煤中全硫的测定方法
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
硫是煤中的有害元素之一。煤在燃烧过程中形成SO2。 SO2不仅腐蚀设备，可形成酸雨，污染空气，对环境造成极 大的破坏。炼焦时，煤中的硫进入焦炭，炼铁用焦炭硫分过 高时，它会使生由于它是酸性物质，在高炉中，就需要提高 炉渣的碱度，而增大排渣量，降低了高炉的生产能力及冶炼 强度，同时还提高了焦比。有些硫铁矿含量多的煤，因氧化 而放出热量，散热不及时，使煤堆温度升高而自燃。
复分解反应，也转化为硫酸钠。CaSO4+Na2CO3→CaCO3+Na2SO4。由此可知， 艾士卡试剂可使得煤中的可燃硫及不可燃硫均转为可溶性的硫酸钠与硫酸镁而
进入溶液。
在熔样时，必须使煤样与艾士卡试剂充分混匀，为防止挥发物过快逸出，
试样应从低温放入炉中熔化，并缓缓升温，同时要求在煤样与艾士卡试剂Hale Waihona Puke Baidu合
③硫酸钡沉淀 在一定酸度下，硫酸钠与硫酸镁与氯化钡发生下列反应：
Na2SO4+MgSO4+2BaCl2→2BaSO4+2NaCl+MgCl2 这一操作主要控制好沉淀条件：一定要控制好硫酸钡沉淀时溶液 的酸度；二是控制沉淀生成速度及适当保温。 为了控制好上述操作条件，可这样进行：加入氯化钡溶液前，滤 液可控制在250～300mL（太少，则稀释；太多，则蒸发），然后滴加 1:1盐酸，使溶液呈中性后再加入2mL。在这种微酸性条件下，可溶性 硫酸盐可与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀。因硫酸钡颗粒很细，易透过 滤纸，为了能获得较粗的硫酸钡沉淀颗粒，最好将沉淀保温静置过夜， 至少也应在温热处保温2～4h。 过滤时应采用致密定量滤纸过滤，并用热水多次洗涤直至无氯离 子为止。过滤时，应注意防止硫酸钡的细小颗粒浮游于滤纸上造成损 失，故过滤时应避免滤纸上积存滤液过多。
二、测定方法
煤中全硫的测定方法很多，主要是艾氏卡 重量法、库仑法、高温燃烧中和法。其中艾 氏卡重量法国标规定为仲裁法。现在已有不 少单位采用红外吸收法。GB/T214-2007适用 于褐煤、烟煤、无烟煤和焦炭。
1. 艾士卡法
艾士卡法为测定煤中全硫的经典方法，它 采用重量分析方法，操作虽然复杂，测试周期 也长，但它以测定结果准确著称，常用作仲裁 方法及研制标准煤样中的定值方法。
利用艾士卡试剂与煤样一起熔融，艾士卡试剂中的氧化镁可以防止碳酸钠
在较低温度下熔化，使煤样与艾士卡试剂保持疏松状态而有利于氧的渗入，促
进氧化反应的进行。同时，硫的氧化物也可直接与氧化镁反应，在空气氧的作
用下，最后生成硫酸镁。
煤+O2→CO2+SO2+SO3+N2+H2O 2Na2CO3+2SO2+O2→2Na2SO4+2CO2 Na2CO3+SO3→Na2SO4+CO2 2MgO+SO2+O2→2MgSO4 MgO+SO3→MgSO4 煤中不可燃硫，如硫酸钙在受热的条件下则与艾士卡试剂中的碳酸钠发生
无水碳酸钠暴露在空气中会吸水后结块，这将大大降低艾 士卡试剂的作用，同时，也无法与煤样混合均匀，故受潮的无 水碳酸钠不宜使用。
②硫酸盐溶解 煤与艾士卡试剂在氧渗入的条件下反应，生成的硫酸 钠与硫酸镁是易溶于水的盐类。用热浸取熔融物，煮沸 数分钟后就可使它们进入溶液，用定性滤纸过滤，把滤 液收集起来进行下一步操作，为了防止可溶性硫酸盐附 着于滤渣上，要用热水充分洗涤滤纸上的沉淀物，以防 测定结果偏低，一般都得用热水吹洗十多遍以上。
④沉淀物灼烧及结果计算
将带有沉淀的滤纸转移至已恒重的坩埚中，可先在低温下令
滤纸灰化，而后转入高温炉中，将炉温升至850℃。为了减少检查
性灼烧这一环节，一般可按规定要求适当延长灼烧时间。
计算公式：
St,ad
(m1
m2 ) 0.1374 100 m
式中：St,ad——空气干燥煤样中全硫含量，%； m1——硫酸钡质量，g；
物上再覆盖1g艾士卡试剂这样就可确保硫氧化物与硫酸钠及氧化镁反应完全。
