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JP2772899B2 - Method for analyzing nitrogen oxides in sulfuric acid - Google Patents
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JP2772899B2 - Method for analyzing nitrogen oxides in sulfuric acid - Google Patents

Method for analyzing nitrogen oxides in sulfuric acid

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JP2772899B2
JP2772899B2 JP14135093A JP14135093A JP2772899B2 JP 2772899 B2 JP2772899 B2 JP 2772899B2 JP 14135093 A JP14135093 A JP 14135093A JP 14135093 A JP14135093 A JP 14135093A JP 2772899 B2 JP2772899 B2 JP 2772899B2
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nitric oxide
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貢 藤原
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は硫酸中に微量に含まれる
窒素酸化物の分析方法及び分析装置に関する。更に詳し
くは、硫酸中に含まれる硝酸、亜硝酸、ニトロシル硫酸
などに起因する窒素酸化物の総量を分析する方法および
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for analyzing trace amounts of nitrogen oxides in sulfuric acid. More specifically, the present invention relates to a method and an apparatus for analyzing the total amount of nitrogen oxides caused by nitric acid, nitrous acid, nitrosyl sulfuric acid and the like contained in sulfuric acid.

【0002】[0002]

【従来の技術】銅、亜鉛、鉛等、非鉄金属精錬の焙焼工
程で発生する亜硫酸ガスを原料として製造された硫酸中
には上記窒素酸化物(以下、NOxと略すことがあ
る。)、塩化物、二酸化イオウ等種々の不純物が含まれ
ている。この中、硫酸中に微量に含まれる窒素酸化物の
分析方法としては、JIS K 1306:ブルシン吸
光光度法、ISO 2363:2,4−キシレノール吸
光光度法などが一般的であるが、これらの方法は毒性の
強い試薬を必要とし、分析操作が煩雑である上、手分析
に頼らざるを得ない。また、連続分析方法として利用す
ることはできない。特に、硫酸中のNOxの量が50p
pm(硝酸イオン換算値)以下の低濃度の場合、その量
を精度良く分析する技術は未だ不十分であり、また連続
的に分析する方法は未だ開発されていない。
2. Description of the Related Art Nitrogen oxides (hereinafter sometimes abbreviated as NOx) are contained in sulfuric acid produced from sulfurous acid gas generated in a roasting step of refining non-ferrous metals such as copper, zinc and lead. Contains various impurities such as chlorides and sulfur dioxide. Among these, JIS K 1306: Brucine absorption spectrophotometry, ISO 2363: 2,4-xylenol absorption spectrophotometry, etc. are generally used as a method for analyzing a trace amount of nitrogen oxides in sulfuric acid. Requires highly toxic reagents, complicates the analysis operation, and must rely on manual analysis. Also, it cannot be used as a continuous analysis method. In particular, the amount of NOx in sulfuric acid is 50p
In the case of a low concentration of pm (equivalent to nitrate ion) or less, a technique for accurately analyzing the amount is insufficient, and a method for continuous analysis has not yet been developed.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】硫酸中に1〜50pp
m程度含まれる窒素酸化物の分析方法としては、前述の
ごとくブルシン吸光光度法、2,4−キシレノール吸光
光度法があるが、これらの方法は毒性の強い試薬を用い
る上、定量下限も0.2ppm程度であって感度も悪
く、さらに共存成分の影響を受け易い等の欠点を有して
いる。例えば、ブルシン吸光光度法の場合には窒素酸化
物のうちニトロシル硫酸はブルシンと反応しないため分
析することが出来ないばかりか、ニトロシル硫酸を酸化
して硝酸に変えた後ブルシン試薬を加えてその吸光度を
測定する場合でも、酸化剤として用いる過酸化水素とブ
ルシンが反応して同様に発色するため測定が妨害され
る。
SUMMARY OF THE INVENTION 1 to 50 pp in sulfuric acid
As described above, as a method for analyzing nitrogen oxides contained in about m, there are a brucine absorption spectrophotometry and a 2,4-xylenol absorption spectrophotometry. These methods use highly toxic reagents and also have a lower limit of quantification of 0. It has a drawback that the sensitivity is poor at about 2 ppm, and that it is easily affected by coexisting components. For example, in the case of brucine spectrophotometry, nitrosyl sulfate among nitrogen oxides does not react with brucine, so it cannot be analyzed. Is measured, hydrogen peroxide used as an oxidizing agent reacts with brucine to form a color, which hinders the measurement.

