ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

ГОСТР

55120—

2012

(CEN/TS

15412:2010)

ТОПЛИВО ТВЕРДОЕ ИЗ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ

Определение металлического алюминия

CEN/TS 15412:2010 Solid recovered fuels - Methods for the determination of metallic aluminium

(MOD)

Издание официальное

Предисловие

1    РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский центр стандартизации, информации и сертификации сырья, материалов и веществ» (ФГУП «ВНИЦСМВ») на основе собственного аутентичного перевода на русский язык европейского регионального документа, указанного в пункте 4

2    ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 179 «Твердое минеральное топливо»

3    УТВЕРЖДЕН и ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 ноября 2012 г. № 904-ст

4    Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к европейскому региональному документу СЕН/ТС 15412:2010 «Топливо твердое из бытовых отходов. Методы определения металлического алюминия» (CEN/TS 15412:2010 «Solid recovered fuels - Methods for the determination of metallic aluminium») путем изменения отдельных фраз (слов, значений показателей, ссылок), которые выделены в тексте курсивом

5    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0-2012 (раздел 8). Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (gost.ru)

© Стандартинформ, 2014

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

УДК 662.6:543.812:006.354    ОКС    75.160.10    ОКП02    5149

Ключевые слова: топливо твердое из бытовых отходов, металлический алюминий, методы определения

Подписано в печать 01.08.2014. Формат 60x84V₈.

Уел. печ. л. 1,40. Тираж 36 экз. Зак. 3160.

Подготовлено на основе электронной версии, предоставленной разработчиком стандарта

ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ»

123995 Москва, Гранатный пер., 4. www.gostinfo.ru    info@gostinfo.ru

ГОСТ Р 55120-2012

Введение

Металлический алюминий, содержащийся в твердом топливе из бытовых отходов, создает затруднения в процессе сжигания. Алюминий может образовывать отложения на поверхностях теплообменников и пароперегревателей. Поэтому необходим метод определения общего алюминия. Другие металлы с низкой температурой плавления, такие как олово, свинец и цинк, могут вызывать подобные проблемы, но их содержание в твердом топливе из бытовых отходов обычно очень низкое и, следовательно, их влияние незначительно.

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Топливо твердое из бытовых отходов Определение металлического алюминия

Solid recovered fuels - Methods for the determination of metallic aluminium

Дата введения - 2014—07—01

1    Область применения

Настоящий стандарт устанавливает два различных метода определения металлического алюминия в твердом топливе из бытовых отходов:

-    метод А: растворение металлического алюминия и его анализ методом оптической эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ICP-OES) или методом пламенной атомно-абсорбционной спектрометрии (FAAS);

-    метод Б: дифференциальный термический анализ (DTA) твердого топлива из бытовых отходов.

2    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р 51309-99 Вода питьевая. Определение содержания элементов методами атомной спектрометрии

ГОСТ Р 51760-2001 Тара потребительская полимерная. Общие технические условия ГОСТ Р 52501-2005 (ИСО 3696:1987) Вода для лабораторного анализа. Технические условия ГОСТ Р 53228-2008 Весы неавтоматического действия. Часть 1. Метрологические и технические требования. Испытания

ГОСТ Р 54224-2010 (СЕЫЯБ 15403:2006) Топливо твердое из бытовых отходов. Определение зольности

ГОСТ Р 54229-2010 (СЕЫЯБ 15413:2006) Топливо твердое из бытовых отходов. Методы приготовления пробы для испытания из лабораторной пробы

ГОСТ Р 54233-2010 (СЕЫЯБ 15414-3:2006) Топливо твердое из бытовых отходов. Определение содержания влаги высушиванием. Часть 3. Влага аналитическая

ГОСТ Р 54235-2010 (СЕЫЯБ 15357:2006) Топливо твердое из бытовых отходов. Термины и определения

ГОСТ 1770-74 (ИСО 1042:1983, ИСО 4788:1980) Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы, пробирки. Технические условия

ГОСТ 4328-77 Реактивы. Натрия гидроокись. Технические условия ГОСТ 4461-77 Реактивы. Кислота азотная. Технические условия ГОСТ 6709-72 Вода дистиллированная. Технические условия ГОСТ 9077-82 Кварц молотый пылевидный. Общие технические условия ГОСТ 13867-68 Продукты химические. Обозначение чистоты

