王 龍

（甘肅省有色金屬地質勘查局張掖礦產勘查院，甘肅 張掖 734000）

關于八種雜質的處理一直是專業(yè)領域非常關注的事情，尤其是在錫精礦中含有過多的雜質，可能會對環(huán)境，對人體帶來一定的傷害。目前國內所采用的凈化方式源自于國外，但是通過國內的相關專家進行改造之后，目前針對凈化八種雜質除磷出單工藝已經有較好的效果，目前想要將其工藝不斷的優(yōu)化以及改善，還要考慮其影響因素，同時也要考慮生活八種雜質。在處理中的適應性。脫除雜質顧名思義就是脫去磷成分，凈化煙氣排放過程，減少有害氣體的排放減少大氣污染，保護環(huán)境。脫除雜質方法有很多種，一般有過濾脫除雜質、燃燒過程中脫除雜質、燃燒后脫除雜質等三種。錫礦石是難分解的礦物，共生與伴生元素多，其中的錫鎢鉬在單一鹽酸溶液中易沉淀，準確測定錫礦石中的主次量元素一直是分析技術難點。本文以過氧化鈉為熔劑，高溫熔融樣品，在酒石酸-鹽酸-雙氧水體系中進行酸化，選用該礦種中僅含有少量的鈷作為內標，建立了電感耦合等離子體發(fā)射光譜同時測定錫礦石中錫鎢鉬銅鉛鋅的分析方法。方法線性范圍為0.00～40.0mg/L；方法檢出限為錫10mg/kg，鎢30mg/kg，鉬3.3mg/kg，銅12mg/kg，鉛15mg/kg，鋅40mg/kg；方法精密度(n=9)小于5.0%，實際樣品的測定值與傳統(tǒng)化學方法及國家標準方法的測定值吻合較好。本方法采用過氧化鈉堿熔錫礦石，溶樣徹底，并省去了氫氟酸揮發(fā)硅的蒸酸過程，節(jié)約了樣品處理時間；采用酒石酸-雙氧水-鹽酸體系溶解熔融物，有利于溶液中的錫鎢鉬形成穩(wěn)定的絡合物，避免了單純鹽酸體系下產生鎢酸、鉬酸和錫酸沉淀導致測定結果偏低的問題。

1 電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀誘導光催化

目前市面上的大多數(shù)電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀測定方式、設備生產以及建設組裝主要由吉林省、汨羅市、黑龍江省的三家公司負責。這一系統(tǒng)主要采用鈉-鈣雙堿工藝，裝置的使用率均可接近100%，大大提高了電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀測定方式排放標準。

2 電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀設備主要問題分析

我國錫礦資源儲量較為豐富，在世界錫工業(yè)中舉足輕重1錫礦石具有工業(yè)價值高、品位變化大、共生與伴生元素多等特點2-）。錫礦石的伴生及共生元素最普遍的有鎢、鉬、銅、鉛、鋅，相應綜合評價參考指標分別為0.02%、0.02%、0.2%、0.5%、0.8%，利用現(xiàn)代分析技術準確快速測定錫和伴生元素的含量對礦產的綜合利用具有十分重要的意義。目前，對于錫礦石中含量范圍為x%～xx%鎢鉬銅鉛鋅的測定一般采用滴定法和重量法5-0.0x%～0.x%的錫鎢鉬采用光度法0，0.00x%～x%低含量的銅鉛鋅采用原子吸收光譜法。傳統(tǒng)的分析方法操作繁瑣、耗時，難以滿足日常生產中快速檢測的要求。利用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法(CP-AES)測定礦石中鎢錫鉬已有報道。