【0004】また、近年開発されたイオンクロマトグラ
フ法は硫酸協会第31回分析分科会(1992年3月1
2日)議事録(p−10)に記載されているように、高
濃度に含まれる窒素酸化物の分析には有効であるが、5
0ppm以下のような極微量の分析には硫酸イオンの影
響が大きく、利用することはできない。即ち、イオンク
ロマトグラフ法を用いて得られたクロマトグラムから硝
酸イオンのピーク面積を求める場合、硫酸イオンのピー
クが余りにも大きくて硝酸イオンのピークに重なるため
分析が困難となる。しかも、これらすべての方法は連続
分析に利用することが出来ないため、経時的に窒素酸化
物濃度を分析する必要がある場合等においては使用する
ことができない。
The recently developed ion chromatographic method is described in the 31st Analytical Subcommittee of the Sulfuric Acid Association (March 1, 1992).
2nd) As described in the minutes of the meeting (p-10), it is effective for the analysis of nitrogen oxides contained in high concentrations.
The analysis of trace amounts such as 0 ppm or less is greatly affected by sulfate ions and cannot be used. That is, when the peak area of the nitrate ion is obtained from the chromatogram obtained by using the ion chromatography, the peak of the sulfate ion is too large and overlaps with the peak of the nitrate ion, so that the analysis becomes difficult. Moreover, since all of these methods cannot be used for continuous analysis, they cannot be used when it is necessary to analyze the nitrogen oxide concentration over time.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
硝酸イオンおよび亜硝酸イオンが式及び式に示すよ
うに、硫酸溶液中で第一鉄イオンと反応してニトロソフ
ェロイオンを形成するという公知の事実に着目し研究を
進めた。 8FeSO4 +2HNO3 +3H2SO4 ─→ 2Fe(NO)SO4 +3Fe2(SO4 )3 +4H2O ── 4FeSO4 +2HNO2 +H2 SO4 ─→ 2Fe(NO)SO4 +Fe2 (SO4)3 +2H2O ── その結果、硫酸中に含まれる窒素酸化物、即ち硝酸、亜
硝酸、ニトロシル硫酸などに起因する窒素酸化物のすべ
てを一旦ニトロソフェロイオンに変えた後、生成したニ
トロソフェロイオンを加熱分解して一酸化窒素を発生さ
せ、不活性ガス例えば窒素を通気することによって脱気
し、公知の方法によって脱気ガス中に含まれる一酸化窒
素を定量すれば、極微量即ち50ppm以下の硫酸中の
NOxを極めて精度良く分析できることを見いだし本発
明に到達した。
Means for Solving the Problems Accordingly, the present inventors have:
The research was focused on the known fact that nitrate ions and nitrite ions react with ferrous ions in a sulfuric acid solution to form nitrosoferro ions as shown in the formula and the formula. 8FeSO 4 + 2HNO 3 + 3H 2 SO 4 ─ → 2Fe (NO) SO 4 + 3Fe 2 (SO 4 ) 3 + 4H 2 O──4FeSO 4 + 2HNO 2 + H 2 SO 4 ─ → 2Fe (NO) SO 4 + Fe 2 (SO 4 ) 3 + 2H 2 O ── As a result, all the nitrogen oxides contained in the sulfuric acid, ie, the nitrogen oxides caused by nitric acid, nitrous acid, nitrosylsulfuric acid, etc., are once converted into nitrosoferroions, and the nitrosoferroions formed Is heated and decomposed to generate nitric oxide, degassed by passing an inert gas such as nitrogen, and the amount of nitric oxide contained in the degassed gas is determined by a known method. It has been found that NOx in sulfuric acid can be analyzed with extremely high accuracy, and the present invention has been achieved.

【0006】即ち、本発明の要旨は、(1)窒素酸化物
を含有する硫酸に第一鉄イオン溶液を加えて加熱し、発
生する一酸化窒素を不活性ガスを通気して脱気し、脱気
ガス中に含まれる一酸化窒素を定量することを特徴とす
る硫酸中の窒素酸化物の分析方法、(2)窒素酸化物を
含有する硫酸に第一鉄イオン溶液を加えて加熱し、発生
する一酸化窒素を不活性ガスを通気して脱気し、脱気ガ
ス中に含まれる一酸化窒素を赤外分光光度計または化学
発光分析計を用いて連続的に定量することを特徴とする
硫酸中の窒素酸化物の分析方法、(3)窒素酸化物、塩
化物、及び二酸化イオウを含有する硫酸に第一鉄イオン
溶液を加えて加熱し、発生する一酸化窒素を不活性ガス
を通気して脱気し、脱気ガス中に含まれる一酸化窒素、
塩化水素、及び二酸化イオウを同時に定量することを特
徴とする硫酸中の窒素酸化物、塩化物、及び二酸化イオ
ウの分析方法、(4)窒素酸化物を含有する硫酸に第一
鉄イオン溶液を加えて加熱し、一酸化窒素を発生させる
ガス発生装置と、発生した一酸化窒素を不活性ガスの通
気により脱気させる手段と、脱気ガス中に含まれる一酸
化窒素を定量する手段とを備えた硫酸中の窒素酸化物分
析装置に関する。
That is, the gist of the present invention is to (1) add a ferrous ion solution to sulfuric acid containing nitrogen oxides and heat it, and degas the generated nitrogen monoxide by passing an inert gas through, A method for analyzing nitrogen oxides in sulfuric acid, characterized by quantifying nitrogen monoxide contained in the degassed gas; (2) adding a ferrous ion solution to sulfuric acid containing nitrogen oxides and heating; Nitrogen monoxide generated is degassed by passing an inert gas, and nitrogen monoxide contained in the degassed gas is continuously determined using an infrared spectrophotometer or a chemiluminescence analyzer. (3) Add ferrous ion solution to sulfuric acid containing nitrogen oxides, chlorides and sulfur dioxide and heat to remove the generated nitric oxide with inert gas. Aeration and deaeration, nitric oxide contained in the deaeration gas,
A method for analyzing nitrogen oxides, chlorides, and sulfur dioxide in sulfuric acid, characterized by simultaneously quantifying hydrogen chloride and sulfur dioxide. (4) A ferrous ion solution is added to sulfuric acid containing nitrogen oxides. A gas generator for generating nitrogen monoxide by heating and heating, a means for degassing the generated nitric oxide by passing an inert gas, and a means for quantifying nitrogen monoxide contained in the degassed gas. For analyzing nitrogen oxides in sulfuric acid.

