煤中總硫的測(cè)定方法研究及分析

摘 要：煤中總硫的測(cè)定方法有很多，其測(cè)定結(jié)果的質(zhì)量也有較大的差異。等離子發(fā)射光譜法和離子色譜法是目前煤中總硫測(cè)定常用的兩種技術(shù)，其主要目的就是為了進(jìn)一步強(qiáng)化煤中總硫測(cè)定的準(zhǔn)確性和有效性。等離子發(fā)射光譜法主要是通過光譜發(fā)射實(shí)驗(yàn)來對(duì)煤中硫元素含量進(jìn)行技術(shù)測(cè)定，在保證含量標(biāo)準(zhǔn)線的基礎(chǔ)上對(duì)煤中硫含量進(jìn)行更深化的探測(cè)，這種測(cè)定方法與國(guó)際測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)基本相當(dāng)，其整體差距不是很大；離子色譜測(cè)定技術(shù)主要是通過離子色譜實(shí)驗(yàn)來對(duì)煤中硫元素含量進(jìn)行測(cè)定探究，其主要目的就是建立簡(jiǎn)單快捷的煤中總硫測(cè)定方案，從測(cè)定技術(shù)簡(jiǎn)便性的角度來看，離子色譜測(cè)定更加簡(jiǎn)單，具有測(cè)定方便、快捷和高效的優(yōu)點(diǎn)，非常適用于煤中總硫的測(cè)定分析。文章將從等離子發(fā)射光譜法和離子色譜法兩種測(cè)量技術(shù)角度來對(duì)煤中總硫測(cè)量進(jìn)行技術(shù)分析。

關(guān)鍵詞：煤礦；硫測(cè)定；光譜測(cè)定；色譜測(cè)定

前言

一般情況下，煤中硫的測(cè)定通常有重量測(cè)定、庫侖滴定測(cè)定、高溫中和測(cè)定等，但是這些測(cè)定方法都不及等離子發(fā)射光譜和離子色譜這兩種測(cè)定技術(shù)有效，文章則將通過這種兩種測(cè)定技術(shù)來對(duì)煤中硫進(jìn)行測(cè)定實(shí)驗(yàn)。

1 等離子發(fā)射光譜測(cè)定法

1.1 試驗(yàn)方法

測(cè)定儀器及條件：主要采用Atomscan16型電感耦合等離子發(fā)光譜儀，測(cè)定工作條件如下所示：高頻頻率：50.63MHz；功率：1220w；觀測(cè)高度：18mm；承載壓力：35psi；提升量：1.7mL·min；分析線：198.649nm。

測(cè)定煤樣的處理：首先按照國(guó)家測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)來制備測(cè)定所需煤樣。樣品溶液的制備：精確稱取2.0g煤樣放入3.7g艾氏卡試劑的40ml瓷坩堝當(dāng)中，待其充分混合，再在表面覆蓋1.0g的艾氏卡試劑。之后將瓷坩堝放入馬弗爐當(dāng)中，爐中溫度逐漸升至八百攝氏度，在經(jīng)過一個(gè)半小時(shí)的高溫處理之后，取出瓷坩堝讓其自然冷卻，隨后加熱水浸提，以HCL來對(duì)進(jìn)行酸化處理并過濾，熱水洗至無氯離子，濾液額定容量為270mL，稀釋倍數(shù)為十倍，采用基體匹配法上機(jī)于172.661nm測(cè)定。同時(shí)做出空白處理。

1.2 測(cè)定結(jié)果與討論

測(cè)定儀器工程參數(shù)的確定：通過對(duì)光譜發(fā)射功率、霧化器壓力、觀測(cè)高度、提升量等因素條件的分析，擇優(yōu)對(duì)其參數(shù)進(jìn)行了確定，最終選擇出了最佳的工作條件。

測(cè)定干擾情況：艾氏卡試劑用量的選擇：測(cè)定實(shí)驗(yàn)中分別選取了0、0.3、0.6、1.2、1.5mg·mL這幾種不同用量的艾氏卡試劑進(jìn)行了強(qiáng)度測(cè)定，測(cè)定結(jié)果見圖1。從圖1當(dāng)中我們也可以清楚的看到，隨著艾氏卡用量的增加，溶液的粘度也將逐漸增大，從而導(dǎo)致硫的測(cè)定強(qiáng)度慢慢降低。

