[发明专利]一种石煤微量元素逐步浸取及赋存状态分析的方法

权利要求书

1.一种石煤微量元素逐步浸取及赋存状态分析的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、样品初步提取

步骤101、根据堆锥四分法将石煤进行缩分，得到缩分样品，选取缩分样品进行破碎研磨，得到石煤样品；所述石煤样品的粒度不超过200目；

步骤102、按照GB/T212-2008《煤的工业分析方法》对步骤101中得到的石煤样品进行工业分析指标测定，得到石煤样品的干燥基灰分产率；

步骤103、准确称量2g步骤101中得到的石煤样品装入经超纯水清洗并烘干的50mL离心管中，然后加入50mL超纯水，拧紧离心管盖并摇匀离心管，再放置于水浴振荡器中在室温条件下振荡24h；

步骤104、将步骤103中经振荡后的离心管置于离心机中在5000r/min的转速下离心10min，然后将离心管中的上清液转移至50mL容量瓶中，得到溶液1，向离心管中的固体残渣加入50mL的1mol/L醋酸铵溶液，拧紧离心管盖并摇匀离心管，再放置于水浴振荡器中在室温条件下振荡24h；

步骤105、将步骤104中经振荡后的离心管置于离心机中在5000r/min的转速下离心10min，然后将离心管中的上清液转移至50mL容量瓶中，得到溶液2，向离心管中的固体残渣加入50mL体积分数为25％的醋酸溶液，拧紧离心管盖并摇匀离心管，再放置于水浴振荡器中依次在96℃条件下振荡3h和室温条件下振荡21h；

步骤106、将步骤105中经室温条件下振荡后的离心管置于离心机中在5000r/min的转速下离心10min，然后将离心管中的上清液转移至50mL容量瓶中，得到溶液3，向离心管中的固体残渣加入50mL的0.1mol/L盐酸羟胺溶液，拧紧离心管盖并摇匀离心管，再放置于水浴振荡器中依次在96℃条件下振荡3h和室温条件下振荡21h；

步骤107、将步骤106中经室温条件下振荡后的离心管置于离心机中在5000r/min的转速下离心10min，然后将离心管中的上清液转移至50mL容量瓶中，得到溶液4，将离心管中的固体残渣在40℃条件下干燥12h，收集干燥后的粉末得到残渣1，残渣1的质量记为M₁；

步骤二、残渣1的第一种提取方法

步骤201、准确称量1g步骤107中得到的残渣1装入50mL离心管中，然后加入50mL次氯酸钠，拧紧离心管盖并摇匀离心管，再放置于水浴振荡器中在室温条件下振荡24h；

步骤202、将步骤201中经振荡后的离心管置于离心机中在5000r/min的转速下离心10min，然后将离心管中的上清液转移至50mL容量瓶中，得到溶液5，向离心管中的固体残渣加入50mL的1mol/L醋酸铵溶液，拧紧离心管盖并摇匀离心管，再放置于水浴振荡器中在室温条件下振荡24h；

步骤203、将步骤202中经振荡后的离心管置于离心机中在5000r/min的转速下离心10min，然后将离心管中的上清液转移至50mL容量瓶中，得到溶液6，将离心管中的固体残渣在40℃条件下干燥12h，收集干燥后的粉末得到残渣2，残渣2的质量记为M₂；

步骤三、残渣1的第二种提取方法

步骤301、准确称量1g步骤107中得到的残渣1装入50mL离心管中，然后加入20mL的5mol/L盐酸溶液，再置于干燥箱中，在75℃条件下反应6h，同时使离心管内的液体蒸干；

步骤302、向步骤301中反应后的离心管中加入20mL质量分数为40％的氢氟酸溶液，然后置于干燥箱中，在75℃条件下反应6h，同时使离心管内的液体蒸干；

步骤303、向步骤302中反应后的离心管中加入20mL的5mol/L盐酸溶液，然后置于干燥箱中，在75℃条件下反应6h，同时使离心管内的液体蒸干；

步骤304、向步骤303中反应后的离心管中加入20mL质量分数为40％的氢氟酸溶液，然后置于干燥箱中，在75℃条件下反应6h，同时使离心管内的液体蒸干；

步骤305、向步骤304中反应后的离心管中加入50mL的1mol/L醋酸铵溶液，然后拧紧离心管盖并摇匀离心管，再放置于水浴振荡器中在室温条件下振荡24h；

步骤306、将步骤305中经振荡后的离心管置于离心机中在5000r/min的转速下离心10min，将离心管中的上清液转移至50mL容量瓶中，得到溶液7，将离心管中的固体残渣在40℃条件下干燥12h，收集干燥后的粉末得到残渣3，残渣3的质量记为M₃；

步骤四、数据测定

步骤401、采用电感耦合等离子体质谱法ICP-MS对步骤一中得到的溶液1、溶液2、溶液3和溶液4、步骤二中得到的溶液5和溶液6、步骤三中得到的溶液7进行微量元素浓度测定，得到数据1，单位为μg/mL；

步骤402、将步骤一中得到的残渣1、步骤二中得到的残渣2和步骤三中得到的残渣3分别进行湿法消解，得到各残渣消解液，然后采用电感耦合等离子体质谱法对各残渣消解液进行微量元素浓度测定，得到数据2，单位为μg/g；