【0007】本発明の分析方法においては、まずNOx
を含有する硫酸を容器に入れ、これに第一鉄イオン溶液
として、例えば硫酸第一鉄溶液を加える。硫酸の濃度は
通常70%以上が好ましく、硫酸の濃度が70%より低
いと一酸化窒素の脱気効率が悪くなる。従って、硫酸の
濃度が70%より低い硫酸中のNOxを分析する場合に
は、NOx濃度既知の濃硫酸を用いて濃度を70%以上
に調整するのが好ましい。また、第一鉄イオン溶液の濃
度は硫酸溶液中に0.005〜0.5%の第一鉄イオン
を含むように硫酸第一鉄溶液を加える。第一鉄イオンの
濃度が0.005%より低いとニトロソフェロイオンの
生成が十分でなく、また0.5%より高くても過剰の第
一鉄イオンが測定に悪影響を与える。
In the analysis method of the present invention, first, NOx
Is put into a container, and a ferrous ion solution, for example, a ferrous sulfate solution is added thereto. The concentration of sulfuric acid is usually preferably 70% or more, and if the concentration of sulfuric acid is lower than 70%, the degassing efficiency of nitric oxide deteriorates. Therefore, when analyzing NOx in sulfuric acid having a sulfuric acid concentration lower than 70%, it is preferable to adjust the concentration to 70% or more using concentrated sulfuric acid with a known NOx concentration. In addition, the ferrous sulfate solution is added so that the concentration of the ferrous ion solution contains 0.005 to 0.5% of ferrous ions in the sulfuric acid solution. If the concentration of ferrous ion is lower than 0.005%, the production of nitrosoferroion is insufficient, and if it is higher than 0.5%, the excess ferrous ion adversely affects the measurement.

【0008】上記の操作により、硫酸に含まれるNOx
をすべて一旦ニトロソフェロイオンに変えた後、次にニ
トロソフェロイオンを加熱分解して一酸化窒素を発生さ
せる。硫酸に含まれるNOxをニトロソフェロイオンに
変えるには、第一鉄イオン溶液を加えて硫酸をバブリン
グするのが好ましく、このためシンターグラス付きガス
発生瓶のような容器が好適に使用される。硫酸のバブリ
ング時間は、通常10〜200秒である。また、ニトロ
ソフェロイオンを加熱分解するための加熱温度は、通常
60〜120℃が好ましい。加熱温度が60℃より低い
とニトロソフェロイオンの分解が不十分となるので好ま
しくなく、また、120℃より高くてもそれに見合う効
果は得られない。次に、発生した一酸化窒素を不活性ガ
ス、例えば窒素を通気して脱気する。この時、窒素の通
気量は硫酸1容当たり10容から100容とする。10
容より少ないと一酸化窒素の硫酸からの分離が不十分と
なり、また、100容より多くても一酸化窒素の濃度が
低くなり過ぎて測定が困難となる。かくして、脱気ガス
と共に分離された一酸化窒素は一旦、真空容器中に捕集
して一酸化窒素を定量する。
By the above operation, NOx contained in sulfuric acid
Is once converted to nitrosoferroion, and then nitrosoferroion is thermally decomposed to generate nitric oxide. In order to convert NOx contained in sulfuric acid into nitrosoferroion, it is preferable to add a ferrous ion solution and bubbling sulfuric acid. For this reason, a container such as a gas generating bottle with a sinter glass is suitably used. The bubbling time of sulfuric acid is usually 10 to 200 seconds. The heating temperature for thermally decomposing the nitrosoferro ion is usually preferably from 60 to 120 ° C. If the heating temperature is lower than 60 ° C., the decomposition of nitrosoferro ions becomes insufficient, which is not preferable. If the heating temperature is higher than 120 ° C., the effect corresponding thereto cannot be obtained. Next, the generated nitric oxide is degassed by passing an inert gas such as nitrogen. At this time, the nitrogen flow rate is 10 to 100 volumes per 1 volume of sulfuric acid. 10
If it is less than 100 parts by volume, the separation of nitric oxide from sulfuric acid will be insufficient, and if it is more than 100 parts by volume, the concentration of nitric oxide will be too low to make the measurement difficult. Thus, the nitric oxide separated together with the degassed gas is once collected in a vacuum vessel to determine the amount of nitric oxide.