在檢測設備存在的主要問題時，在第一次進行電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀測定方式并沒有進行滿負荷運作，只啟動半運行狀態(tài)。發(fā)現(xiàn)它的凈化效率極低，只能達到三成，入口和出口的二氧化磷以及粉塵濃度都不合格。第二次進行調試實驗室時還是要進行半運行狀態(tài)，脫除雜質效率僅提高了兩成。出入口的電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀測定方式程度都不符合要求。后續(xù)雖然對電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀測定方式備進行了升級改進，但是仍達不到指標，電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀測定方式沒有健全的排渣脫水功能造成系統(tǒng)無法連續(xù)運行使用。此過程濃縮泵動力不足、吸收塔地溝漏水下沉、大部分時間停止運行用于沉渣清理以及環(huán)境指標不合格。系統(tǒng)只工作三天就必須停止進行沉渣處理長達十天或十天以上，嚴重阻礙了工作進程。系統(tǒng)長期不使用會造成煙氣泄漏，從而腐蝕系統(tǒng)內部零件。系統(tǒng)工作時間短維修時間長，四分之三的時間都用于機械維修保養(yǎng)，停產時內部煙氣無法及時排出，造成系統(tǒng)內部零部件腐蝕損壞掉落，形成了惡性循環(huán)，進一步延長脫除雜質系統(tǒng)停產時間。

3 電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀測定過程分析

雙堿法會在pH值達到一定數(shù)值后降低亞磷酸鈣溶解率，無法生成石膏用于脫除雜質物脫水。為保證其正常運行，pH值需要達到10左右，但是主要問題就出在這，當pH值達到6.75以后，鈣幾乎就不溶解了，不會進行氧化還原反應，也就無法生成石膏。目前這一矛盾問題還無法解決，不能找到一個方法既可以保證脫除雜質過程順利開展，又可以同時完成脫除雜質物脫水。

系統(tǒng)內因亞磷酸鈣濃度高而堵塞無法連續(xù)運行。脫除雜質過程中會進行多次化學反應，產生多種化學物，而這些化學物中間又會進行二次反應，比如亞磷酸鈣，它的大量產生會阻塞系統(tǒng)運行，阻礙脫除雜質工作，繼續(xù)進行。

二氧化碳與鈉和鈣的二次反應使處理工作無法繼續(xù)使用造成浪費，大大降低了效率，提高了成本。

雙堿法由于設計缺陷循環(huán)泵動力不足不僅無法提高循環(huán)量，綜上所述，由于種種原因和缺陷，雙堿法還不是最適合用于現(xiàn)在電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀測定方式工作的方法。凈化效率低且不能長時間運行，運行時產生的化學物易造成內部堵塞，實用性和穩(wěn)定性都很差。簡單概括雙堿法是運用鈉基脫除雜質法進行塔內，由于此方法堿性較強，與二氧化磷反應產生大量化學物結晶，造成系統(tǒng)內部堵塞。現(xiàn)在工業(yè)在崛起的同時對環(huán)境造成嚴重污染，國家在展開環(huán)境治理的同時制定了一系列工廠生產環(huán)保系統(tǒng)安裝標準以及環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)測制度。要求各工業(yè)生產企業(yè)嚴格按照標準執(zhí)行。

4 電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀常見故障

電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀電池如果在高溫的情況下，那么就會出現(xiàn)失控，然而內部所產生的熱量很難散除。就會產生連鎖反應。

4.1 過熱觸發(fā)熱失控

促使硫酸鋰電池出現(xiàn)發(fā)熱的原因，主要來自于電池的設計以及型號，如果在設計時沒有按照相關的規(guī)定，出現(xiàn)了不合理的情況，導致短路，所以才會出現(xiàn)溫度升高。電纜線的接頭位置如果出現(xiàn)松動，也會導致溫度升高，所以從設計方面以及材料方面需要不斷的改進，才可以有效地阻斷熱失控。電池的管理首先應該通過預測來進行檢測溫度。電池的選型以及設計出現(xiàn)不合理，出現(xiàn)短路，應該設置使用的溫度范圍，同時也要分出安全等級，可以達到分級報警。

4.2 過充電觸發(fā)熱失控

在充電中如果出現(xiàn)發(fā)熱失控的情況應該是充電電路出現(xiàn)了問題而此時安全功能會出現(xiàn)喪失促使Bms已經無法受控。出現(xiàn)這種問題其實非常普遍，因為很多電池在使用中都會產生這樣的問題。就像是我們在用手機時一邊充電，一邊玩的確會帶來危險，也會對設備帶來嚴重的損害，最終導致故障的出現(xiàn)。首先應該針對電池管理進行查看是否存在合理性，要對電池進行監(jiān)測，要觀察其電壓的情況。

