铁矿石烧结过程中的二噁英检测方法

摘要

本发明公开了一种铁矿石烧结过程中的二噁英检测方法，包括：采样工序：取铁矿石烧结机大烟道中心点作为采样点，插入大烟道检测孔中进行采样；预处理工序：将采集到的样品加入到预处理柱中进行预处理，预处理柱依次提供纯化工序和净化工序，预处理柱的上端设置有纯化柱以提供纯化工序，预处理柱的下端设置有净化柱以提供净化工序，纯化柱包括由上而下依次设置的硫酸硅胶层、石墨硅胶层、硝酸银硅胶层和石墨硅胶层，净化柱包括由上而下依次设置的石墨硅酸镁层和碱性氧化铝层；检测工序：将经过样品预处理工序处理后的样品送至质谱仪中进行检测。本发明提高了样品的检测效率和检测精度，利于对铁矿石烧结过程产生的气体物质的实时反馈和控制。

说明书

技术领域

本发明属于二噁英检测技术领域，涉及一种铁矿石烧结过程中的二噁英检测方法。

背景技术

二噁英是指含有2个或1个氧键连结2个苯环的含氯有机化合物，由于Cl原子在1～9的取代位置不同，构成75种异构体多氯代二苯(PCDD)和135种异构体多氯二苯并呋喃(PCDF)，通常总称为二噁英，其中有17种(2、3、7、8位被Cl取代的)被认为对人类和生物危害最为严重。因此，在对二噁英类的毒性进行评价时，国际上常把各同类物折算成相当于2,3,7,8-TCDD的量来表示，称为毒性当量(Toxic Equivalent Quantity，简称TEQ)。铁矿石烧结是我国重要的二噁英类(PCDD/Fs)排放源之一，2012年6月27日，钢铁工业大气污染排放系列标准出台，规定至2015年1月1日全面实施新标准。明确规定了烧结及电炉的二噁英排放标准：0.5ng TEQ/Nm3。因此，对于铁矿石烧结过程中的二噁英的检测精度和检测速率日益提高。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种铁矿石烧结过程中的二噁英检测方法。本发明提供的技术方案为：

一种铁矿石烧结过程中的二噁英检测方法，包括：

采样工序：取铁矿石烧结机大烟道中心点作为采样点，将采样枪插入大烟道检测孔中进行采样；

预处理工序：将采集到的样品加入到预处理柱中进行预处理，沿竖直方向，所述预处理柱依次提供纯化工序和净化工序，其中，所述预处理柱的上端设置有纯化柱以提供所述纯化工序，所述预处理柱的下端设置有净化柱以提供所述净化工序，所述纯化柱包括由上而下依次设置的硫酸硅胶层、石墨硅胶层、硝酸银硅胶层和石墨硅胶层，所述硫酸硅胶层、石墨硅胶层、硝酸银硅胶层和石墨硅胶层的各层高度比例大致为8-7:6：5-4：4，所述净化柱包括由上而下依次设置的石墨硅酸镁层和碱性氧化铝层；所述石墨硅酸镁层和碱性氧化铝层的高度比为3-2：1；所述纯化柱和净化柱的高度比大致为5-4:3-2；

检测工序：将经过所述样品预处理工序处理后的样品送至质谱仪中进行检测。

优选的是，所述的铁矿石烧结过程中的二噁英检测方法中，且所述纯化柱和所述净化柱之间的衔接部设置有第一排出管道，所述第一排出管道垂直于所述纯化柱设置，且所述第一排出管道连通至负压机构，所述净化柱的下方设置有第二排出管道。

优选的是，所述的铁矿石烧结过程中的二噁英检测方法中，所述纯化工序中，还包括如下步骤：

当样品经过所述纯化柱前和在所述纯化柱中时，对所述纯化柱加热；当样品经过所述纯化柱前，将纯化柱加热至温度140℃，之后保持1min后以10/min℃的速度升温至200℃并保持，当样品加入到所述纯化柱中时，继续以5℃/min的速度升温至220℃，保持约20分钟后，继续以5～8℃/min的速度升温至240℃后保持5min，最后以5～8℃/min的速度升温至320℃并保持至样品全部流出所述纯化柱。

优选的是，所述的铁矿石烧结过程中的二噁英检测方法中，所述净化工序中，当所述纯化工序开始时，将所述净化柱加热至温度320℃并保持。

优选的是，所述的铁矿石烧结过程中的二噁英检测方法中，进行所述纯化工序时，采用的萃取剂为甲苯。

优选的是，所述的铁矿石烧结过程中的二噁英检测方法中，进行所述净化工序时，采用的萃取剂为体积比1:1的正己烷和二氯甲烷混合液。

优选的是，所述的铁矿石烧结过程中的二噁英检测方法中，所述预处理柱外侧，对应于所述纯化柱和所述净化柱的部位，套设有环状的加热板。

本发明至少包括以下有益效果：

本发明的预处理工序中提供有预处理柱，可批量审查该预处理柱，预处理中首先利用纯化柱对样品进行纯化，之后通过净化柱将二噁英成分收集，实现对铁矿石烧结过程中产生的气体样品的二噁英成分的收集，快速高效，能够将其应用于自动化、高通量的质谱仪进行样品检测，检测到的二噁英排放毒性当量浓度能够达到0.001ng TEQ/Q

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明提供一种铁矿石烧结过程中的二噁英检测方法，包括：

采样工序：取铁矿石烧结机大烟道中心点作为采样点，将采样枪插入大烟道检测孔中进行采样；铁矿石烧结机在机头位置进行布料，机尾处完成烧结，通过大烟道排出气态污染物，因此，可将烧结机大烟道的中心点作为采样点，烧结机照常进行生产，每间隔20～30 min取样一次，以确保取样准确。