【0009】一酸化窒素の定量方法としては特に限定さ
れず、例えば脱気ガス中の一酸化窒素をオゾン等の酸化
剤により酸化し、過酸化水素水に吸収させて硝酸イオン
に変えた後、イオンクロマトグラフを用いて分析する方
法が挙げられる。あるいは、脱気ガス中の一酸化窒素を
直接、赤外分光光度計または化学発光分析計を用いて定
量することも可能である。これらの直接分析法はリアル
タイムで検出、定量が出来るため、連続して通気すれば
一酸化窒素の濃度を経時的に測定することが出来る。即
ち、上記操作を連続的に行う場合は、脱気ガス中の一酸
化窒素濃度を赤外分光光度計または化学発光分析計を用
いて測定し、演算操作を加えた後、硫酸中のNOx濃度
としてppmで表示される。
The method for quantifying nitric oxide is not particularly limited. For example, nitric oxide in degassed gas is oxidized by an oxidizing agent such as ozone, absorbed into hydrogen peroxide water and converted into nitrate ions. A method of analyzing using an ion chromatograph may be mentioned. Alternatively, it is possible to directly determine the amount of nitric oxide in the degassed gas using an infrared spectrophotometer or a chemiluminescence analyzer. Since these direct analysis methods can be detected and quantified in real time, the concentration of nitric oxide can be measured over time by continuous ventilation. That is, when the above operation is performed continuously, the concentration of nitric oxide in the degassed gas is measured using an infrared spectrophotometer or a chemiluminescence analyzer, and after performing an arithmetic operation, the NOx concentration in sulfuric acid is measured. As ppm.

【0010】次に、本発明の分析方法に用いる装置につ
いて説明する。本発明の分析装置は、窒素酸化物を含有
する硫酸に第一鉄イオン溶液を加えて加熱し、一酸化窒
素を発生させるガス発生装置と、発生した一酸化窒素を
不活性ガスの通気により脱気させる手段と、脱気ガス中
に含まれる一酸化窒素を定量する手段とを備えたもので
ある。以下、図1および図2の装置を例示して説明する
が、本発明の装置はこれらに限定されるものではない。
Next, an apparatus used in the analysis method of the present invention will be described. The analyzer according to the present invention includes a gas generator that generates a nitric oxide by adding a ferrous ion solution to sulfuric acid containing a nitrogen oxide and heats the gas, and removes the generated nitrogen monoxide by passing an inert gas. And means for quantifying nitrogen monoxide contained in the degassed gas. Hereinafter, the apparatus of FIGS. 1 and 2 will be described as an example, but the apparatus of the present invention is not limited thereto.

【0011】図1はガス発生装置を用いて硫酸中に含ま
れるNOxを一酸化窒素として分離後、オゾンを加えて
酸化し、過酸化水素水に吸収して硝酸イオンに変えた
後、イオンクロマトグラフを用いて分析するための装置
の一例を示す概略図である。図1において、1は硫酸を
バブリングするためのシンターグラス付きガス発生瓶、
2は第一鉄イオンを加えるための注射筒、3は硫酸ミス
トを除去するためのミストセパレーター、4は発生する
一酸化窒素を捕集するための真空瓶、5は窒素などの不
活性ガスを供給するためのテドラーバッグ、6はガス発
生瓶1を加熱するための恒温水槽である。
FIG. 1 shows that NOx contained in sulfuric acid is separated as nitric oxide using a gas generator, oxidized by adding ozone, absorbed in hydrogen peroxide solution, converted into nitrate ions, and then ion chromatographed. It is the schematic which shows an example of the apparatus for analyzing using a graph. In FIG. 1, 1 is a gas generating bottle with a sinter glass for bubbling sulfuric acid,
2 is a syringe for adding ferrous ions, 3 is a mist separator for removing sulfuric acid mist, 4 is a vacuum bottle for collecting generated nitric oxide, and 5 is an inert gas such as nitrogen. A Tedlar bag 6 for supplying is a constant temperature water tank for heating the gas generating bottle 1.

【0012】更に詳しく述べれば、ガス発生瓶1に硫酸
を入れて加熱した後、注射筒2を用いて第一鉄イオン溶
液を加え、続いて予め真空ポンプを用いて充分に減圧し
ておいた真空瓶4のコックを開きテドラーバッグ5中の
不活性ガスでガス発生瓶1をバブリングする。この一連
の操作により、硫酸中のNOxは第一鉄イオンと反応し
一旦ニトロソフェロイオンとなった後、直ちに分解して
一酸化窒素を生成し不活性ガスにより硫酸中から脱気さ
れて真空瓶4中に捕集される。この真空瓶にオゾンを加
えて一酸化窒素を五酸化二窒素に酸化した後、過酸化水
素水に吸収して硝酸イオンに変え、イオンクロマトグラ
フを用いて分析する。
More specifically, after sulfuric acid was put into the gas generating bottle 1 and heated, the ferrous ion solution was added using the syringe 2 and then sufficiently depressurized using a vacuum pump in advance. The cock of the vacuum bottle 4 is opened, and the gas generating bottle 1 is bubbled with the inert gas in the Tedlar bag 5. Through this series of operations, NOx in the sulfuric acid reacts with ferrous ions to once become nitrosoferroion, which is immediately decomposed to produce nitric oxide, degassed from the sulfuric acid with an inert gas, and Collected in 4. Ozone is added to the vacuum bottle to oxidize nitric oxide to nitrous oxide, then absorbed in aqueous hydrogen peroxide to convert it to nitrate ions, and analyzed using an ion chromatograph.