熔样是艾士卡法测定全硫中特别重要的一个环节，熔样的 温度与时间要掌握好，温度太低，时间太短或艾士卡试剂与煤 样混合不均匀，均可能导致燃烧不完全。如在燃烧产物中发现 未燃尽煤粒，则应继续灼烧一段时问，直至试样燃烧完全为止。
艾士卡试剂，有现成试剂，也有的则要自己配制，所用氧 化镁及无水碳酸钠，最好用一级品即保证试剂（GR），如实 在无一级品，则得用二级试剂，即分析试剂（AR）。一般说 来，试剂纯度越差，则杂质含量越高，空白试验值也越大。
m2——空白试验的硫酸钡质量，g；
m——煤样质量，g；
0.1374——由硫酸钡换算为硫的系数。
由于艾士卡试剂及试验用水纯度的限制，它们多少可 能含有一点硫酸盐，故应进行空白试剂。显然更换了一批 艾士卡试剂，就需要重新确定空白试验G2值。在测定煤样 时，硫酸镁的量应减去空白试验的硫酸钡量，才是煤中硫 所转成的硫酸钡量。
有机硫、黄铁矿硫和单质硫都能在空气中燃烧，所以它们都是可 燃硫。硫酸盐硫是固定硫，为不可燃硫。由于有机硫属于煤的有机质组 成，分布均匀。如果用重力洗选的方法是无法将其脱去的。
煤的无机硫主要是黄铁矿，能否洗选脱出，决定于存在 状态。一般黄铁矿呈团块状或结核状，易于洗选脱出。但是 呈浸染状，分布均匀的，则很难用洗选方法除去。通常煤中 硫酸盐硫含量都较低，只有风化或氧化过的含黄铁矿高的煤 中的硫酸盐硫含量可达0.1～0.5％。
一、概述
所谓煤中全硫是指煤中各种形态硫的总和。通常分为两大类，一 是以有机物存在的硫，叫做有机硫。另一类以无机物存在的硫，叫做无 机硫。另外，还有少数煤中含有以单质状态存在的单质硫。
有机硫（SO）主要以硫醇类，噻吩类，硫醌类、硫醚类、硫蒽类 官能团存在于煤中。无机硫分为硫化铁硫（SP）和硫酸盐硫（SS）。 硫化铁硫中绝大部分是黄铁矿硫（FeS2），硫酸盐硫主要以硫酸钙（ CaSO4）的形式存在与煤中。有的煤中还含有单质硫。一般在低硫煤中 以有机硫为主，高硫煤中则大多是以黄铁矿硫（FeS2）为主。只有少数 特殊的高硫煤中的硫是以有机硫为主。
（1）要求：试剂和材料详见标准规定。 （2）煤样：粒度＜0.2mm；样重1g（全硫 含量5-10%，称取0.5g；全硫大于10%时取0.25 g ）（称准至0.0002g）。 （3）艾士卡试剂：2份化学纯轻质氧化镁与 1份化学纯无水碳酸钠混匀，并研细至小于 0.2mm，保存于密闭容器中。
（4）测定步骤及技术要点： ①熔样
复分解反应，也转化为硫酸钠。CaSO4+Na2CO3→CaCO3+Na2SO4。由此可知， 艾士卡试剂可使得煤中的可燃硫及不可燃硫均转为可溶性的硫酸钠与硫酸镁而
进入溶液。
在熔样时，必须使煤样与艾士卡试剂充分混匀，为防止挥发物过快逸出，
试样应从低温放入炉中熔化，并缓缓升温，同时要求在煤样与艾士卡试剂Hale Waihona Puke Baidu合
③硫酸钡沉淀 在一定酸度下，硫酸钠与硫酸镁与氯化钡发生下列反应：
Na2SO4+MgSO4+2BaCl2→2BaSO4+2NaCl+MgCl2 这一操作主要控制好沉淀条件：一定要控制好硫酸钡沉淀时溶液 的酸度；二是控制沉淀生成速度及适当保温。 为了控制好上述操作条件，可这样进行：加入氯化钡溶液前，滤 液可控制在250～300mL（太少，则稀释；太多，则蒸发），然后滴加 1:1盐酸，使溶液呈中性后再加入2mL。在这种微酸性条件下，可溶性 硫酸盐可与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀。因硫酸钡颗粒很细，易透过 滤纸，为了能获得较粗的硫酸钡沉淀颗粒，最好将沉淀保温静置过夜， 至少也应在温热处保温2～4h。 过滤时应采用致密定量滤纸过滤，并用热水多次洗涤直至无氯离 子为止。过滤时，应注意防止硫酸钡的细小颗粒浮游于滤纸上造成损 失，故过滤时应避免滤纸上积存滤液过多。
二、测定方法
煤中全硫的测定方法很多，主要是艾氏卡 重量法、库仑法、高温燃烧中和法。其中艾 氏卡重量法国标规定为仲裁法。现在已有不 少单位采用红外吸收法。GB/T214-2007适用 于褐煤、烟煤、无烟煤和焦炭。
1. 艾士卡法