4.3 內短路觸發(fā)熱失控

在電池制造的過程中，會摻雜金屬顆粒，所以會導致在充電時出現(xiàn)膨脹以及收縮的情況。外部激源與絕緣體有很大的關系，如果絕緣體失效，會造成電流過度的沖擊以及出現(xiàn)短路等情況。電池外部如果出現(xiàn)高溫就會受到熱沖擊，從而誘發(fā)失控，并且熱沖擊也會不斷的蔓延。儲能電站一般會采取集裝箱結構進行設計，正常情況下，電池會處于靜止狀態(tài)，由于受到外部刺激，例如擠壓等不正當行為，會造成儲能電站不具備安全性，這也是目前所產生的矛盾。外部短路會促使電池不斷的升溫，正常換熱時理離電池如果出現(xiàn)短路，溫度不斷升高會產生副反應，電池老化會導致內阻出現(xiàn)變化。簡單的講，外部短路，危害性非常大，儲能系統(tǒng)和電池經常會產生被動性保護，電沖擊通過韓國的事故，嚴重的情況下會導致爆炸。如果熱沖擊出現(xiàn)在電池上，會導致大型火災事故。熱失控會導致電池出現(xiàn)過熱的情況，并且還會促使熱失控出現(xiàn)。熱沖擊出現(xiàn)，主要是由于老化故障所導致，熱失控會促使電池快速產生熱量，并且釋放熱量，電池具備較好的散熱功能，以主動展開熱管理措施，往往在出現(xiàn)熱失控時，線路可能被自行切斷，從而可以避免危險。在電池出現(xiàn)故障時，要嚴格的控制溫度，可以采取主動降溫的形式，要充分避免電池出現(xiàn)自加熱，目前這種做法是減輕電池失效的有效方法。

4.4 機械觸發(fā)熱失控

誘發(fā)電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀出現(xiàn)危險事故的原因主要來自于電池本身，例如在制造電池時出現(xiàn)瑕疵以及電池老化無法正常儲能等都會帶來安全隱患。在制造電池的時候，金屬污染物的顆粒很容易混入到電池中，此時會導致電池出現(xiàn)故障。經過調查在曾經出現(xiàn)的事故問題中，循環(huán)使用電池，會導致電池出現(xiàn)故障，此時循環(huán)工況也會受到控制。當電池在使用中，漸漸的老化，而此時顆粒也會隨著不斷的發(fā)生變化。如果顆粒無法消融，漸漸的就會成為故障，比較常見的為電池導入后在失控發(fā)熱的狀態(tài)下，會產生內短路。

4.5 電池熱失控的機理

熱失控就是蓄電池在進行連續(xù)放熱時，會產生一種連鎖反應，所以電池才會急速升溫，而此時會導致過熱以及爆炸等情況出現(xiàn)。熱失控在慢慢的擴展，所以蓄電池內部也會產生熱失控。而此時電池也會出現(xiàn)短路，當電池出現(xiàn)內短路的時候，局部會出現(xiàn)發(fā)熱的情況，此時也會連帶副反應，產生金屬氧化物，并不斷的放熱。即使外界環(huán)境屬于強冷空氣，那么也無法改善這種狀況。鋰離子電池在出現(xiàn)發(fā)熱的情況下，被稱之為熱失控。電池本體因素也來自于外部的刺激，同時對于管理系統(tǒng)也會產生失效的情況，這也是非常重要的原因之一。老化問題目前非常嚴重，電池如果出現(xiàn)故障等問題，其他零部件會遭到腐蝕，所以觸電電阻會產生增大。絕緣性能也會不斷的降低。

5 電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀系統(tǒng)改進

5.1 使用石灰石-石膏濕法脫除雜質工藝

脫除雜質導入口安裝除塵器是為了防止過多粉塵煙氣進入漿液，發(fā)生化學反應而導致漿液失效，為提高脫除雜質效率必須加快研究如何降低脫除雜質過程中可燃氣體的排放。

從實際鋁廠脫除雜質工作中了解到，大多數(shù)鋁廠都會設計安裝兩條脫除雜質生產線用于解決脫除雜質生產時由于清理沉渣而導致的停產問題。建議兩條生產線使用不同的脫除雜質方案，為了降低成本可以考慮不使除球磨機制漿系統(tǒng)，降低石灰石用量；準備一臺備用循環(huán)泵，設計增加3～4層噴淋；改造增壓風機和鍋爐引風機，不設置煙氣換熱器。由于脫除雜質過程會產生大量可燃氣體，所以它的治理方案需要進行嚴謹?shù)恼{查研究，來逐步完善脫除雜質工藝。

