干扰，因而要在水样采集后立即加入保存剂预蒸馏后尽快测定。

6. 第四章 煤和焦炭的分析 第一节 概述 第二节 煤试样的制备方法 第三节 煤的工业分析 第四节 煤的元素分析 第五节 煤中全硫的测定 第六节 煤的发热量的测定

7. 第一节 概 述 一、煤和焦碳的组成及各组分的重要性质 二、煤的分析方法

8. 一、煤和焦碳的组成及各组分的重要性质 1.煤：是植物遗体覆盖在地层以下，经若干年生物化学、物理化学作用转化为一种固体可燃性的有机沉淀。

10. 世界煤的储存量：约13万 亿吨 • 我国煤的储存量：约7300 亿吨 煤炭： 天然存在：泥煤、褐煤、烟煤、无烟煤 人工产品：木炭、焦炭、煤球 焦炭 煤

11. 19世纪以前，世界上能源消耗以煤炭为主。 • 20世纪60年代起，世界能源消耗中，石油与天然气所占的比例超过了煤炭。 • 当前工业发达国家消耗的一次能源中，石油与 天然气占60%以上，煤炭中占20%左右。在中 国消费的一次性能源中，煤炭约占73%，且 在相当时期内这种能源结构不会发生大变化

12. 2. 煤的组成：由有机质、矿物质、水三部分组成 煤包含有很多种元素，主要由可燃物和不可燃物两部分组成。 可燃物主要包括有机质和少量的矿物质，不可燃物包括水和大部分矿物质，例如碱金属，碱土金属，铁，铝等的盐类。 煤 燃烧 炉渣

13. 煤的元素组分 即碳、氢、氧、氮、硫五个元素. 碳 碳是组成煤大分子的骨架，在各元素中最高，一般大于70%。随着煤化程度的不断增高，煤中碳元素的含量也越高，如某些超无烟煤，碳含量可超过97%。

14. 煤的元素组分 即碳、氢、氧、氮、硫五个元素. 氢 氢是煤中第二个重要的组成元素，它占煤的质量分数为1～6%，越是年轻的煤，其含量也越高。 碳和氢是煤中有机质的主要组成元素，两者加在一起 占煤中有机质的 95﹪以上。煤中碳和氢的发热量最大

15. 煤的元素组分 即碳、氢、氧、氮、硫五个元素. 氧 氧元素是组成煤有机质的十分重要的元素，越是年轻的煤，氧元素的比例也越大，发热量常随氧元素含量的增高而降低，其含量从1～30%均有。

16. 煤的元素组分 即碳、氢、氧、氮、硫五个元素. 氮 氮元素在煤中的比例较少，一般为0.5～3%。 氧和氮在燃烧时不放热，称为惰性成分。

17. 煤的元素组分 即碳、氢、氧、氮、硫五个元素. 硫 硫元素也是组成煤的有机质的一种常见元素，它在煤中含量的多少，与煤化程度的高低无明显关系，其含量从最低的0.1%到最高的10%均有。 硫在燃烧时虽然放热，但燃烧产生酸性腐蚀有害气体二氧化硫。

18. 煤的矿物质主要由碱金属，碱土金属及铁，铝等碳酸盐，硅酸盐，硫酸盐，磷酸盐及硫化物组成。煤的矿物质主要由碱金属，碱土金属及铁，铝等碳酸盐，硅酸盐，硫酸盐，磷酸盐及硫化物组成。

19. 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。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。 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年老煤； 只有碳含量在84～88%，氢含量在5%以上的中等变质程度的煤，才是结焦性较好的炼焦用煤。

20. 煤在隔绝空气的条件下，加热干馏，水及部分有机物裂解生成的气态产物挥发逸出，不挥发的部分即为焦炭。煤在隔绝空气的条件下，加热干馏，水及部分有机物裂解生成的气态产物挥发逸出，不挥发的部分即为焦炭。 • 焦炭的组成和煤相似，只是挥发分的含量较低。 加热干馏

21. 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途。 • 如结焦性好或粘结性好的煤是优质的炼焦用煤， • 热稳定性好的无烟块煤是合成氨厂的主要原料。 • 挥发分和发热量都高的煤是较好的动力用煤。 • 一些低灰、低硫的年轻煤则是加压气化制造煤气和加氢液化制取人造液体燃料的较好原料。

22. 煤的分类 • 1. 煤的成因分类 • 按成煤的原始物质进行分类的方法 • 腐植煤和腐泥煤 • 2. 工业分类或商业分类 • 按煤的工业使用方法分类 • 炼焦用煤，动力用煤，固体燃料煤 • 3. 煤的科学分类 • 按煤的组份结构分类 • 褐煤，烟煤，无烟煤，泥煤等

23. 我国的分类法是以炼焦用煤为主的工业分类法 • 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17个小类。 • 常见的煤有三类：无烟煤，褐煤，烟煤。