步骤403、将步骤一中的石煤样品进行湿法消解，得到样品消解液，然后采用电感耦合等离子体质谱法对样品消解液进行微量元素浓度测定，得到数据3，单位为μg/g；

步骤五、数据结果验证

步骤501、将步骤401中得到的数据1分为两组，其中，溶液1、溶液2、溶液3和溶液4中的微量元素浓度数据记为数据1-1，溶液5、溶液6和溶液7中的微量元素浓度数据记为数据1-2，然后分别将数据1-1和数据1-2转化为石煤样品中对应微量元素浓度数据1-11和1-21，其中，数据1-11＝数据1-1×50/2，数据1-21＝数据1-2×50/1，数据1-11和数据1-21的单位均为μg/g；

步骤502、确定三个验证指标，对步骤501中得到的数据1-11和数据1-21、步骤402中得到的数据2和步骤403得到的数据3进行验证，得到真实的数据1-11、数据1-21、数据2和数据3；所述三个验证指标分别为：指标1：数据1-11中溶液1、溶液2、溶液3、溶液4和残渣1中各微量元素浓度之和与数据3中石煤样品中对应各微量元素浓度的相差程度，指标2：数据1-21中溶液5、溶液6和数据2中残渣2中各微量元素浓度之和与数据1-11中残渣1中对应各微量元素浓度的相差程度，指标3：数据1-21中溶液7和数据2中残渣3中各微量元素浓度之和与数据1-11中残渣1中对应各微量元素浓度的相差程度；所述验证过程为：

步骤5021、当指标1中的相差程度大于5％时，说明步骤四中的数据1、数据2和数据3测定过程不准确，应进行复检；

步骤5022、当指标2中的相差程度大于5％时，根据GB/T212《煤的工业分析方法》测定残渣2的干燥基灰分产率，当残渣2的干燥基灰分产率为95％～100％时，说明步骤四中的数据1和数据2测定过程不准确，应进行复检；当指标2中残渣2的干燥基灰分产率与步骤102中测定的石煤样品的干燥基灰分产率相差不超过10％时，说明步骤二中的残渣1的第一种提取方法的过程中存在失误，应重新进行步骤二中残渣1的第一种提取方法的过程；当指标2中残渣2中的干燥基灰分产率介于步骤102中测定的石煤样品干燥基灰分产率与100％之间，且在步骤102中测定的石煤样品干燥基灰分产率与100％中间值以上，根据残渣2的干燥基灰分产率和石煤样品干燥基灰分产率进行反算，反算的具体过程为：根据溶液5、溶液6溶解掉的有机质的量和残渣2中有机质含量的比例、以及溶液5、溶液6中有机质中的微量元素含量，计算得到残渣2中有机质中的微量元素含量，进而得到残渣1的有机质中各微量元素总含量；

步骤5023、当指标3中的相差程度大于5％时，根据GB/T212《煤的工业分析方法》测定残渣3的干燥基灰分产率，当残渣3的干燥基灰分产率为0％～5％时，说明步骤四中的数据1和数据2测定过程不准确，应进行复检；当残渣3的干燥基灰分产率与步骤102中测定的石煤样品的干燥基灰分产率相差不超过10％时，说明步骤三中的残渣1的第二种提取方法的过程中存在失误，应重新进行步骤三中残渣1的第二种提取方法的过程；当残渣3的干燥基灰分产率介于0％与100％减去步骤102中测定的石煤样品干燥基灰分产率的差值之间时，根据残渣3的干燥基灰分产率和石煤样品干燥基灰分产率进行反算，反算的具体过程为：根据溶液7和残渣3中杂矿含量的比例、以及溶液7中杂矿中微量元素含量，计算得到残渣3中杂矿中微量元素的含量，进而得到残渣1的杂矿中各微量元素总含量；

步骤六、石煤中微量元素赋存状态分析

步骤601、根据步骤502中得到的真实的数据1-11、数据1-21中的溶液5、溶液6的石煤样品中微量元素浓度数据、以及真实的数据2中残渣2的微量元素浓度数据，绘制溶液1～溶液6和残渣2中各微量元素的百分占比图，根据步骤502中得到的真实的数据1-11中溶液1～溶液4微量元素浓度数据、数据1-21中溶液7的石煤样品中微量元素浓度数据、以及真实的数据2中残渣3的微量元素浓度数据，绘制溶液1～溶液4、溶液7和残渣3中各微量元素的百分占比图；

步骤602、根据各微量元素性质、逐步浸取过程中各步骤加入的溶液化学性质确定溶液1～7以及残渣1～3与元素结合态的对应关系：溶液1为水溶态，溶液2为吸附态，溶液3为弱酸态，溶液4为氧化物态，残渣1为残渣态1，溶液5为有机结合态1，溶液6为有机结合态2，残渣2为残渣态2，溶液7为杂矿态，残渣3为有机结合态3，然后根据溶液1～7以及残渣1～3与元素结合态的对应关系和步骤601中的溶液1～溶液6和残渣2中各微量元素的百分占比图，溶液1～溶液4、溶液7和残渣3中各微量元素的百分占比图进行石煤中微量元素赋存状态分析，得到石煤中微量元素赋存状态。