ГОСТ 29227-91    (ИСО 835-1:1981) Посуда лабораторная стеклянная. Пипетки

градуированные. Часть 1. Общие требования

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение

Издание официальное

ГОСТ P 55120—2012

рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины и определения по ГОСТ Р 54235, в том числе следующие термины с соответствующими определениями:

Металлический алюминий (metallic aluminium):    алюминий,    который    может    быть

экстрагирован из твердого топлива из бытовых отходов раствором NaOH концентрацией 0,75 моль/л после обработки топлива раствором HN0₃ концентрацией 0,14 моль/л.

Примечание - Это определение включает в себя металлический алюминий и некоторые химические формы алюминия, нерастворимые в азотной кислоте, но легко растворимые в щелочной среде.

4    Обозначения и сокращения

4.1    ICP-OES — оптическая эмиссионная спектрометрия с индуктивно связанной плазмой.

4.2    ICP-MS — масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой.

4.3    FAAS — пламенная атомно-абсорбционная спектрометрия.

4.4    FES — пламенная эмиссионная спектрометрия.

5    Требования безопасности

Требования безопасности при обращении с потенциально опасными бытовыми отходами описаны в соответствующих национальных и европейских правилах, которых должна придерживаться каждая лаборатория.

В дополнение к этим правилам необходимо иметь в виду следующее:

-    большинство реагентов, которые используются в данном стандарте, являются чрезвычайно коррозионными и токсичными. Работа с сильно коррозионными реактивами при высокой температуре требует обязательного соблюдения мер безопасности;

-    в ходе реакции металлического алюминия (и других металлов, таких как цинк, олово и свинец) с раствором NaOH выделяется газообразный водород, который может образовывать взрывоопасные смеси с воздухом;

-    все процедуры необходимо выполнять в вытяжном шкафу или с использованием закрытого оборудования с принудительной вентиляцией. При использовании сильных окисляющих реагентов возможно образование взрывоопасных органических полупродуктов, особенно при испытании проб с высоким содержанием органических соединений. Не следует открывать сосуды, находящиеся под давлением, до их полного остывания. Следует избегать контакта с химическими реагентами и газообразными продуктами.

6    Сущность метода

6.1    Метод А

Навеску твердого топлива из бытовых отходов с максимальным размером частиц 1 мм помещают в раствор азотной кислоты концентрацией 0,14 моль/дм³ и встряхивают в течение часа, после чего смесь фильтруют. Фильтр с осадком, содержащим не растворимый в азотной кислоте алюминий, переносят в раствор гидроксида натрия концентрацией 0,75 моль/дм³. Смесь кипятят в течение 1,5 ч для выщелачивания алюминия, а затем фильтруют. В фильтрате определяют содержание алюминия с помощью методов ICP-OES или FAAS.

6.2    Метод Б

Навеску твердого топлива из бытовых отходов с максимальным размером частиц 1 мм озоляют. Полученную золу вводят в дифференциальный термический анализатор (DTA) и производят измерения в соответствии с заданной программой. Записывают кривую DTA. ¹

ГОСТ P 55120—2012

7    Оборудование и требования к нему

7.1    Метод А

7.1.1    Весы ГОСТ Р 53228 с точностью взвешивания до 1 мг.

7.1.2    Общее лабораторное оборудование, включая:

-    мерные колбы и пипетки требуемых объемов по ГОСТ 1770\

-    емкости требуемой формы и объема из полимерных материалов по ГОСТ Р 51760;

-    оборудование для фильтрования химически стойкое, исключающее загрязнение, или центрифуга.

Стеклянное оборудование не используют при работе с NaOH.

7.1.3    Аппарат для встряхивания.

7.1.4    Плитка электрическая с регулятором температуры нагрева до 120 °С.

7.1.5    Атомно-абсорбционный спектрометр с индуктивно связанной плазмой (ICP-OES).

7.1.6    Пламенный атомно-абсорбционный спектрометр (FAAS).

7.2 Метод Б

7.2.1    Дифференциальный термический анализатор (DTA) или дифференциальный термический анализатор/гермогравиметрический анализатор (DTA/TGA).

