含硫復(fù)合肥生產(chǎn)過程控制中硫的快速測定

王雁芬

（云南云天化紅磷化工有限公司，云南 開遠(yuǎn) 661600）

0 引言

在含硫復(fù)合肥生產(chǎn)過程控制中，需要及時提供物料中總硫的含量。在含硫復(fù)合肥生產(chǎn)中，單質(zhì)硫與硫酸鹽同時檢測過程復(fù)雜，一般熟練分析人員采用GB/T 19203—2003《復(fù)混肥料中鈣、鎂、硫含量的測定》［1］中方法分析一個樣品需要耗時7～8 h。采用自動定硫儀，測定一個樣品總硫含量僅需6～7 min，且分析結(jié)果與國標(biāo)法一致，精密度與準(zhǔn)確度均達(dá)到要求，大大滿足了生產(chǎn)過程控制的及時性、準(zhǔn)確性要求。

1 實驗部分

1.1 自動定硫儀工作原理

自動定硫儀結(jié)構(gòu)見圖1。樣品中各種形態(tài)的硫在1 150 ℃高溫及催化劑的作用下，在凈化過的空氣流中氧化分解為SO2和少量SO3氣體；然后被凈化過的空氣流帶到電解池內(nèi)，生成H2SO3和少量H2SO4，H2SO3立即被電解液中的I2（Br2）氧化成H2SO4；電解液中的I2（Br2）減少而I-（Br-）增加，破壞了電解液的平衡狀態(tài)，指示電極間的電位升高，儀器自動判斷啟動電解，并根據(jù)指示電極上的電位高低，控制與之對應(yīng)的電解電流的大小與時間，使電解電極上生成的I2（Br2）與H2SO3反應(yīng)所消耗的I2（Br2）數(shù)量相等，從而使電解液重新回到平衡狀態(tài)，重復(fù)此過程，直到實驗結(jié)束。最后，儀器根據(jù)電解產(chǎn)生I2（Br2）所耗用電量的積分，應(yīng)用法拉第電解定律計算試樣中總硫含量。

圖1 自動定硫儀結(jié)構(gòu)

樣品中總硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計算公式為［2］：

式中w（S）——空氣干燥狀態(tài)下樣品中的總硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%；

Q——電量，C；

16——1/2 S的摩爾質(zhì)量；

96 500——法拉第常數(shù)；

m——試樣質(zhì)量，g。

1.2 測量步驟

在小磁舟中準(zhǔn)確稱取含硫復(fù)合肥樣品（0.050±0.005）g（精確至0.000 1 g），并在樣品上蓋一薄層三氧化鎢，將樣品順序放入預(yù)先升溫并設(shè)置好的儀器樣品盤中，順序輸入樣品質(zhì)量并進(jìn)行測量，每個樣品測量時間6～7 min。

2 結(jié)果與討論

2.1 方法對比實驗

目前含硫復(fù)合肥中硫含量的測定主要依據(jù)GB/T 19203—2003《復(fù)混肥料中鈣、鎂、硫含量的測定》。分別采用GB/T 19203—2003 中方法（國標(biāo)法）和自動定硫儀對云南云天化紅磷化工有限公司生產(chǎn)的同時含有硫酸鹽和單質(zhì)硫的復(fù)合肥產(chǎn)品進(jìn)行硫含量對比分析，實驗結(jié)果見表1。

表1 方法對比實驗結(jié)果 %

從表1 數(shù)據(jù)可以看出，不同的含硫復(fù)合肥產(chǎn)品，兩種檢測方法分析結(jié)果的絕對差值為-0.19%～0.16%，在誤差允許范圍內(nèi)，說明自動定硫儀法測定結(jié)果準(zhǔn)確。

2.2 精密度實驗

為驗證自動定硫儀快速測硫方法的精密度，對每個樣品進(jìn)行4次平行測定，結(jié)果見表2。

表2 自動定硫儀快速測硫精密度實驗結(jié)果

從表2 中數(shù)據(jù)可以看出，4 次測定結(jié)果相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.26%～1.09%，自動定硫儀法測定樣品重現(xiàn)性好，精密度高，完全能滿足含硫復(fù)合肥產(chǎn)品生產(chǎn)控制分析的需要。

2.3 加標(biāo)回收實驗

向100 gw（S）7.10%樣品中加入一定量（0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0 g）硫黃（w（S）99.99%），將樣品充分混合均勻，測定樣品中總硫含量，并計算加標(biāo)回收率，結(jié)果見表3。

表3 加標(biāo)回收實驗結(jié)果

由表3 可知，自動定硫儀法的加標(biāo)回收率為92.79%～106.67%，方法準(zhǔn)確度高。

2.4 小結(jié)

使用自動定硫儀測定含硫復(fù)合肥中總硫含量時，測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度高，測量時間由7～8 h 縮短至6～7 min，保證了產(chǎn)品質(zhì)量過程控制的需要。

3 結(jié)論

通過對國標(biāo)法和自動定硫儀法的對比分析，同時結(jié)合含硫復(fù)合肥生產(chǎn)的實際情況，在生產(chǎn)的含有硫酸鹽及單質(zhì)硫的復(fù)合肥生產(chǎn)控制分析中，使用自動定硫儀測定總硫含量，結(jié)果在誤差允許范圍內(nèi)，可及時提供生產(chǎn)控制所需的總硫含量數(shù)據(jù)，滿足生產(chǎn)控制需要。