ГОСТ 9517-94 Топливо твердое. Методы определения выхода гуминовых кислот

ГОСТ 9517-94 (ИСО 5073-85)

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ТОПЛИВО ТВЕРДОЕ

Методы определения выхода гуминовых кислот

Solid fuel.

Methods for determination of humic acids yeitd

Дата введения 1997—01—01

• НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
• НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ
• ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЩЕГО ВЫХОДА ГУМИНОВЫХ КИСЛОТ
• ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЫХОДА СВОБОДНЫХ ГУМИНОВЫХ КИСЛОТ
• ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

Настоящий стандарт распространяется на бурые, окисленные ка- менные угли и лигниты (далее — топливо) и устанавливает методы определения общего выхода гуминовых кислот и свободных гумино- вых кислот.

Выход гуминовых кислот изменяется в зависимости от вида угля и его петрографического состава.

Настоящий стандарт применяется для научной характеристики углей, а хакже в связи с их использованием, например, для брикети- рования и в сельском хозяйстве.

Дополнительные требования, отражающие потребности экономи- ки страны, выделены курсивом.

Термины и пояснения к ним приведены в приложении.

ГОСТ 342—77 Натрий фосфорно-кислый пиро. Технические ус- ловия

ГОСТ 3118—77 Кислота соляная. Технические условия

ГОСТ 4328—77 Натрия гидроокись. Технические условия

ГОСТ 5789—78 Толуол. Технические условия

ГОСТ 10742—71 Угли бурые, каменные, антрацит, горючие слан- цы и угольные брикеты. Методы отбора и подготовки проб для лабораторных испытаний

Издание официальное

ГОСТ 10969—91 Угли бурые и лигниты. Методы определения выхода толуольного экстракта и содержания в нем растворимых в ацетоне веществ

ГОСТ 11022—90 Топливо твердое минеральное. Методы опреде- ления зольности

ГОСТ 23932—90 Посуда и оборудование лабораторные стеклян- ные. Общие технические условия

ГОСТ 25336—82 Посуда и оборудование лабораторные стеклян- ные. Типы, основные параметры и размеры

ГОСТ 27314—91 Топливо твердое минеральное. Методы опреде- ления влаги

3.1        Сущность метода

Сущность метода заключается в обработке аналитической пробы топлива щелочным раствором пирофосфата натрия, последующей экстракции пробы раствором гидроксида натрия, осаждении гумино- вых кислот избытком минеральной кислоты и определении массы полученного осадка.

Примечание — Термин “битум” соответствует понятию “толуольный

экстракт” по ГОСТ 10969.

3.2        Реактивы

Для анализа используют реактивы квалификации ч.д.а., дистил- лированную воду или воду эквивалентной чистоты.

3.2.1  Толуол по ГОСТ 5789, плотностью 0,867 г/см³, температура кипения от 110 до 11 ГС. В этом диапазоне должно перегоняться не менее 95% толуола.

Перед применением толуол высушивают хлористым кальцием.

Предостережение. Толуол легко воспламеняется, токсичен при вдыхании, попадании внутрь и на кожу.

3.2.2      Гидроксид натрия по ГОСТ 4328, 1%-ный раствор.

Растворяют 10 г гидроксида натрия в воде и доводят до 1000 см³.

3.2.3      Пирофосфат натрия по ГОСТ 342 (Na4P207 * IOH2O), ще- лочной раствор: 44,6 г кристаллического декагидрата пирофосфор- нокислого натрия и 4 г гидроксида натрия растворяют в 1000 см³ воды.

3.2.4      Кислота соляная по ГОСТ 3118, 5%-ный раствор (по объе- му).

3.3        Аппаратура

Используют стандартную лабораторную посуду и оборудование по ГОСТ 23932, ГОСТ 25336, а также указанные в 3.3.1—3.3.7.

3.3.1     Экстракционный аппарат для выделения битумов по ГОСТ 10969.

3.3.2     Шкаф сушильный, обеспечивающий устойчивую темпера- туру нагрева (90±5)°С, или инфракрасная лампа.