5.2 改造預算

經過初步預算安裝脫除雜質設備總計投資大概在幾千元左右。按照這一改造標準脫除雜質系統(tǒng)每年最多只需一個月時間進行維修檢測。原材料中鈉化球的磷含量基本上是以磷化亞鐵的固體形式存在，存在少量FeSa在窯尾短距離內被分解，被分解出的磷揮發(fā)進入密氣后，氧化還原成一氧化磷等隨煙道排出。

6 電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀維修法與定期維修制

雖然電感耦合等離子發(fā)射光譜儀的使用效果非常好，運行平穩(wěn)安全性高，但是在電感耦合等離子發(fā)射光譜儀運行過程中會受到各種外部環(huán)境干擾，造成電感耦合等離子發(fā)射光譜儀運行故障。

針對這些因素部分電力企業(yè)并沒有提高重視對電感耦合等離子發(fā)射光譜儀的維修保養(yǎng)工作不到位，忽視了電感耦合等離子發(fā)射光譜儀可能由于外部因素造成的故障。在實際工作當中要求電力企業(yè)要對斷電器定期合理地進行檢修工作，這不僅僅有利于提高電感耦合等離子發(fā)射光譜儀的使用效果，更能有效地延長電感耦合等離子發(fā)射光譜儀的使用壽命，保障了電力運行的安全性，從根本上降低了電力企業(yè)的運行成本。因此電力企業(yè)應該轉變針對電感耦合等離子發(fā)射光譜儀的管理意識，詳細制定檢修方案，認真落實保養(yǎng)維修制度，由專人專門負責電感耦合等離子發(fā)射光譜儀維修保養(yǎng)工作，積極組織企業(yè)電力技術人員培訓，加強責任意識，有效保證電感耦合等離子發(fā)射光譜儀的順利運行。電感耦合等離子發(fā)射光譜儀的主要維護方法有以下幾點：

運行過程中常見的故障問題，雖然故障小但是如果不及時解決就有可能造成電感耦合等離子發(fā)射光譜儀開關閉合，發(fā)生爆炸等嚴重事故，甚至還會導致維修人員中毒。因此必須提高對電感耦合等離子發(fā)射光譜儀的氣體檢測頻率，將事故消滅在萌芽狀態(tài)。一般造成氣體泄漏的原因有很多種，有可能是電感耦合等離子發(fā)射光譜儀軸承老化、觸頭密閉不嚴接觸不良等等多種原因。一旦電感耦合等離子發(fā)射光譜儀出現(xiàn)泄漏問題首先要對補氣記錄進行檢查，如果發(fā)現(xiàn)電感耦合等離子發(fā)射光譜儀氣體泄漏情況嚴重就要緊急疏散周圍人群，防止中毒現(xiàn)象發(fā)生。如果只是由于電感耦合等離子發(fā)射光譜儀內部故障造成的氣體泄漏，維修人員需要穿好防護裝備，戴好防毒面具進行檢修工作。

在進行檢修處理時要注意及時通風，避免工作人員在密閉空間內停留時間過長導致中毒。檢修完成后及時更換新的零部件，然后對電感耦合等離子發(fā)射光譜儀進行補氣工作，當氣體壓力達到規(guī)定范圍之內即可停止，恢復電感耦合等離子發(fā)射光譜儀運行。

7 總結

隨著人們對生存環(huán)境要求的提高，經濟發(fā)展對生產技術要求的提高，與環(huán)境污染矛盾加深，人們對能源的使用與開發(fā)產生了新的思考。八種雜質對環(huán)境造成嚴重威脅，它可以形成酸雨、帶來溫室效應、增加可吸入顆粒等，所以開發(fā)新能源，降低有害氣體排放已經被逐漸提上日程。隨著人們環(huán)保意識增強，很多處理工藝已經被應用到實際生產當中，對減少錫精礦排放，改善環(huán)境污染有著重要意義。八種雜質的處理，采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀可測定脫離廢物，所以還需要不斷優(yōu)化以及改善。