7.2.2    Платиновые чашки.

8    Реактивы

8.1    Общие положения

Все реактивы должны иметь степень чистоты не менее ч.д.а. по ГОСТ 13867.

Перечень и описания других реактивов приведены в нормативных документах, указанных в разделе 2.

8.2    Метод А

8.2.1    Вода первой степени чистоты по ГОСТ Р 52501. Дистиллированную воду по ГОСТ 6709 дважды перегоняют в аппаратуре из кварцевого стекла или подвергают деионизации.

В соответствии с требованиями ГОСТ Р 52501 воду первой степени чистоты хранить не следует.

8.2.2 Натрия гидроксид (NaOH) по ГОСТ 4328, раствор концентрацией    0,75 моль/дм².

8.2.3    Кислота азотная (HN0₃) концентрированная плотностью р₂о = 1,42 г/см² (14 моль/дм²) по ГОСТ4461.

8.2.4    Кислота азотная (HN0₃), раствор концентрацией 0,14 моль/дм².

8.2.5    Стандартный раствор алюминия, 1000 мг/дм².

Может быть использован стандартный раствор алюминия для спектроскопии, выпускаемый промышленностью.

8.2.6    Градуировочные растворы

Градуировочные растворы готовят следующим образом. В мерной колбе емкостью 100 см² смешивают 10 см² раствора NaOH (8.2.2) и 3 см² концентрированной HN0₃ (8.2.3). Затем добавляют необходимое количество стандартного раствора алюминия (7.2.5). Содержимое колбы разбавляют водой до метки и перемешивают.

8.3 Метод Б

8.3.1    Алюминиевый порошок со степенью чистоты 96,7 % или выше.

8.3.2    Песок кварцевый очищенный с высоким содержанием кварца по ГОСТ 9077.

8.3.3    Смесь для градуировки

Твердые смеси получают путем смешивания песка (8.3.2) и металлического алюминия (8.3.1) в соответствии с ожидаемым содержанием алюминия в твердом топливе из бытовых отходов.

9    Приготовление пробы

9.1 Пробы для испытания

Проба для испытаний представляет собой аналитическую пробу с размером частиц менее 1 мм, приготовленную из лабораторной пробы твердого топлива из бытовых отходов в соответствии с ГОСТР 54229. Для метода Б необходимое количество аналитической пробы озоляют в соответствии с ГОСТ Р 54224.

Для метода А может быть использована проба в сухом или воздушно-сухом состоянии, а для метода Б — проба золы, приготовленная по ГОСТР 54224, в сухом или воздушно-сухом состоянии.

Примечания

ГОСТ P 55120—2012

1    В некоторых случаях присутствие кальцита (карбоната кальция) в пробе может влиять на результаты анализа методом Б. В таких случаях рекомендуется озолять топливо при более высоких температурах, например, при 850 °С.

2    При приготовлении пробы следует уделить особое внимание тому, чтобы исключить возможную сегрегацию частиц алюминия (метод А).

В зависимости от используемого метода масса навесок колеблется от 50 мг (метод Б) до 2 г (метод А).

Результаты испытаний рассчитывают на сухое состояние топлива, поэтому при испытании воздушно-сухой пробы одновременно из отдельной навески пробы определяют массовую долю влаги по ГОСТ Р 54233.

9.2 Замечания, касающиеся хранения и приготовления лабораторных проб

Лабораторные пробы хранят в соответствии с рекомендациями, указанными в приложении А.

При приготовлении лабораторной пробы следует исключить или по возможности минимизировать использование оборудования для измельчения из алюминия или алюминиевого сплава как источников загрязнения.

Лабораторные пробы хранят и транспортируют в герметически закрытых контейнерах из пластика высокой плотности.

10 Расщепление проб

10.1    Метод А

10.1.1    Общие сведения

Около 2 г пробы взвешивают с точностью до 0,1 мг и помещают в коническую колбу вместимостью 250 см³. Одновременно проводят два холостых опыта, соблюдая всю процедуру, но без пробы топлива.

Примечания

1    При необходимости может быть использована воронка Бюхнера со стеклянным фильтром диаметром 10 см, задерживающим частицы более 1 мкм, для фильтрования под вакуумом.

