一种检测焚烧灰中金属铝含量的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种检测焚烧灰中金属铝含量的装置，所述装置包括大敞口玻璃器皿、放置于大敞口玻璃器皿中的可放置焚烧灰样品的小敞口玻璃器皿、底端开孔的量筒，一端连接抽气泵的气针针头；所述的小敞口玻璃器皿中放置有磁性搅拌棒；底端开孔的量筒倒置，盖住大敞口玻璃器皿中的小敞口玻璃器皿，量筒底部的小孔用橡胶皮垫气密封；所述大敞口玻璃器皿放置于可调温的加热器上，并在所述的大敞口玻璃器皿内设有温度计，所述加热器有磁力搅拌功能。本实用新型专利技术提供的装置简单，易于操作和实施，用于检测焚烧灰中铝含量准确率高。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

Device for detecting metal aluminum content in incineration ash

The utility model discloses a device for detecting burning metal aluminum content in ash, which comprises a large open glass, placed in a large open glass can be placed in small open glass, incineration ash samples at the bottom hole of the cylinder, gas needle is connected with one end of the pump; small open glass is placed in the magnetic stirring bar; the bottom end of the cylinder upside down hole, small open glass cover large open glass, with a rubber gasket seal hole at the bottom of the cylinder; the large open glass placed on the heater thermostat, and large openings in glass are arranged in the thermometer, the heater has a magnetic stirring function. The device provided by the utility model has the advantages of simple device, easy operation and implementation, and high accuracy for detecting the content of aluminum in the incineration ash.