【0013】本発明の方法は、連続分析法としても応用
することが出来る。図2は連続分析用の装置の一例を示
す概略図である。11は硫酸供給用の定量ポンプ、12
は第一鉄イオン供給用の定量ポンプ、13は不活性ガス
導入用のマスフローコントローラー、14はシンターグ
ラス付きガス発生瓶、15はサーモコントローラー、1
6はNOメーター、17はガス発生瓶を加熱するための
ヒーター、18はオーバーフロー用の配管である。硫酸
および第一鉄イオン溶液は定量ポンプ11、12を用い
てガス発生瓶14に送られた後、希釈熱およびヒーター
によって加熱され、さらにマスフローコントローラー1
3を通して導入された窒素ガスなどの不活性ガスによっ
てバブリングされる。過剰の硫酸溶液はオーバーフロー
用の配管18を通って廃液タンクに流出し、通気ガスは
ガス発生瓶14の上部から赤外分光光度計や化学発光分
析計などのNOメーター16に導かれる。また、硫酸溶
液の温度はサーモコントローラー15によって一定に保
たれる。
The method of the present invention can also be applied as a continuous analysis method. FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of an apparatus for continuous analysis. 11 is a metering pump for supplying sulfuric acid, 12
Is a metering pump for supplying ferrous ions, 13 is a mass flow controller for introducing inert gas, 14 is a gas generating bottle with sinter glass, 15 is a thermocontroller,
6 is a NO meter, 17 is a heater for heating the gas generating bottle, and 18 is an overflow pipe. The sulfuric acid and ferrous ion solution are sent to the gas generating bottle 14 using the metering pumps 11 and 12, and then heated by the heat of dilution and the heater.
Bubble with an inert gas such as nitrogen gas introduced through 3. The excess sulfuric acid solution flows out to the waste liquid tank through the overflow pipe 18, and the ventilation gas is guided from above the gas generating bottle 14 to the NO meter 16 such as an infrared spectrophotometer or a chemiluminescence analyzer. Further, the temperature of the sulfuric acid solution is kept constant by the thermocontroller 15.

【0014】このような装置を用いて連続分析を行う場
合、脱気ガス中のNOと硫酸中のNOxには下記式
(1)に示す関係が成立する。例えば、窒素酸化物濃度
が0.1ppm(硝酸イオン換算値)の硫酸を0.02
リットル/分の速度で供給し、窒素ガスを0.2リット
ル(20℃,1気圧)/分の速度で通気した場合に、式
(1)により計算すると、得られる脱気ガス中には約7
ppmの一酸化窒素が含まれる。
When a continuous analysis is performed using such an apparatus, the relationship expressed by the following equation (1) is established between NO in the degassed gas and NOx in the sulfuric acid. For example, sulfuric acid having a nitrogen oxide concentration of 0.1 ppm (in terms of nitrate ion) is converted to 0.02
When the nitrogen gas is supplied at a rate of 0.2 liter (20 ° C., 1 atm) / min and the nitrogen gas is supplied at a rate of 0.2 liter / min, the degassed gas obtained by the calculation according to the equation (1) is about 7
ppm of nitric oxide.

【0015】[0015]

【数1】 (Equation 1)

【0016】従って、一般に市販されている赤外分光光
度計や化学発光分析計を用いて脱気ガス中に含まれるN
Oを分析する場合、NOメーターの定量下限を0.2p
pmとすれば、硫酸中のNOxの定量下限は、0.00
3ppmに相当する。このように本発明の方法を用いれ
ば0.01ppm以下の硫酸中窒素酸化物の極微量分析
が可能である。
Accordingly, the N contained in the degassed gas is measured using a commercially available infrared spectrophotometer or chemiluminescence analyzer.
When analyzing O, set the lower limit of quantification of the NO meter to 0.2 p.
pm, the lower limit of quantification of NOx in sulfuric acid is 0.00
It corresponds to 3 ppm. Thus, by using the method of the present invention, it is possible to analyze trace amounts of nitrogen oxides in sulfuric acid of 0.01 ppm or less.

【0017】また、本発明によれば、得られる一酸化窒
素ガス中に含まれる二酸化窒素ガスはきわめて少なく、
ザルツマン吸収液を用いて分析した結果によれば二酸化
窒素/一酸化窒素のモル比は1/2000以下であっ
た。それ故、窒素酸化物分析用の連続分析計の選択にあ
たっては二酸化窒素の影響を考慮する必要がなくなり、
分析装置をきわめて簡略化することが出来る。
According to the present invention, the obtained nitrogen monoxide gas contains very little nitrogen dioxide gas.
According to the result of analysis using the Salzman absorption solution, the molar ratio of nitrogen dioxide / nitrogen monoxide was 1/2000 or less. Therefore, there is no need to consider the effects of nitrogen dioxide when selecting a continuous analyzer for nitrogen oxide analysis.
The analyzer can be greatly simplified.

【0018】更に、本発明の装置を用いれば、硫酸中に
含まれる塩化物は硫酸酸性下で簡単に塩化水素となるた
め一酸化窒素と一緒に分離することが出来る。また、溶
存している二酸化イオウは不活性ガスを通気して簡単に
脱気することが出来るため同時に分離することができ
る。従って、例えば図1に示す装置を用いる場合には、
真空瓶にオゾンおよび過酸化水素水を加えることによ
り、それぞれ硝酸イオン、塩素イオン、硫酸イオンとし
てイオンクロマトグラフを用いて迅速に同時分析するこ
とが出来る。
Further, when the apparatus of the present invention is used, chloride contained in sulfuric acid is easily converted into hydrogen chloride under sulfuric acidity, so that it can be separated together with nitric oxide. In addition, dissolved sulfur dioxide can be separated easily because it can be easily degassed by passing an inert gas. Therefore, for example, when using the apparatus shown in FIG.
By adding ozone and hydrogen peroxide solution to the vacuum bottle, it is possible to quickly and simultaneously analyze nitrate ions, chloride ions and sulfate ions using an ion chromatograph.