24. 无烟煤 • 按照各小类工艺利用特性的不同而划分。 • 分为年老无烟煤，典型无烟煤，年轻无烟煤。

25. 褐煤划分为两个小类 • 根据其性质和利用特征不同而划分，分为年老褐煤和年轻褐煤。

26. 烟煤 • 分为贫煤，贫瘦煤，瘦煤，焦煤，肥煤，气肥煤，气煤，1/3焦煤，1/2中粘煤，弱粘煤，不粘煤和长焰煤等共12个煤类。

27. 对炼焦用煤的要求 • 煤炭的主要用途是燃烧、炼焦和造气等，也可作为化工原料。为了得到强度高，灰分、硫分低的优质冶金用焦，对炼焦用煤有以下要求： （1）有较强的结焦性或粘结性 （2）煤的灰分要低 （3）煤的硫分要低 （4）配合煤的挥发分要合适

28. 建材工业用煤 • 在建材工业中，水泥、玻璃、陶瓷、砖瓦、石灰等建筑材料，都要经过各种炉窑焙烧、锻烧甚至熔化等高温处理，而煤炭是主要的燃料，其中水泥工业对煤质要求最高，尤其是年产水泥20万吨以上的大、中型水泥厂的回转窑烧成用煤。因其煤的灰分大小及其煤灰的组成成分直接影响到水泥的配料，通常要求灰分低、煤灰成分稳定。如灰分太高，发热量就低，达不到熟料的烧成温度1450℃以上（要求燃料火焰温度达1600～1700℃）。

29. 煤的分析方法 • 煤的分析检验，根据目的不同，一般可以分为工业分析，元素分析和其他分析。 • 1. 煤的工业分析 • 2. 煤的元素分析 • 3. 其他分析

30. 二、煤的分析方法 1.煤的工业分析（也称为技术分析或实用分析） 主要测定项目：水分(M)、挥发分(A)、灰分(V)、固定碳(FC)四项 分析结果：用来判断煤的种类，估量煤的利用价值，评价煤质。 通常，水分、灰分、挥发分产率都直接测定，固定碳不作直接测定，而是用差减法进行计算。 有时也将上述四个测定项目叫做半工业分析，再加上煤的发热量和煤中全硫的测定，则称为全工业分析。

31. 2.煤的元素分析 主要测定C、H、O、N、S 元素分析结果：为煤科学的分类，合理的利用和 工业设计提供数据。 工业分析主要用于煤的生产使用部门，元素 分析主要用于科研工作。

32. 3．其它分析 • 如伴生元素分析。煤中的伴生元素很多，但一般是指有提取价值的锗、镓、铀、钒、铝、钽等常见的稀有元素。 • 如煤中的锗含量在20g∙g-1以上时即可计算储量而有一定的提取价值，镓含量在50g∙g-1以上和铀含量在300～500g∙g-1以上时也有提取价值

33. 3．其它分析 • 再如有害元素分析。煤中的有害元素种类很多，如硫，磷、氯、砷、氟、铬、镉、汞等。硫、磷、氯主要是指工业利用中对生产有害，后几种则是对人体和环境有害，根据特殊的需要进行检测。 • 其它还有煤灰成分分析，物理性质测定等，需根据要求来确定检测项目。

34. 第二节 煤试样的制备方法 一、制样总则 1.制样目的：是将采集的煤样，经过破碎、混合和缩分等程序制备成能代表原来煤样的分析用煤样。 2.精度要求 二、制样用品 1.试剂 2.设施、设备和工具 三、煤样的制备

35. 第三节 煤的工业分析 一、常用的符号和基准 二、煤中水分的测定 三、灰分的测定 四、挥发分的测定 五、固定碳的计算 六、各种基准的换算

36. 一、常用的符号和基准 • 1. 分析项目的名称和表示符号 • 表1 分析试验项目及符号

37. 一、常用的符号和基准 • 2. 存在形态或操作情况指标符号 • 表2 常用指标及符号

38. 一、常用的符号和基准 • 3. 各种基准的符号 • 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，所以基准又是用以计算和表达测定值的主要依据之一。

40. 一、常用的符号和基准 • 3.1 收到基(ar) • 是从收到的一批煤样中取出具有代表性的煤样，以此种状态的煤样测定的结果并以此基表示的值，称为收到基 • 3.2 空气干燥基(ad) • 是指煤样所处环境与水蒸气压达到平衡时的煤样。在新标准中规定，煤样若在空气中连续干燥一小时后质量变化不超过0.10%，则认为达到空气干燥状态。

41. 一、常用的符号和基准 • 3.3 干基(d) • 以假想无水状态的煤样为标准的分析结果表示方法 • 3.4 干燥无灰基(daf) • 它是假想的无水无灰状态的煤为基准的分析结果表示方法。 • 3.5 干燥无矿物基(d,mmf) • 是以假想的无水，无矿物质状态的煤样为标准的分析结果表示方法。