【技术实现步骤摘要】

一种检测焚烧灰中金属铝含量的装置
本技术涉及一种检测焚烧灰中金属铝含量的装置。
技术介绍
经济的快速发展、城市化进程的加快以及工业生产逐步转型，使各类城市垃圾包括城市生活垃圾、医疗垃圾、工业垃圾的产量逐年增长，物理组分也与过去十年发生了巨大变化，其中，这些垃圾中金属废品的含量变化尤为显著。由于金属铝资源丰富、价格低廉、且易塑型等特点，在日常生活中和工业生产中使用量较大。生活垃圾中金属铝废品含量由十年前不足0.02%增长到现在的0.4%，主要包括铝制易拉罐、铝箔包装制品；另外，医疗产品中铝制的易耗品、药品包装等也得到广泛应用；工业生产中铝制品的尾料产生量也很多。然而，通常这些废品没有及时分类回收，其中一部分直接或与生活垃圾混合送至焚烧发电厂处理。我国大型城市垃圾采用焚烧技术处理的比例逐年上升，目前焚烧处理的生活垃圾约占总产垃圾8%。预计到2015年，一些大型城市的垃圾焚烧处理比例将增加20%以上。垃圾焚烧的副产物焚烧灰包括飞灰和底灰，随着固废资源化处理的思路大力推广，这两种灰通常被应用为建筑材料和路基材料，这种资源化处理焚烧副产物的思路已得到政府和企业的大力推动。目前焚烧飞灰和底灰骨料被生产为水泥、空隙砖等生态建筑材料产品日渐增多，并受到各界好评。然而，垃圾焚烧灰所转化的生态建筑材料常常在使用过程中出现断裂、起泡、抗压强度差、年久易破碎等缺点，导致这些生态材料不能得到较高等级的应用。原因之一就是复杂的垃圾焚烧灰物理组分导致，比如不同种类的垃圾中包含少量铝制品等包装废弃物，在高温焚烧过程中金属表面氧化生成致密的氧化物而阻止了其它金属铝的继续氧化，焚烧后的金属铝根据焚烧炉的模式进入飞灰或底灰中。在碱性环境中，灰渣再生骨料包含的金属铝发生可发生如(I)、(2)、(3)所示的化学反应。由于两性的Al (OH)3溶于水，且在PH>10的强碱性溶液中不能形成纯化层，铝与水的放热反应生成铝酸盐离子；若环境碱性降低到pH=9-10，铝酸盐离子再次分解出Al (OH) 3，一旦Al (OH) 3低于溶度积，它将产生凝胶体沉淀；同时，根据化学方程式(4)，由于Al (011)3和铝酸盐的产生，二者在碱性环境中产生新的沉淀物[CaAl (OH)6]2，这些沉淀物是导致生态建筑材料在使用过程中产生裂缝的原因之一。这一点在国外的学术文献中已经得到证实。 2A! + AOH + IHzO 4 IAI(C)H), + H2 f:PH >7 (I)AI(OH), + OH ———' + IH2O [Al(OH)4Y;/W >10 (2)[Af(OH)4T ^ Al(OH)A+Off-;PH =9-10 (3) HM(OH)4T + 3Ca2+ + 40H Ca}[Al(OH)6]21 (4)当前国内还没有相关细物料中铝含量检测的装置和方法。如果能在垃圾焚烧灰资源化应用之前就掌握其中金属铝的含量情况，对于优化焚烧灰转化为优质生态建筑材料的前处理技术、改善焚烧灰的工程特性等具有重要的指导意义和现实价值，也对灰渣净化处理提闻有用的彳目息。
技术实现思路
本技术提供一种简便、快捷、精确测定焚烧灰中金属铝含量的装置，能够利用该装置快速、准确的通过浓度为4 5%的氢氧化钠溶液与焚烧灰中金属铝发生化学反应产生的氢气体积计算出灰中金属铝的质量浓度。本技术采用的技术方案是:一种检测焚烧灰中金属铝含量的装置，所述装置包括大敞口玻璃器皿、放置于大敞口玻璃器皿中的可放置焚烧灰 样品的小敞口玻璃器皿、底端开孔的量筒，一端连接抽气泵的气针针头；所述的小敞口玻璃器皿中放置有磁性搅拌棒；底端开孔的量筒倒置，盖住大敞口玻璃器皿中的小敞口玻璃器皿，量筒底部的小孔用橡胶皮垫气密封；所述大敞口玻璃器皿放置于可调温的加热器上，并在所述的大敞口玻璃器皿内设有温度计，所述加热器有磁力搅拌功能。所述大敞口玻璃器皿优选为大烧杯，所述小敞口玻璃器皿优选为小烧杯。所述装置中，优选所述大敞口玻璃器皿的容积Vb mL与小敞口玻璃器皿的容积VsHiL 之比为 15-100:1，优选 15-50:1 ；所述量筒的容积为V。mL，且满足Vb -V0 > O0利用本技术提供的装置来检测焚烧灰中金属铝含量的方法包括以下步骤:(I)准确称量焚烧灰样品，质量为M g，将称量后的焚烧灰样品放置于小敞口玻璃器皿中，并在小敞口玻璃器皿中放置磁性搅拌棒；将装有焚烧灰样品和磁性搅拌棒的小敞口玻璃器皿放置入大敞口玻璃器皿中，大敞口玻璃器皿的容积Vb mL与小敞口玻璃器皿的容积Vs之比为15-50:1 ;将一底端开有小孔的量筒倒立，盖住大敞口玻璃器皿中的小敞口玻璃器皿，量筒的容积Vtl mL, Vb -V0 > 0，量筒底端的小孔用橡胶皮垫和胶水气密封小孔；(2)将质量浓度为4 5%的氢氧化钠溶液倒入大敞口玻璃器皿中，氢氧化钠溶液的体积为vNara，且Vtl < VNa0H < Vb ;将一端连接抽气泵的气针针头插入倒立盖住小敞口玻璃器皿的量筒底部粘有橡胶皮垫的小孔，开动抽气泵抽空量筒内空气，使量筒内完全充满氢氧化钠溶液，取出气针针头；开动磁力搅拌，将大敞口玻璃器皿加热，控制大敞口玻璃器皿内溶液的温度为45 55°C (优选50°C)，开始反应；(3)定时记录量筒内溶液液面高度，直至液面高度不变，记录最后液面高度对应的体积V1 ;则计算得到氢气体积=(Vtl-V1)mL;焚烧灰样品中金属铝的质量=(V0-V1) X0.8036X 10—3 g焚烧灰样品中金属铝的质量百分浓度=[(Vtl-V1) X0.8036X ΙΟΙ/Μ] X 100%。所述大敞口玻璃器皿容积Vb、量筒容积Vtl、氢氧化钠溶液的体积VNaffl满足以下关系:(1/10)Vb ^ (vNa0H- V0) <(Vb -v0)本技术所述的焚烧灰为垃圾焚烧的副产物，可以为飞灰或底灰。焚烧灰可直接从垃圾焚烧厂中得到。本技术所述量筒底部小孔的直径优选小于0.5cm。本技术的设计理论在于:焚烧灰中金属铝含量测定的理论基础是依据金属铝在碱性环境(PH=12_14)中发生化学反应产生氢气，根据收集到的氢气体积(ml)反向计算出金属铝的质量，然后再计算出焚烧灰中金属铝的质量百分比。金属铝在碱性溶液中发生的化学反应方程式为:2A1 + 6H20 +2Na0H -> 2NaAl (OH) 4 + 3H2所述步骤(2)的操作步骤应当尽快完成，以防止样品中金属铝在碱性溶液中发生反应而未及时收集到产生的氢气。所述步骤(3)中，通常每隔20分钟记录量筒内溶液的液面高度值，记录直至液面高度在连续三次的数值不变为止，则得到最后液面高度值为本技术的有益效果主要表现在:利用本装置可简便、快速、准确的检测-计算出焚烧灰或有关细物料中金属铝的质量浓度。通过实验已验证溶液的反应温度在50°C左右、碱性PH=12-14且样品和溶液保持持续搅拌条件下，金属铝的反应速度更快、反应的更彻底。该方法能做到较好的密封和对氢气的保存，通过对一定质量的薄片铝箔(铝含量97%)进行上述操作，已验证该装置的测量方法对金属铝的检测有效率达99.8%以上。本技术提供的装置简单，易于操作和实施，用于检测焚烧灰中铝本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检测焚烧灰中金属铝含量的装置，其特征在于所述装置包括大敞口玻璃器皿、放置于大敞口玻璃器皿中的可放置焚烧灰样品的小敞口玻璃器皿、底端开孔的量筒，一端连接抽气泵的气针针头；所述的小敞口玻璃器皿中放置有磁性搅拌棒；底端开孔的量筒倒置，盖住大敞口玻璃器皿中的小敞口玻璃器皿，量筒底部的小孔用橡胶皮垫气密封；所述大敞口玻璃器皿放置于可调温的加热器上，并在所述的大敞口玻璃器皿内设有温度计，所述加热器有磁力搅拌功能。

【技术特征摘要】
1.一种检测焚烧灰中金属铝含量的装置，其特征在于所述装置包括大敞口玻璃器皿、放置于大敞口玻璃器皿中的可放置焚烧灰样品的小敞口玻璃器皿、底端开孔的量筒，一端连接抽气泵的气针针头；所述的小敞口玻璃器皿中放置有磁性搅拌棒；底端开孔的量筒倒置，盖住大敞口玻璃器皿中的小敞口玻璃器皿，量筒底部的小孔用橡胶皮垫气密封；所述大敞口玻璃器皿放置于可调温的加热器上，并在所述的大敞口玻璃器皿内设有温度计，所述加热器有磁力搅拌...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡艳军，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：实用新型
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