2    Иногда фильтрат остается слегка мутным, но это не мешает определению.

10.1.2    Выщелачивание легко растворимых соединений алюминия

В коническую колбу с навеской пробы добавляют 100 см³ раствора азотной кислоты 0,14 моль/дм³ (8.2.4). Помещают колбу в аппарат для встряхивания (7.1.3) и встряхивают в течение 1 ч. Содержимое колбы фильтруют, 3 раза промывают колбу водой (8.2.1), используя порции воды по 20 см³ и пропуская промывные воды через тот же фильтр.

10.1.3    Растворение металлического алюминия

Переносят фильтр с осадком в узкую емкость из политетрафторэтилена (фторопласта-4). Добавляют 100 см³ раствора гидроксида натрия 0,75 моль/дм³ (8.2.2) и нагревают до кипения. Осторожно кипятят смесь в течение 1,5 ч. После окончания нагревания в емкость добавляют 100 см³ воды (8.2.1) и дают остыть. Смесь фильтруют и помещают в пластиковую мерную колбу объемом 500 см³. Емкость из фторопласта и фильтр трижды промывают порциями воды по 20 см³ (8.2.1). В колбу добавляют 15 см³ концентрированной азотной кислоты (8.2.4) и доливают водой до метки.

10.2    Метод Б

Пробу топлива озоляют в соответствии с требованиями ГОСТ Р 54224. Около 50 мг золы взвешивают с точностью до 0,1 мг и помещают в платиновую чашку. С помощью DTA (7.2.1) снимают термограмму.

10.3    Определение металлического алюминия

10.3.1    Метод А

Содержание алюминия в растворе, полученном по 10.1.3 (метод А), определяют методами FAAS или ICP-OES в соответствии с ГОСТ Р 51309.

10.3.2    Метод Б

Содержание металлического алюминия определяют с помощью термограммы, снятой на DTA, путем интегрирования пика плавления алюминия при 660 °С. Пик направлен вниз, т. к. реакция эндотермическая. Градуировку прибора проводят с использованием смесей для градуировки (8.3.3). ³

ГОСТ Р 55120-2012

11 Обработка результатов

11.1    Общие положения

Результаты испытаний рассчитывают на сухое состояние топлива. При расчетах должны быть учтены промежуточные разбавления раствора, если таковые имели место.

11.2    Метод А

Массовую долю алюминия в сухой пробе твердого топлива из бытовых отходов 3^d, %, рассчитывают по формуле:

3^d = ^(C~^C°^F100,    (1)

т

где с— концентрация алюминия в конечном растворе, мг/дм³;

с₀ — концентрация алюминия в растворе холостого опыта, мг/дм³;

m — масса навески пробы, рассчитанная на сухое состояние, мг;

V- объем конечного раствора, дм³.

11.3    Метод Б

Массовую долю алюминия в золе топлива, выраженную в процентах, определяют с помощью градуировочной кривой. Массовую долю алюминия в сухой пробе рассчитывают исходя из зольности сухой пробы.

12    Контроль качества

Для обнаружения возможных загрязнений от сосудов и/или реагентов следует провести холостые опыты, соблюдая процедуры в соответствии с разделом 9 и используя такие же количества реактивов.

Правильность аналитического метода проверяют путем проведения испытаний стандартных образцов состава. Результат, полученный при испытании стандартного образца состава, сравнивают с величиной,указанной в паспорте.

Степень извлечения при испытании настоящим методом может быть проверена с помощью образца, например, природной древесины, смешанной с известным количеством металлического алюминия.

13    Протокол испытаний

Протокол испытаний должен содержать следующую информацию:

а)    наименование и адрес всех лабораторий, принимавших участие в испытаниях;

б)    описание и идентификацию исследуемой пробы;

в)    даты получения лабораторной пробы и проведения испытаний;

г)    ссылку на настоящий стандарт;

д)    ссылки на стандарты, по которым проводились какие-либо определения в испытуемой

пробе;

е)    результаты испытаний;

ж)    проводившиеся при испытаниях процедуры, не описанные в данном стандарте или необязательные;

з)    любые особенности, отмеченные в ходе испытаний, которые могли повлиять на результаты.