预处理工序：将采集到的样品加入到预处理柱中进行预处理，沿竖直方向，所述预处理柱依次提供纯化工序和净化工序，其中，所述预处理柱的上端设置有纯化柱以提供所述纯化工序，所述预处理柱的下端设置有净化柱以提供所述净化工序，所述纯化柱包括由上而下依次设置的硫酸硅胶层、石墨硅胶层、硝酸银硅胶层和石墨硅胶层，所述硫酸硅胶层、石墨硅胶层、硝酸银硅胶层和石墨硅胶层的各层高度比例大致为8-7:6：5-4：4，所述净化柱包括由上而下依次设置的石墨硅酸镁层和碱性氧化铝层；所述石墨硅酸镁层和碱性氧化铝层的高度比为3-2：1。所述纯化柱和净化柱的高度比大致为5-4:3-2。

检测工序：将经过所述样品预处理工序处理后的样品送至质谱仪中进行检测。

本发明的预处理工序中提供有预处理柱，可批量审查该预处理柱，预处理中首先利用纯化柱对样品进行纯化，之后通过净化柱将二噁英成分收集，实现对铁矿石烧结过程中产生的气体样品的二噁英成分的收集，快速高效，能够将其应用于自动化、高通量的质谱仪进行样品检测，检测到的二噁英排放毒性当量浓度能够达到0.001ng TEQ/Q

在本发明的其中一种方案中，作为优选，且所述纯化柱和所述净化柱之间的衔接部设置有第一排出管道，所述第一排出管道垂直于所述纯化柱设置，且所述第一排出管道连通至负压机构，所述净化柱的下方设置有第二排出管道。通过负压机构对第一排出管道抽气使其废弃液通过第一排出管道排出，而纯化好的样品使其缓慢流入净化柱中，对纯化后的样品进行净化。净化后的样品通过第二排出管道排出并被收集。

在本发明的其中一种方案中，作为优选，所述纯化工序中，还包括如下步骤：

当样品经过所述纯化柱前和在所述纯化柱中时，对所述纯化柱加热；当样品经过所述纯化柱前，将纯化柱加热至温度140℃，之后保持1min后以10/min℃的速度升温至200℃并保持，当样品加入到所述纯化柱中时，继续以5℃/min的速度升温至220℃，保持约20分钟后，继续以5～8℃/min的速度升温至240℃后保持5min，最后以5～8℃/min的速度升温至320℃并保持至样品全部流出所述纯化柱。可提前对纯化柱进行加热处理，以直接用于铁矿石烧结过程中取得的气体样品的纯化。

在本发明的其中一种方案中，作为优选，所述净化工序中，当所述纯化工序开始时，将所述净化柱加热至温度320℃并保持。提高检测效率。

在本发明的其中一种方案中，作为优选，进行所述纯化工序时，采用的萃取剂为甲苯。

在本发明的其中一种方案中，作为优选，进行所述净化工序时，采用的萃取剂为体积比1:1的正己烷和二氯甲烷混合液。

在本发明的其中一种方案中，作为优选，所述预处理柱外侧，对应于所述纯化柱和所述净化柱的部位，套设有环状的加热板。

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，现提供如下的实施例再次进行说明：

一种铁矿石烧结过程中的二噁英检测方法，包括：

采样工序：取铁矿石烧结机大烟道中心点作为采样点，将采样枪插入大烟道检测孔中进行采样；

预处理工序：将采集到的样品加入到预处理柱中进行预处理，沿竖直方向，所述预处理柱依次提供纯化工序和净化工序，其中，所述预处理柱的上端设置有纯化柱以提供所述纯化工序，所述预处理柱的下端设置有净化柱以提供所述净化工序，所述纯化柱包括由上而下依次设置的硫酸硅胶层、石墨硅胶层、硝酸银硅胶层和石墨硅胶层，所述净化柱包括由上而下依次设置的石墨硅酸镁层和碱性氧化铝层；所述硫酸硅胶层、石墨硅胶层、硝酸银硅胶层和石墨硅胶层的各层高度比例大致为8:6：5：4；所述石墨硅酸镁层和碱性氧化铝层的高度比为2：1。所述纯化柱和净化柱的高度比大致为4:3。纯化工序中，

所述预处理柱外侧，对应于所述纯化柱和所述净化柱的部位，套设有环状的加热板。当样品经过所述纯化柱前和在所述纯化柱中时，对所述纯化柱加热；当样品经过所述纯化柱前，将纯化柱加热至温度140℃，之后保持1min后以10/min℃的速度升温至200℃并保持，当样品加入到所述纯化柱中时，继续以5℃/min的速度升温至220℃，保持约20分钟后，继续以5～8℃/min的速度升温至240℃后保持5min，最后以5～8℃/min的速度升温至 320℃并保持至样品全部流出所述纯化柱。进行所述纯化工序时，采用的萃取剂为甲苯。

所述净化工序中，当所述纯化工序开始时，将所述净化柱加热至温度320℃并保持。进行所述净化工序时，采用的萃取剂为体积比1:1的正己烷和二氯甲烷混合液。

且所述纯化柱和所述净化柱之间的衔接部设置有第一排出管道，所述第一排出管道垂直于所述纯化柱设置，且所述第一排出管道连通至负压机构，所述净化柱的下方设置有第二排出管道。

检测工序：将经过所述样品预处理工序处理后的样品送至质谱仪中进行检测。

这里说明的模块数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的铁矿石烧结过程中的二噁英检测方法的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。