石墨炉原子吸收光谱法测定电厂水汽全铁的研究

■标准与检测2021年
石墨炉原子吸收光谱法测定电厂水汽全铁的研究
石彬娜
（福建省鸿山热电有限责任公司，福建泉州362712）
摘要采用石墨炉原子吸收光谱法测定电厂中水汽的全铁。

先从石墨管和标准溶液配制澎响因素进行了试验条件优化，标准溶液以1+199爲酸作为测定介质，选定248.3nm的波长。

分别配制10|ig/L和20p,g/L的铁标准溶液，进行了工作曲线校准，再通过4点8平行进行了加标回收率实验。

结果表明，10jxg/L铁标准溶液相关系数R2=1.0000,20jjl g/L铁标准溶液相关系数R'2=0.9999,证明线性关系良好。

回收率范围分别99.91%~101.08%和102.06%~ 102.89%,相对标准偏差（ASD）分别为1.46%-4.11%和1.23%~2.24%。

该研究方法对电厂水汽样晶测定时铁标准工作液提供了技术选择。

关键词石墨炉原子吸收光谱法;水汽全铁;相关线性;回收率;相对标准偏差
水汽质量监督切是对火力发电厂发电机热力系统中的水质和蒸汽进行化学分析和监督，以确保水汽质量符合标准，防止热力系统腐蚀、结垢、积盐和炉管产生铁垢、铜垢。

监督全铁（Fe）、全铜（Cu）,是评价热力系统腐蚀情况的依据之一叫加强水汽质量的监督和给水加氧处理，对于锅炉和汽轮机的安全经济运行具有更加重要的意义。

目前水质测定全铁的方法有很多，主要是分光光度法冋、火焰原子吸收光谱法H、hach dr5000/hitachi 原子吸收光谱法、石墨炉原子吸收光谱法畴。

其中，分光光度法手工操作和使用药品多，容易造成系统误差;火焰原子吸收光谱法灵敏度不如石墨炉原子吸收光谱法等。

根据电厂运行期间水汽全铁（Fe）的特性，用1+199硝酸进行介质配制，用石墨炉原子吸收光谱法进行测定，建立10a g/L和20z g/L铁标准溶液的测定方法，优化试验条件并采用4点8平行回收率加标试验，为实际电厂水汽样品测定的铁标准工作液选择提竝术支撑。

1试验部分
1.1仪器、试剂及材料
岛津光学双光束原子吸收分光光度计AA-6300C （日本严叫ImL大肚移液管（测铁专用）;2个5mL大肚移液管（测铁专用）;10mL大肚移液管（测铁专用）; 100mL容量瓶（测铁专用）;2个50mL容量瓶（测铁专用）;22mL样杯;ImL样杯;玻璃棒。

铁（Fe）单元素标准溶液,符合GNM-SFE-002-2013规定,标准值100|ig/mL；介质为1+199硝酸、1+1硝酸（GR,p=1.42g/mL）、超纯水（符合GB/T6903—2005（^炉用水和冷却水分析方法通则》规定的_级试剂水）O 1.2铁（Fe）标液配制
lOmg/L铁标准溶液（I）:准确移取铁（Fe）单元素标准溶液5mL于50mL容量瓶中,用1+199硝酸稀释至刻度。

loo弘g/L铁标准溶液（n）:准确移取铁标准溶液（I）lmL于100mL容量瓶中，用1+199硝酸稀释至刻度。

该溶液应于24h内使用。

10Ji g/L、20（X g/L铁标准溶液（皿）:分别准确移取铁标准溶液（D）5mL、10mL于50mL容量瓶中，用1+199硝酸稀释至刻度。

此标准溶液应在测试时配制，溶液的浓度可根据待测水样中铁的浓度范围而改变。

1.3测样前制备
（1）取样要求:测样前需要提前酸化水样,水样的采集方法应符合GBfT6907—2005《锅炉用水和冷却水分析方法水样的采集方法》的规定，取样前，向100mL取样瓶中加入1+1硝酸溶液（GR）lmL,然后采集水样lOOmLo
（2）样杯处理:测样的空白大样杯和小样杯需要提前用1+1硝酸溶液（GR）浸泡，测样前用玻璃棒夹出，用超纯水清洗数次。

其中大样杯装1+199硝酸溶液，标样杯加入铁标准液（m），样品杯装入对应水样,按序放入自动进样器备用。

1.4仪器条件
安装昨心阴极灯，打开AA-6300主机、ASC-6100
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第4期（总第240期）标准与检测■
自动进样器、GFA-EX71石墨炉电源。

制冷水循环器MC-1600BP需处于工作状态，调整流量为0.6-1.5I7min,水压为0.08~0.15MPa，水温为10~30兀。

氮气（纯度99.998%）压力为0.35MPa,打开测试电脑软件Wizzard与仪器正常连接。

2结果与讨论
2.1谱线搜索的波长
铁元素谱线搜索的吸收曲线如图1所示，在248.3mn 出现最大吸收峰，后续研究测定波长固定为248.3nm o
波长/nm
图1吸收光谱
2.2试验条件优化
（1）石墨管的影响。

石墨炉原子化器产生高达3000兀的高温，导致石墨管容易老化断裂，作为日常耗材，分为热解石墨管和平台石墨管。

两者间隔使用时,平台石墨管使用次数可以达到2000~3000多次，明显大于只有1000~2000次的热解石墨管；单独使用平台石墨管时，平均次数为1000〜2000次。