Примечание — Частота вращения центрифуги должна быть такой, чтобы обеспечить полное выделение осадков или коллоидов из соответствующих раство- ров

3.3.4     Аппарат для механического встряхивания (встряхиватель).

3.3.5     Баня водяная.

3.3.6     Печь муфельная, обеспечивающая устойчивую температуру нагрева (600±25)°С.

3.4      Пробы

Отбор и подготовка проб — по ГОСТ 10742. Измельчают 10—15 г лабораторной пробы до размера зерен менее 1 мм в соответствии с требованиями к ситовому составу пробы по ГОСТ 10969. Измельчен- ную пробу экстрагируют толуолом по ГОСТ 10969. Уголь после экстракции высушивают на воздухе и доизмельчают до размера зерен менее 0,2 мм. В угле определяют аналитическую влагу по ГОСТ 27314 дистилляционным методом и зольность по ГОСТ 11022.

Примечание — При выходе растворимых в толуоле битумов менее 3% в расчете на сухое топливо последние из пробы можно не удалять.

3.5      Проведение анализа

3.5.1   Экстракция гуминовых кислот.

Взвешивают навеску пробы (3.4) массой 1,0 г в пересчете на сухую беззольную массу. Если выход гуминовых кислот ожидают менее 20%, массу навески увеличивают в два раза. Навеску помещают в коническую колбу А вместимостью 250 см³, приливают 100 см³ ще- лочного раствора пирофосфата натрия (3.2.3) и перемешивают в течение 1 ч с помощью механического встряхивателя (3.3.4).

Суспензию центрифугируют в течение 15 мин при 210 с^-1 (3.3.3). Раствор декантируют, собирая в коническую колбу В вместимостью 1000 см³. Нерастворившийся остаток промывают два раза 100 см³ раствора гидроксида натрия (3.2.2). Центрифугируют суспензию после каждого промывания, собирая промывной раствор в колбу В. Промытый остаток переносят в колбу А, добавляют 100 см³ рас- твора гидроксида натрия (3.2.2) и нагревают в течение 2 ч на кипящей водяной бане (3.3.5). После охлаждения до комнатной температуры содержимое колбы А центрифугируют в течение 15 мин при 210 с^-1 (3.3.3). Раствор декантируют и собирают в колбу В. Нерастворивший- ся остаток промывают дважды по 100 см³ раствора гидроксида натрия (3.2.2). Центрифугируют суспензию после каждого промывания, со- бирая промывной раствор в колбу В.

Примечание — Экстракция гуминовых кислот должна быть закончена в

течение 7 ч.

3.5.2      Осаждение гуминовых кислот.

Содержимое колбы В фильтруют в мерную колбу вместимостью 1000 см³ и доводят до метки водой. Отбирают пипеткой 100 см³ фильтрата и переносят в стакан, затем туда добавляют 60 см³ соляной кислоты (3.2.4) для осаждения гуминовых кислот. Суспензию цент- рифугируют или фильтруют. После центрифугирования раствор от- деляют декантацией и промывают осадок гуминовых кислот водой. Промывание осадка ведут до начала пептизации гуминовых кислот, которую определяют по появлению слабой желтой окраски (образо- вание геля или коллоида). К коллоидному раствору добавляют 5 см³ соляной кислоты (3.2.4) для дополнительного осаждения гуминовых кислот.

Общий осадок гуминовых кислот фильтруют через беззольный фильтр, предварительно высушенный в сушильном шкафу (3.3.2) до постоянной массы при (90±5)°С. Фильтр с осадком гуминовых кислот помещают во взвешенную бюксу, предварительно высушенную в сушильном шкафу (3.3.2) до постоянной массы при (90±5)°С. Бюксу с осадком на фильтре сушат при температуре (90±5)°С в течение 1 ч. Бюксу вынимают из сушильного шкафа, охлаждают сначала 5 мин на воздухе, затем в эксикаторе с соответствующим осушителем и взвешивают. Контрольные высушивания, охлаждения и взвешивания проводят до тех пор, пока разность масс при двух последовательных взвешиваниях будет не более 0,001 г. Учитывая массу бюкса и фильт- ра, определяют массу осадка.

