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        水處理劑聚氯化鋁中鈣含量的測定方法研究

        2015-12-22 05:42:18李任征盤錦市環(huán)境科學(xué)研究院遼寧盤錦124013
        化工管理 2015年17期
        關(guān)鍵詞:三乙醇胺中鈣氯化鋁

        李任征(盤錦市環(huán)境科學(xué)研究院,遼寧 盤錦 124013)

        在油田水處理過程中,混凝藥劑是不可或缺的部分。這類藥劑能夠促使膠體物質(zhì)凝聚,再輔以各種機(jī)械設(shè)備,使凝聚物下沉,能夠去除廢水中的大部分懸浮固體、以及一部分油分、有機(jī)物和色度等。而聚氯化鋁以其顯著的凈水性能、低廉的價(jià)格成為目前應(yīng)用最廣泛的水處理劑[1-2]。

        在聚氯化鋁日漸大范圍的應(yīng)用過程中,也伴生了一些問題。由于它的原料是鋁酸鈣粉,出廠原料氧化鈣含量約為30%左右,因此該藥劑的使用會使水中硬度明顯增加。

        在對遼河油田特一聯(lián)的長期水質(zhì)監(jiān)測中發(fā)現(xiàn),加入該藥劑約150ppm后,水中硬度平均增加26ppm左右。經(jīng)分析后發(fā)現(xiàn),配藥用自來水帶來了約3-5ppm的硬度,大部分貢獻(xiàn)來自聚氯化鋁。目前關(guān)于聚氯化鋁中鈣含量的檢測標(biāo)準(zhǔn)并未出臺,而硬度是保障鍋爐安全運(yùn)行的一項(xiàng)重要指標(biāo),為了便于長期監(jiān)測水質(zhì),避免安全隱患,我們對聚氯化鋁中鈣含量檢測方法進(jìn)行了研究。

        1 實(shí)驗(yàn)部分

        1.1 EDTA絡(luò)合滴定法

        1.1.1 方法原理

        Ca2++In2-(紅色)? CaIn(綠色熒光),Y4-+CaIn(綠色熒光)?CaY2-+In2-(紅色)。在酸性溶液中加入適量氟化鉀,以抑制硅酸和硼的干擾,然后在pH13以上的強(qiáng)堿溶液中,以三乙醇胺掩蔽鋁的干擾,CMP為混合指示劑,用EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定。

        1.1.2 試劑與材料

        鹽酸:1+1;氟化鉀溶液:20g/L;三乙醇胺:1+2;CMP混合指示劑:鈣黃綠素-甲基百里香酚蘭-酚酞混合指示劑;氫氧化鈉溶液:200g/L,蒸餾水。樣品:不同批次的聚氯化鋁粉末1#、2#、3#、4#。

        1.1.3 分析步驟

        準(zhǔn)確稱取一定質(zhì)量的各樣品(m1、m2、m3、m4、),蒸餾水溶解定容至100mL。移取25.00mL試液于250mL錐形瓶中,加5mL鹽酸溶液及7mL氟化鉀溶液,攪拌并放置2min以上,用水稀釋至約100mL左右。加10mL三乙醇胺溶液和適量的CMP混合指示劑,在攪拌下加10mL氫氧化鈉溶液,溶液出現(xiàn)綠色熒光,用已標(biāo)定的EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定至綠色熒光消失并呈紅色[3]。經(jīng)EDTA絡(luò)合滴定法三次平行測定結(jié)果見下表1:

        表1 1#-4#樣品鈣含量EDTA絡(luò)合滴定法檢測結(jié)果

        1.2 原子吸收分光光度法

        1.2.1 方法原理:

        將試樣噴入火焰中,使鈣原子化,在火焰中形成的基態(tài)原子對特征譜線產(chǎn)生選擇性吸收。繪制鈣含量的標(biāo)準(zhǔn)曲線,測得樣品吸光度可知樣品中鈣含量。

        1.2.2 試劑與材料

        鈣標(biāo)準(zhǔn)貯備液 100 mg/L;硝酸(ρ=1.40g/mL);硝酸鑭溶液(0.1g/mL);蒸餾水。

        1.2.3 實(shí)驗(yàn)步驟

        樣品預(yù)處理:將已配制好的聚氯化鋁的水溶液逐級稀釋至200(10×20)倍,均用50mL容量瓶定容。在二次稀釋定容前,加入1mL硝酸溶液(酸化水樣)與1mL硝酸鑭溶液(主要屏蔽鋁、硅酸鹽的干擾)。同時(shí)用50mL蒸餾水代替試樣做空白試驗(yàn),所用試劑及用量相同。

        標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制:分別準(zhǔn)確移取0、1.0、2.0、3.0、4.0mL鈣標(biāo)準(zhǔn)貯備液,在塑料容量瓶中定容至50mL。用空白較零,分別吸取配制好的一系列標(biāo)準(zhǔn)溶液,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。每種樣品溶液同時(shí)稀釋兩份,其中一份加入一定量的標(biāo)準(zhǔn)溶液,分別測其含量及回收率,并根據(jù)各樣品的質(zhì)量得到鈣的百分含量。最終結(jié)果各樣品的加標(biāo)回收率均在97%以上,可見此方法是可靠的。

        2 結(jié)果與討論

        EDTA絡(luò)合滴定法測得不同批次聚氯化鋁中鈣含量平均值為8.15%(以碳酸鈣計(jì)為20.38%),而原子吸收分光光度法所測不同批次聚氯化鋁中鈣含量平均值為5.39%(以碳酸鈣計(jì)為13.48%)。按聚氯化鋁加藥量為150ppm計(jì)算,從理論上講,二者分別可產(chǎn)生硬度30.57ppm、20.22ppm。而水質(zhì)連續(xù)檢測的結(jié)果顯示,水中硬度實(shí)際增加值為26ppm左右,可見EDTA絡(luò)合滴定法測定值偏高。

        分析其誤差主要來源于以下幾個(gè)方面:(1)終點(diǎn)顏色的觀察。我們在滴定過程中,并未使用白色背光燈管,在自然光條件下,加之滴定瓶與臺面的顏色干擾,終點(diǎn)的綠色熒光是否消失并不容易判斷。(2)雖然加入了三乙醇胺作為掩蔽劑,但由于聚氯化鋁中鋁含量較高,還是有Al、Fe等共存離子的干擾,造成了終點(diǎn)的延遲現(xiàn)象。

        綜上所述,利用原子吸收分光光度法-火焰法測定水處理劑聚氯化鋁中鈣百分含量,操作簡單,靈敏度高,干擾少,結(jié)果令人滿意。而EDTA絡(luò)合滴定法結(jié)果雖然不如前者準(zhǔn)確,但是用于現(xiàn)場的快速判斷,仍具有一定的參考價(jià)值。

        [1]潘宏杰.聚氯化鋁生產(chǎn)和應(yīng)用中幾個(gè)控制因素的研究.同濟(jì)大學(xué)碩士論文,2008.

        [2]李坤,戰(zhàn)寶平.提高快速滴定法測定生料中氧化鈣準(zhǔn)確度的措施.水泥工程,2010(1):59-61.

        [3]HG3746-2004.水處理劑用鋁酸鈣.

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