42. 空气干燥基按下列公式换算成其他基 （1）收到基煤样的灰分和挥发分 （2）干燥基煤样的灰分和挥发分 （3）干燥无灰基煤样的挥发分

43. 内在水 游离水 （一）、煤中水分分类 外在水 结晶水（煤的工业分析中不考虑） 一、煤的水分测定 1.外在水分(Mf )：也称风干水分，指煤表面水膜及孔径>10-5cm，毛细孔中的水分，风干时失去（风干煤）。 2.内在水分(Minh）也称烘干水分，吸附在孔径<10-5cm毛细孔中的水分，烘干（105～110℃）时失去（干燥煤）。 3.全水分(Mt)＝外在水分＋内在水分 4.空气干燥煤样水分Mad：以空气干燥煤样在指定条件下，测得的水分为Mad。

44. 二、煤中全水分(Mt/Mar)的测定 • 煤中水分的测定有三种方法： • 1. 通氮干燥法（作为煤中水分的仲裁方法） • 2. 甲苯蒸馏法 • 3. 空气干燥法 • 方法1和2适用于褐煤，烟煤，无烟煤的测定 • 方法3适用于烟煤和无烟煤。 • 方法1为常规测定法，方法2,3为快速测定法

45. （二）空气干燥煤样水分的测定（GB212-1991） 方法1：通氮干燥法 方法提要：在105～110℃烘箱，将一定质量的空气干燥煤样在不断进入氮气下干燥，至质量恒定（连续两次测定质量差）的值小于0.2 mg计算出水分的含量。

46. (2).试剂 氮气：纯度99.9%，含氧量小于0.01%； 无水氯化钙：化学纯，粒状； 变色硅胶：工业用品。 仪器、设备 小空间干燥器：箱体严密，具有较小的自由空间，有气体进出口，并带有自动控温装置，能保持温度在105℃~110℃范围内。 玻璃称量瓶：直径40mm，高25mm,并带有严密的磨口盖。 干燥器：内装变色硅胶或粒状无水氯化钙。 干燥塔：容量250ml，内装干燥器。 流量计：量程为100~1000ml/min。 分析天平：感量0.1mg

47. 测定步骤 ① 用预先干燥和称量过的称量瓶称取粒度为0.2mm以下的空气干燥煤样（1.0±0.1）g, 平摊在称量瓶中。 ②打开称量瓶盖，放入预先通入干燥氮气，并已加热到105～110℃的干燥箱中，进行干燥。 ③ 从干燥箱中取出称量瓶，立即盖上盖，放入干燥器中冷却至室温后，称量。 ④ 进行检查性干燥，每次30min，直到连续两次干燥煤样质量的减少不超过0.001g。 （4）结果计算 Mad ---空气干燥煤样的水分含量，％， m1 ----煤样干燥后失去的质量，g m-----煤样的质量，g

48. 方法2：甲苯蒸馏法 （1）方法提要：根据两种互不相溶的液体混合物的沸点低于其中易挥发组分沸点的原理，称取一定量的空气干燥煤样于圆底烧瓶中，加入甲苯与煤样一起蒸馏，分馏出水分与甲苯，置于测定管中并分层，量出水的体积，以水的质量占煤样质量的质量分数作为水分含量。 （2）试剂和仪器 （3）测定步骤 ① 称取25 g、粒度为0.2 mm以下的空气干燥煤样，精确至0.001 g，移入干燥的圆底烧瓶中，加入约80 mL甲苯，安装蒸馏装置。

49. ②在冷凝管中通入冷却水。加热蒸馏瓶至内容物达到沸腾状态。控制加热温度使在冷凝管口滴下的液滴数约为每秒2－4滴。连续加热，直到馏出液清澈并在5min内不再有细小水泡出现为止。②在冷凝管中通入冷却水。加热蒸馏瓶至内容物达到沸腾状态。控制加热温度使在冷凝管口滴下的液滴数约为每秒2－4滴。连续加热，直到馏出液清澈并在5min内不再有细小水泡出现为止。 ③ 取下水分测定管，冷却至室温。记下水的体积，并按校正后的体积由回收曲线上查出煤样中水的实际体积。 （4）回收曲线的绘制 用微量滴定管准确量取0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10mL蒸馏水，分别放入蒸馏烧瓶中。每瓶各加80 mL甲苯，按上述方法进行蒸馏。根据水的加入量和实际蒸出的体积绘制回收曲线。

50. （5）结果计算 Mad ---空气干燥煤样的水分含量，％； V--- 由回收曲线图上查出的水的体积，mL； d--- 水的密度,1.00g/mL m-----煤样的质量，g。