当测定过程中，GFA次数即石墨管使用次数显示过高、吸光值为负数或电脑界面发生报警时，要检查石墨管是否有断裂迹象,如有断裂立即进行更换,更换完进行石墨管老化程序，调整石墨炉管口位置,从头开始试验测定。

石墨锥和石墨帽也会发生断裂，可联系厂家进行更换。

石墨炉需要注意使用和控制维护成本，日常工作中，按说明书正确使用,确保仪器使用寿命。

（2）标准溶液配制的影响。

铁标准工作液配制移取药液全部采用移液管问,经计量科学研究院根据JJG 196—2006《常用玻璃量器检定规程》标准校准合格。

禁止采用分度吸管，分度吸管常用来移取小体积溶液,其准确度不如大肚移液管，电厂水汽全铁的测量属于痕量级别，必须采用准确度最高的大肚移液管，系统误差比较小，测样时回测才能最接近特定浓度。

容量瓶定容时，凹液面必须精准到刻度线。

使用大小样杯须特别注意不被污染，试验前要用超纯水润洗3遍以上，试验完清洗干净后需继续浸泡在1+1硝酸溶液（GR）中。

（3）介质因素的影响。

配制铁标准工作液时试样溶液需保持一定的酸度以防止铁离子水解，其浓度会对吸光度产生一定的影响。

分别配制10丛g/L和20丛g/L 铁标准溶液,一种方法采用0.5%的硝酸溶液（进口）作测定介质,用超纯水作为稀释剂;另外一种方法直接采用1+199硝酸溶液作为稀释介质。

各建立3个点进行对标回测，结果表明后者测定结果更一致。

综合考虑，试验选用1+199硝酸为测定介质。

2.3试验测定
进入软件画面,点清洗2~3次,再进行自动试验测定,确保进样管顺利进样,重复测定直至吸光值稳定,即出现2~3次同样数值，就可点自动调零，开始正式测试。

设置5个浓度点，先标定10|xg/L、20|xg/L标准溶液校准工作曲线，参数如表1、表2所示。

应注意空白值要接近试验测定值，否则需要重新试验测定。

表110u g/L标准溶液校准工作曲线参数
测定值/(|xg/L)实际值/（|JLg/L）吸光度
0—0.0470
1.00000.97630.0272
2.0000 2.01820.0489
4.0000 3.99650.0901
8.00008.04420.1744
10.00009.96480.2144
表220pg/L标准溶液校准工作曲线参数
测定值/(|xg/L)实际值/（|JLg/L）吸光度
0—0.0742
2.0000 1.96960.0578
4.0000 3.98170.1052
8.00008.14190.2032
12.00011.87760.2912
16.00016.02920.3890
2.4校准工作曲线解析
根据5个浓度点参数，软件自动生成曲线，10从g/L标准溶液校准工作曲线、20从g/L标准溶液校准工作曲线分别如图2、图3所示，其成良好的线性关
9
系。

按要求线性相关系数人M0.9990方为合格，此次试验过程中,h=1.0000、/?'=0.9999,校准曲线标定成功。

2.5方法回收率及精密度
根据10丛g/L和20m g/L铁标准溶液校准工作曲线，分别对空白样和标准溶液按不同比例混样进行回
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■标准与检测
2021 年
图3 20 u g/L 标准溶液校准工作曲线
收率和精密度测量，测定平行样超过次以上。

对 10|Jig/L 铁标准溶液进行4点8平行的加标回收率测 定,平均回收率为99.91%-101.08%,相对标准偏差为
1.46%-4.11%；对20从g/L 铁标准溶液进行同样测定,
平均回收率为102.06%-102.89%,相对标准偏差为 1.33%〜2.24%(见表3)。

两者进行比较分析，回收率均 在合格范围内，重复性好，符合DL/T 955—2016(火力
发电厂水、汽试验方法铜、铁的测定原子吸收分光光 度法》的要求。

表3回收率和精密度测定结果®珂n=8)
标准溶液
测定值/(Mg/L)实际值/(Mg/L)
平均回收率/%相对标准 偏差/%
2.0000
1.910299.96 3.73
10 |X g/L
4.0000 4.0433101.08 4.118.00007.534099.94 1.81
10.0000
9.056199.91
1.464.0000
4.0825
102.06
1.33
20 |x g/L
6.0000 6.1733102.89 2.2410.000010.2209102.21 1.86
16.0000
16.3519
102.20
1.84
2.6实际水质测定
取实际电厂运行中水汽样品测定，分别采用
10 |jl g/L 和20 |jl g/L 铁标准溶液校准工作曲线,其中闭
冷水Fe 指标达到20|xg/L 左右。

因此,20|xg/L 铁标准 溶液校准工作曲线最符合电厂水汽全铁日常分析。

3结论
岛津石墨炉原子吸收光谱法常用于测定超临界电 厂机组水样,10从g/L 和20从g/L 铁标准溶液分别标定
2
校准工作曲线，相关系数人2=1.0000和R' =0.9999,成 良好线性关系。

日常生产实验根据水汽样品测定范围， 选择20 |x g/L 铁标准溶液工作曲线更适合。

此次研究 改进了试验方法,优化了试验条件,提高了测定数据的
准确度，并对以后试验工作有很大帮助和借鉴。

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作者简介:石彬娜(1988—),女，本科，工程师，研
究方向为电厂水质化验。

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