Высушенный фильтр с осадком переносят в предварительно про- каленный в муфельной печи (3.3.6) при температуре (600±25)*С до постоянной массы и взвешенный тигель и озоляют при (600±25)°С в течение 1—2 ч. Тигель вынимают из муфельной печи, охлаждают сначала в течение 5 мин на воздухе, а затем в эксикаторе с соответ- ствующим осушителем и взвешивают. Контрольные прокаливания при той же температуре в течение 15 мин, охлаждения и взвешивания проводят до тех пор, пока разность масс при двух последовательных взвешиваниях не будет превышать 0,001 г. Учитывая массу тигля, определяют массу осадка.

4.1       Сущность метода

Сущность метода заключается в однократной экстракции гумино- вых кислот из аналитической пробы угля после удаления битумов 1###span class="20"#<-ным раствором гидроксида натрия при нагревании, последующем осаждении гуминовых кислот избытком соляной кислоты и опреде- лении массы полученного осадка (примечание к 3.1).

4.2       Реагенты по 3.2.

4.3       Аппаратура по 3.3.

4.4       Пробы по 3.4.

4.5       Проведение анализа

Взвешивают навеску пробы (3.4) массой около 2 г в пересчете на сухую беззольную массу. Навеску помещают в коническую колбу А вместимостью 250 см³, приливают 100 см³ раствора гидроксида на- трия (3.2.2) и нагревают на кипящей водяной бане (3.3.5) в течение 2 ч. После охлаждения до комнатной температуры содержимое колбы А центрифугируют в течение 15 мин при 210 с~‘ (3.3.3). Раствор декантируют, собирая в коническую колбу В вместимостью 500 см³. Нерастворившийся остаток промывают два раза 100 см³ раствора гидроксида натрия (3.2.2). Центрифугируют суспензию после каждо- го промывания, собирая промывной раствор в колбу В.

Щелочной раствор в колбе В фильтруют в мерную колбу вмести- мостью 500 см³ и доводят до метки водой. Отбирают пипеткой 100 см³ фильтрата и переносят в стакан, затем гуда добавляют 60 см³ соляной кислоты (3.2.4) и продолжают выделение гуминовых кислот как ука- зано в 3.5.2.

Общую массовую долю гуминовых кислот (НА), и выход свобод- ных гуминовых кислот (НА)/-в пересчете на сухое беззольное (daj) или сухое, беззольное и безоитумное состояние (dabj) в процентах вычисляют по формуле

100 * V• (nt\ - т₂)

У\ т ’

где гп\ — масса сухих гуминовых кислот, г;

п>span class="20"###  — масса золы гуминовых кислот, г;

V — общий объем щелочного раствора, см³;

—     объем аликвоты щелочного раствора, взятой для осажде- ния гуминовых кислот, см³;

—     масса навески угля в расчете на сухое беззольное состоя- ние, г, вычисленная по формуле

100-(В* + Л^а) 100

где /773  — масса навески угля, г;

И'⁰    — массовая доля аналитической влаги в угле, %;

А³ — зольность аналитической пробы угля, %.

При определении (НА), и (НА)у из навески топлива, свободного от битумов (после экстракции толуолом), массу взятой навески на сухое, беззольное и безбитумное состояние                   в граммах вычис-

ляют по формуле

100 - (W\ + А [) 100

где т^ь1з — масса навески угля, свободного от битума, г;

IV^х\ — массовая доля влаги в пробе угля, свободного от битума (3.4), %;

А³1   — зольность пробы угля, свободного от битума (3.4), %.

Пересчет величин (НА)^da°f₍ и (НА)^Л-на сухое беззольное состо- яние исходного топлива производят по формуле

(HA)f'^= (НА)?"^Й/. --що— ,

где gctaf

— выход битума (толуольного экстракта), %.

Результаты определения выхода гуминовых кислот вычисляют с точностью до 0,1###span class="20"#<.