【0019】また、図2に示す連続分析を行う場合に
は、塩化水素,二酸化イオウそれぞれの検出器をNOメ
ーターと直列又は並列に取付けることにより、硫酸中の
窒素酸化物、塩化物、二酸化イオウの3成分を連続的
に、しかも同時に分析することが出来る。
When the continuous analysis shown in FIG. 2 is performed, the detectors for hydrogen chloride and sulfur dioxide are installed in series or in parallel with the NO meter, so that nitrogen oxides, chlorides and sulfur dioxide in sulfuric acid can be obtained. Can be analyzed continuously and simultaneously.

【0020】[0020]

【実施例】以下、実施例および比較例により本発明をさ
らに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例等によ
りなんら限定されるものではない。
The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples and the like.

【0021】実施例1 シンターグラス付きガス発生瓶1の容積が50ml、真
空瓶4の容積が1000mlである図1に示す分析装置
を用い、恒温水槽6の温度を80℃に調節した後、不活
性ガスとして窒素ガス供給装置(テドラーバッグ5)を
使用して実験を行った。精密分析用硫酸に硝酸イオン標
準液を加え硝酸イオン濃度をそれぞれ0.108pp
m、1.08ppm、10.8ppmに調整した硫酸2
0mlに硫酸第一鉄溶液を注射筒2より硫酸第一鉄イオ
ン濃度として0.05%となるように加えた後、真空瓶
4のコックを開いて窒素ガスを通気し硫酸中のNOxを
一酸化窒素として真空瓶4に捕集した。オゾン1%を含
む酸素50mlと0.1%過酸化水素水20mlを真空
瓶4に加えて硝酸イオンとした後、電気伝導度型検出器
を備えたイオンクロマトグラフ(横河アナリティカルシ
ステムズ(株)製、IC7000型)を用いて分析した
ところ、表1に示すような分析結果が得られた。表1よ
り予め添加した硝酸イオンのほとんどが、一酸化窒素と
して捕集されたことが明らかである。
Example 1 The temperature of a thermostatic water bath 6 was adjusted to 80 ° C. by using an analyzer shown in FIG. 1 in which the volume of a gas generating bottle 1 with a sinter glass was 50 ml and the volume of a vacuum bottle 4 was 1000 ml. The experiment was performed using a nitrogen gas supply device (Tedlar bag 5) as an active gas. Nitrate standard solution was added to sulfuric acid for precision analysis, and the nitrate ion concentration was 0.108 pp each.
m, sulfuric acid adjusted to 1.08 ppm, 10.8 ppm
After adding a ferrous sulfate solution to 0 ml from the syringe 2 so that the ferrous sulfate ion concentration becomes 0.05%, the cock of the vacuum bottle 4 is opened and nitrogen gas is ventilated to reduce NOx in the sulfuric acid. It was collected in a vacuum bottle 4 as nitric oxide. After adding 50 ml of oxygen containing 1% of ozone and 20 ml of 0.1% hydrogen peroxide solution to the vacuum bottle 4 to make nitrate ions, an ion chromatograph equipped with an electric conductivity type detector (Yokogawa Analytical Systems Co., Ltd.) ), IC7000 type), the analysis results shown in Table 1 were obtained. From Table 1, it is clear that most of the nitrate ions added in advance were collected as nitric oxide.

【0022】[0022]

【表1】 [Table 1]

【0023】実施例2 実施例1と同じ分析装置を用い、同一の実験条件下で硝
酸イオンと同様に既知の濃度の塩素イオン、二酸化イオ
ウを含む硫酸について実験し、実施例1と同じ分析条件
でイオンクロマトグラフを用いて分析したところ、表2
に示すように3成分すべてについて高い精度で定量する
ことができた。
Example 2 Using the same analyzer as in Example 1, an experiment was conducted on sulfuric acid containing a known concentration of chloride ion and sulfur dioxide in the same manner as nitrate ion under the same experimental conditions. Table 2 shows the results of analysis using ion chromatography.
As shown in Table 2, all three components could be quantified with high accuracy.

【0024】[0024]

【表2】 [Table 2]