1.3 測(cè)定方法的檢出限、精密度

檢出限：使用2%HCL和1.2mg·mL艾氏卡試劑來做空白實(shí)驗(yàn)，反復(fù)測(cè)定十次，以其標(biāo)準(zhǔn)差三倍左右來做檢出限，測(cè)定出硫的檢出限為0.046ug·mL。

緊密度：準(zhǔn)備六份不同含硫量的煤樣，按照所述的測(cè)定處理方法來進(jìn)行測(cè)試，經(jīng)過六次測(cè)試之后得出最終數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)詳情見表1。從表1我們可以清楚的看到，六次測(cè)定數(shù)據(jù)與相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均不少于2%。

2 離子色譜法測(cè)定法

2.1 測(cè)定材料與方法

方法原理：使用管式熱解爐，將煤樣放置在氧氣流當(dāng)中并對(duì)其進(jìn)行高溫處理，讓煤中的各形態(tài)硫元素都經(jīng)過氧化分解為硫的氧化物，經(jīng)過氧化后的氧化氫溶液會(huì)被吸收轉(zhuǎn)化為SO42-，溶液中的SO42-可以用于后續(xù)的離子色譜法測(cè)定實(shí)驗(yàn)，充分利用SO42-的特性來保留足實(shí)驗(yàn)物質(zhì)的時(shí)間性、峰值面積和高峰數(shù)據(jù)。通過測(cè)定吸收溶液中SO42-的溶液濃度，最終計(jì)算出煤中硫的實(shí)際含量。

測(cè)定儀器與試劑：測(cè)定儀器選擇的是QF-1型高溫爐，以及Dionex 4700離子色譜儀。測(cè)定試劑：混合型測(cè)定試劑分別將0.135g甲基紅和0.079g亞甲基藍(lán)混溶解于150ml乙醇當(dāng)中，按照之前測(cè)定體積來進(jìn)行混合處理。2%過氧化氫吸收溶液：取40ml含量30%過氧化氫溶液加入890ml水中，加入兩滴混合指示劑，之后在使用稀硫酸或稀氫氧化鈉來中和過氧化氫溶液，直至溶液變成灰色，此時(shí)的溶液需要當(dāng)天調(diào)配完成。

測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)：1000ug/ml的硫酸溶液測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測(cè)定中心文件。

色譜測(cè)定條件：前置柱：Dionex AG13a；分析柱：DionexASI2A；抑制器：Dionex AMMS；進(jìn)樣量：55ul；淋洗液：11.8mmoL/L，NaCO3和1.5mmoL/LNaHCO3，淋液速度：2.5ml/min，再生液：17.5mmoL/L H2SO4，再生液的流速：4.5ml/min。

測(cè)定樣品的處理：稱量選取0.3000g煤樣放于次舟當(dāng)中，再在上面覆蓋一層三氧化鎢用作催化劑，重量為0.2g，然后向石英管中通入100ml/min的氧氣，使用裝有4%的過氧化氫溶液吸收管來進(jìn)行熱解氣處理。

2.2 測(cè)定結(jié)果與討論

過氧化氫溶液對(duì)硫氧化物的吸收效率：將兩只裝有4%過氧化氫溶液的氣體吸收管串聯(lián)進(jìn)行熱解體，分別測(cè)定解體后的硫酸根含量，同時(shí)計(jì)算出吸收溶液中的硫含量以及硫元素的占有百分比。

標(biāo)準(zhǔn)曲線及曲線的線性關(guān)系：通過色譜測(cè)定的計(jì)算處理，當(dāng)硫酸根在0～17ug/ml范圍內(nèi)時(shí)，測(cè)定曲線就具有良好的線性關(guān)系，其相關(guān)系數(shù)為R=0.7636，曲線回歸方程則應(yīng)該為Y=1.361x-0.7636。

3 結(jié)束語

文章主要從兩種不同的測(cè)定技術(shù)角度對(duì)煤中總硫的含量測(cè)定進(jìn)行了技術(shù)分析，總體來看，兩種不同的測(cè)定方式都存在一定的共性，那就是要對(duì)煤樣進(jìn)行多次的準(zhǔn)確測(cè)定，只有這樣才能確保煤樣含硫量的測(cè)定準(zhǔn)確性，從而達(dá)到測(cè)定實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確性、科化學(xué)的目的。

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