艾士卡法为测定煤中全硫的经典方法，它 采用重量分析方法，操作虽然复杂，测试周期 也长，但它以测定结果准确著称，常用作仲裁 方法及研制标准煤样中的定值方法。
利用艾士卡试剂与煤样一起熔融，艾士卡试剂中的氧化镁可以防止碳酸钠
在较低温度下熔化，使煤样与艾士卡试剂保持疏松状态而有利于氧的渗入，促
进氧化反应的进行。同时，硫的氧化物也可直接与氧化镁反应，在空气氧的作
用下，最后生成硫酸镁。
煤+O2→CO2+SO2+SO3+N2+H2O 2Na2CO3+2SO2+O2→2Na2SO4+2CO2 Na2CO3+SO3→Na2SO4+CO2 2MgO+SO2+O2→2MgSO4 MgO+SO3→MgSO4 煤中不可燃硫，如硫酸钙在受热的条件下则与艾士卡试剂中的碳酸钠发生
无水碳酸钠暴露在空气中会吸水后结块，这将大大降低艾 士卡试剂的作用，同时，也无法与煤样混合均匀，故受潮的无 水碳酸钠不宜使用。
②硫酸盐溶解 煤与艾士卡试剂在氧渗入的条件下反应，生成的硫酸 钠与硫酸镁是易溶于水的盐类。用热浸取熔融物，煮沸 数分钟后就可使它们进入溶液，用定性滤纸过滤，把滤 液收集起来进行下一步操作，为了防止可溶性硫酸盐附 着于滤渣上，要用热水充分洗涤滤纸上的沉淀物，以防 测定结果偏低，一般都得用热水吹洗十多遍以上。
④沉淀物灼烧及结果计算
将带有沉淀的滤纸转移至已恒重的坩埚中，可先在低温下令
滤纸灰化，而后转入高温炉中，将炉温升至850℃。为了减少检查
性灼烧这一环节，一般可按规定要求适当延长灼烧时间。
计算公式：
St,ad
(m1
m2 ) 0.1374 100 m
式中：St,ad——空气干燥煤样中全硫含量，%； m1——硫酸钡质量，g；
物上再覆盖1g艾士卡试剂这样就可确保硫氧化物与硫酸钠及氧化镁反应完全。
熔样是艾士卡法测定全硫中特别重要的一个环节，熔样的 温度与时间要掌握好，温度太低，时间太短或艾士卡试剂与煤 样混合不均匀，均可能导致燃烧不完全。如在燃烧产物中发现 未燃尽煤粒，则应继续灼烧一段时问，直至试样燃烧完全为止。
艾士卡试剂，有现成试剂，也有的则要自己配制，所用氧 化镁及无水碳酸钠，最好用一级品即保证试剂（GR），如实 在无一级品，则得用二级试剂，即分析试剂（AR）。一般说 来，试剂纯度越差，则杂质含量越高，空白试验值也越大。
m2——空白试验的硫酸钡质量，g；
m——煤样质量，g；
0.1374——由硫酸钡换算为硫的系数。
由于艾士卡试剂及试验用水纯度的限制，它们多少可 能含有一点硫酸盐，故应进行空白试剂。显然更换了一批 艾士卡试剂，就需要重新确定空白试验G2值。在测定煤样 时，硫酸镁的量应减去空白试验的硫酸钡量，才是煤中硫 所转成的硫酸钡量。
有机硫、黄铁矿硫和单质硫都能在空气中燃烧，所以它们都是可 燃硫。硫酸盐硫是固定硫，为不可燃硫。由于有机硫属于煤的有机质组 成，分布均匀。如果用重力洗选的方法是无法将其脱去的。
煤的无机硫主要是黄铁矿，能否洗选脱出，决定于存在 状态。一般黄铁矿呈团块状或结核状，易于洗选脱出。但是 呈浸染状，分布均匀的，则很难用洗选方法除去。通常煤中 硫酸盐硫含量都较低，只有风化或氧化过的含黄铁矿高的煤 中的硫酸盐硫含量可达0.1～0.5％。
一、概述
所谓煤中全硫是指煤中各种形态硫的总和。通常分为两大类，一 是以有机物存在的硫，叫做有机硫。另一类以无机物存在的硫，叫做无 机硫。另外，还有少数煤中含有以单质状态存在的单质硫。
有机硫（SO）主要以硫醇类，噻吩类，硫醌类、硫醚类、硫蒽类 官能团存在于煤中。无机硫分为硫化铁硫（SP）和硫酸盐硫（SS）。 硫化铁硫中绝大部分是黄铁矿硫（FeS2），硫酸盐硫主要以硫酸钙（ CaSO4）的形式存在与煤中。有的煤中还含有单质硫。一般在低硫煤中 以有机硫为主，高硫煤中则大多是以黄铁矿硫（FeS2）为主。只有少数 特殊的高硫煤中的硫是以有机硫为主。
（1）要求：试剂和材料详见标准规定。 （2）煤样：粒度＜0.2mm；样重1g（全硫 含量5-10%，称取0.5g；全硫大于10%时取0.25 g ）（称准至0.0002g）。 （3）艾士卡试剂：2份化学纯轻质氧化镁与 1份化学纯无水碳酸钠混匀，并研细至小于 0.2mm，保存于密闭容器中。
（4）测定步骤及技术要点： ①熔样