【0025】実施例3 図2において、シンターグラス付きガス発生瓶14の内
径が25mm、液深が100mmとなるように設計され
た連続分析装置を用いて既知量の硝酸イオンを含む精密
分析用硫酸中のNOxを定量した。硫酸供給用の定量ポ
ンプ11を使用して硝酸イオン濃度を20.0ppm、
5.0ppm、1.0ppmに調整した硫酸を0.02
リットル/分、第一鉄イオン供給用の定量ポンプ12を
使用して5%硫酸第一鉄溶液を0.002リットル/分
(硫酸第一鉄イオン濃度として0.05%に相当する)
の速度でそれぞれ10分間供給し、不活性ガス導入用の
マスフローコントローラー13より窒素ガスを0.4リ
ットル/分(20℃)の速度で通気した。液温を80℃
に調節しながら脱気ガスを化学発光分析計(堀場製作所
製、CLA−510型)に導入してNOメーターの指示
を読み取った。NOメーターの指示値は表3に示す通り
で10分間に亘ってほぼ一定であった。脱気ガス中の一
酸化窒素の濃度から式(2)を用いて硫酸中のNOx濃
度に換算すると表3に示すとおりで良好な精度で定量す
ることができた。
EXAMPLE 3 In FIG. 2, a sulfuric acid for precision analysis containing a known amount of nitrate ion was measured using a continuous analyzer designed so that the gas generating bottle 14 with a sinter glass had an inner diameter of 25 mm and a liquid depth of 100 mm. NOx in was quantified. Using a metering pump 11 for supplying sulfuric acid, the nitrate ion concentration was 20.0 ppm,
Sulfuric acid adjusted to 5.0 ppm and 1.0 ppm
Liter / min, 0.002 liter / min of 5% ferrous sulfate solution using a metering pump 12 for supplying ferrous ion (corresponding to 0.05% ferrous sulfate ion concentration)
, And nitrogen gas was passed from the mass flow controller 13 for introducing an inert gas at a rate of 0.4 L / min (20 ° C.). Liquid temperature 80 ℃
The degassed gas was introduced into a chemiluminescence analyzer (manufactured by HORIBA, Ltd., Model CLA-510) while adjusting the pressure, and the reading of the NO meter was read. The indicated value of the NO meter was almost constant over 10 minutes as shown in Table 3. When the NOx concentration in the sulfuric acid was converted from the concentration of nitric oxide in the degassed gas using the equation (2), it could be determined with good accuracy as shown in Table 3.

【0026】[0026]

【数2】 (Equation 2)

【0027】[0027]

【表3】 [Table 3]

【0028】実施例4 実施例3と同一の実験条件下で20ppmの硝酸イオン
および塩素イオン18ppm、二酸化イオウ15ppm
を含む精密分析用硫酸について実験を行った。脱気ガス
を化学発光分析計(堀場製作所製、CLA−510型)
およびHC1自動分析計(日本サーモエレクトロン
(株)製、MODEL 15)、赤外分光光度計(堀場
製作所製、VIA─510型)に導入し、脱気ガス中に
含まれる一酸化窒素を化学発光分析計、塩化水素をHC
1自動分析計、二酸化イオウを赤外分光光度計を用いて
それぞれ分析した。その結果を式(2)、式(3)、式
(4)を用いて硫酸中のNOx、Cl- 、SO2 に換算
した値は表4に示す通りであり良好な精度で定量するこ
とが出来た。
Example 4 20 ppm of nitrate ion and chlorine ion 18 ppm, sulfur dioxide 15 ppm under the same experimental conditions as in Example 3.
An experiment was conducted on sulfuric acid for precision analysis containing Degassed gas is used for chemiluminescence spectrometer (HLA, CLA-510)
And an HC1 automatic analyzer (Model 15 manufactured by Nippon Thermo Electron Co., Ltd.) and an infrared spectrophotometer (model VIA # 510 manufactured by Horiba, Ltd.) to chemiluminescence the nitric oxide contained in the degassed gas. Analyzer, hydrogen chloride to HC
1 An automatic analyzer and sulfur dioxide were analyzed using an infrared spectrophotometer. The values obtained by converting the results into NOx, Cl , and SO 2 in sulfuric acid using the formulas (2), (3), and (4) are as shown in Table 4, and can be quantified with good accuracy. done.

【0029】[0029]

【数3】 (Equation 3)

【0030】[0030]

【表4】 [Table 4]

【0031】比較例1 硝酸イオン50ppmを含む硫酸をイオンクロマトグラ
フを用いて直接分析した。硫酸1mlを純水で100m
lに希釈し、その50μlを実施例1と同一の分析条件
に設定したイオンクロマトグラフを用いて分析した。そ
の結果、硫酸イオンのピークが余りにも大きくて硝酸イ
オンの定量が困難であった。
Comparative Example 1 Sulfuric acid containing 50 ppm of nitrate ions was directly analyzed using an ion chromatograph. 100 ml of sulfuric acid 1 ml with pure water
and analyzed using an ion chromatograph set to the same analysis conditions as in Example 1. As a result, it was difficult to quantify nitrate ions because the peak of sulfate ions was too large.

【0032】[0032]

【発明の効果】本発明の分析方法によれば、硫酸中のN
Oxを0.01ppm以下の極微量域まで分析すること
が出来る。また、発生する一酸化窒素を赤外分光光度計
や化学発光分析計などの連続分析計に導入することによ
り、硫酸中のNOxを連続的に分析することが出来る。
その結果、硫酸設備におけるNOxの挙動解明が容易に
行えるようになると共に、製品硫酸の品質向上にも効果
が有る。
According to the analysis method of the present invention, N in sulfuric acid
Ox can be analyzed down to a trace amount of 0.01 ppm or less. Further, NOx in sulfuric acid can be continuously analyzed by introducing the generated nitric oxide into a continuous analyzer such as an infrared spectrophotometer or a chemiluminescence analyzer.
As a result, the behavior of NOx in the sulfuric acid facility can be easily clarified, and the quality of the sulfuric acid product can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は、本発明の分析装置の一例を示す概略図
である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of an analyzer according to the present invention.