Протокол испытаний должен быть однозначно идентифицирован, все страницы

пронумерованы и указано их общее количество.

В лаборатории должны храниться промежуточные результаты испытаний (термограммы, исходные данные, расчеты), которые должны быть доступны при необходимости. ⁴

Приложение А (справочное)

Характеристики лабораторной пробы для химического анализа твердого топлива из бытовых отходов

При подготовке лабораторных проб твердого топлива из бытовых отходов для химического анализа должны соблюдаться следующие требования.

Исходя из количества и типа параметров, которые необходимо определить, из требования к представительности пробы, а также из практических соображений установлены максимальная масса лабораторной пробы 10 кг и максимальный размер частиц 1 см. В таблице А.1 требования к лабораторным пробам систематизированы в зависимости от параметра или группы параметров, для определения которых проба предназначена. ⁵

Таблица А.1- Требования к лабораторной пробе для анализа твердого топлива из бытовых отходов_

Параметр Минимальная масса лабораторной пробы, га Условия краткосрочного хранения перед доставкой пробы в лабораторию Условия длительного хранения перед доставкой пробы в лабораторию Материал упаковки 1 2 3 4 5 С, Н, N 100 В условиях производства твердого топлива из бытовых отходов Охлаждение до 4 °С Пластиковая бутылка или коробка Cl, S, Br, F 100 То же То же Пластиковая бутылка или коробка (не ПВХ) Металлический AI 200 В условиях производства твердого топлива из бытовых отходов Охлаждение до 4 °С Пластиковая бутылка или коробка Макроэлементы 400 То же То же То же Микроэлементы, исключая Hq 200 » » » Hg 100 » » Бутылка из стекла или фторопласта С, Н, N, Cl, S, Вг, F 150 » » Пластиковая бутылка или коробка (не ПВХ) Макроэлементы, микроэлементы, исключая Hg 500 » » Пластиковая бутылка или коробка Макроэлементы, микроэлементы, Hg 600 » » Стеклянная бутылка (100 г) и пластиковая бутылка или коробка Макроэлементы, микроэлементы, нд, металлический AI 700 В условиях производства твердого топлива из бытовых отходов Охлаждение до 4 °С Стеклянная бутылка (100 г) и пластиковая бутылка или коробка

Приложение ДА (справочное)

Сведения о соответствии ссылочных национальных и межгосударственных стандартов международным стандартам, использованным в качестве ссылочных в примененном европейском региональном документе

Таблица ДА.1

Обозначение ссылочного национального, межгосударственного стандарта Степень соответствия Обозначение и наименование ссылочного европейского регионального стандарта, документа ГОСТ Р 52501-2005 (ИСО 3696:1987) MOD ISO 3696:1987 «Вода для лабораторного анализа. Технические условия» ГОСТ Р 54224-2010 (CEN/TS 15403:2006) MOD CEN/TS 15403:2006 «Топливо твердое из бытовых отходов. Определение зольности» ГОСТ Р 54229-2010 (CEN/TS 15413:2006) MOD CEN/TS 15413:2006 «Топливо твердое из бытовых отходов. Методы приготовления пробы для испытания из лабораторной пробы» ГОСТ Р 54233-2010 (CEN/TS 15414-3:2006) MOD CEN/TS 15414-3:2006 «Топливо твердое из бытовых отходов. Определение содержания влаги высушиванием. Часть 3. Влага аналитическая» ГОСТ Р 54235-2010 (CEN/TS 15357:2006) MOD CEN/TS 15357:2006 « Топливо твердое из бытовых отходов. Термины и определени» ГОСТ 1770-74 (ИСО 1042:1983, ИСО 4788:1980) MOD ISO 1042:1983 «Посуда лабораторная стеклянная. Колбы мерные с одной меткой»; ISO 4788:1980 «Посуда лабораторная стеклянная. Градуированные мерные цилиндры» ГОСТ 29227-91 (ИСО 835-1:1981) MOD ISO 835-1:1981 «Посуда лабораторная стеклянная. Пипетки градуированные. Часть 1. Общие требования» Примечание — В настоящей таблице использовано следующее условное обозначение степени соответствия стандартов: - MOD - модифицированные стандарты.

7

1

2

3

4

5