【図2】図2は、本発明の分析装置の一例を示す概略図
である。
FIG. 2 is a schematic view showing an example of the analyzer of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シンターグラス付きガス発生瓶 2 注射筒 3 ミストセパレーター 4 真空瓶 5 テドラーバッグ 6 恒温水槽 11 硫酸供給用の定量ポンプ 12 第一鉄イオン供給用の定量ポンプ 13 マスフローコントローラー 14 シンターグラス付きガス発生瓶 15 サーモコントローラー 16 NOメーター 17 ヒーター 18 オーバーフロー用の配管 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gas generating bottle with sinter glass 2 Syringe cylinder 3 Mist separator 4 Vacuum bottle 5 Tedlar bag 6 Constant temperature water tank 11 Metering pump for supplying sulfuric acid 12 Metering pump for supplying ferrous iron 13 Mass flow controller 14 Gas generating bottle with sinter glass 15 Thermo Controller 16 NO meter 17 Heater 18 Overflow piping

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横山 彰二 兵庫県加古郡播磨町宮西346番地の1 住友精化株式会社製造所別府工場内 (56)参考文献 特開 昭56−86339(JP,A) 特開 昭55−67649(JP,A) 特開 昭53−142299(JP,A) 実開 昭61−21966(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01N 31/00──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Shoji Yokoyama 346, Miyanishi, Harima-cho, Kako-gun, Hyogo Prefecture Inside the Beppu Plant of the Sumitomo Seika Co., Ltd. (56) References JP-A-56-86339 (JP, A) JP-A-55-67649 (JP, A) JP-A-53-142299 (JP, A) JP-A-61-21966 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) G01N 31/00

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 窒素酸化物を含有する硫酸に第一鉄イオ
ン溶液を加えて加熱し、発生する一酸化窒素を不活性ガ
スを通気して脱気し、脱気ガス中に含まれる一酸化窒素
を定量することを特徴とする硫酸中の窒素酸化物の分析
方法。
1. A ferrous ion solution is added to sulfuric acid containing nitrogen oxides and heated, and the generated nitric oxide is degassed by passing an inert gas therethrough, and the monoxide contained in the degassed gas is degassed. A method for analyzing nitrogen oxides in sulfuric acid, characterized by quantifying nitrogen.
【請求項2】 窒素酸化物を含有する硫酸に第一鉄イオ
ン溶液を加えて加熱し、発生する一酸化窒素を不活性ガ
スを通気して脱気し、脱気ガス中に含まれる一酸化窒素
を赤外分光光度計または化学発光分析計を用いて連続的
に定量することを特徴とする硫酸中の窒素酸化物の分析
方法。
2. A ferrous ion solution is added to sulfuric acid containing nitrogen oxides and heated, and the generated nitric oxide is degassed by passing an inert gas through, and the monoxide contained in the degassed gas is degassed. A method for analyzing nitrogen oxides in sulfuric acid, wherein nitrogen is continuously determined using an infrared spectrophotometer or a chemiluminescence analyzer.
【請求項3】 窒素酸化物、塩化物、及び二酸化イオウ
を含有する硫酸に第一鉄イオン溶液を加えて加熱し、発
生する一酸化窒素を不活性ガスを通気して脱気し、脱気
ガス中に含まれる一酸化窒素、塩化水素、及び二酸化イ
オウを同時に定量することを特徴とする硫酸中の窒素酸
化物、塩化物、及び二酸化イオウの分析方法。
3. A ferrous ion solution is added to sulfuric acid containing nitrogen oxides, chlorides, and sulfur dioxide, and heated, and the generated nitric oxide is degassed by passing an inert gas therethrough. A method for analyzing nitrogen oxides, chlorides, and sulfur dioxide in sulfuric acid, comprising simultaneously quantifying nitrogen monoxide, hydrogen chloride, and sulfur dioxide contained in a gas.
【請求項4】 第一鉄イオン溶液が硫酸第一鉄溶液であ
って、その濃度が硫酸溶液中に第一鉄イオン濃度として
0.005〜0.5%である請求項1、2又は3記載の
方法。
4. The ferrous sulfate solution according to claim 1, wherein the ferrous sulfate solution has a concentration of 0.005 to 0.5% as a ferrous ion concentration in the sulfuric acid solution. The described method.
【請求項5】 硫酸の濃度が70%以上で、かつ加熱温
度が60〜120℃である請求項1、2又は3記載の方
法。
5. The method according to claim 1, wherein the concentration of sulfuric acid is 70% or more, and the heating temperature is 60 to 120 ° C.
【請求項6】 窒素酸化物を含有する硫酸に第一鉄イオ
ン溶液を加えて加熱し、一酸化窒素を発生させるガス発
生装置と、発生した一酸化窒素を不活性ガスの通気によ
り脱気させる手段と、脱気ガス中に含まれる一酸化窒素
を定量する手段とを備えた硫酸中の窒素酸化物分析装
置。
6. A gas generator for generating nitric oxide by adding a ferrous ion solution to sulfuric acid containing nitrogen oxides and heating, and degassing generated nitrogen monoxide by passing an inert gas. An apparatus for analyzing nitrogen oxides in sulfuric acid, comprising: means for quantifying nitric oxide contained in degassed gas.
【請求項7】 脱気ガス中に含まれる一酸化窒素を定量
する手段として、赤外分光光度計または化学発光分析計
を用いて連続的な定量を可能とした、請求項6記載の装
置。
7. The apparatus according to claim 6, wherein the means for quantifying nitric oxide contained in the degassed gas can be continuously quantified using an infrared spectrophotometer or a chemiluminescence analyzer.
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