浅析库仑滴定测定煤中全硫应注意的问题

摘要:介绍了库仑法测煤中全硫过程中一些易忽略而又影响测定结果准确的因素, 解决的方法和实验分析中应注意的问题。

Abstract: This paper introduces some neglectful easily influencing factors for accuracy determination results in the process of coulomb sulfur detection, solutions and points which should be paid attention in experimental analysis.

关键词: 库仑测硫仪;全硫;煤

Key words: coulomb sulfur detection apparatus;the sulfur;coal

中图分类号:O657.12文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)19-0097-01

0引言

煤中硫分是评价煤质的重要指标之一。根据国家标准,目前国内的全硫测定方法有三种:艾氏法、高温燃烧中和法和库仑滴定法。最常用的快速智能定硫仪就是根据库仑滴定法原理设计的。该方法简便、快捷,但受各种因素干扰,试验结果容易出现误差。本文就日常分析工作中积累的经验谈几点体会。

1测定系统的检查与调试

准确的测定系统是避免测定中出现误差的关键,因此在测定前必须注意对测定系统的检查:

1.1 气密性检查抽气速率1000 mL/min,关掉电解池进气阀, 降到200 mL/min以下。如无法下降,则应检查气路是否漏气,可采用分段检查的方法,找到漏气部位。

1.2 电解液pH值小于1时应予以更换随着电解液使用次数的增加,酸度也不断增加,I■和Br■■的光敏反应增强而额外生成I2和Br2,这些I2和Br2是非电解产生的,将导致硫值偏低。新配制的电解液呈无色或浅黄色,当电解液中有较多碘而出现深黄色时,则燃烧几个含硫大的废样使电解液中的碘还原为碘离子,这时溶液重新还原才可使用。

1.3 石英管及电解池的砂芯漏斗内有黑色沉结物时,应及时进行清洗。清洗方法如下:将石英管或电解池取出,用自来水冲洗后,将其放入新配制的清洗液(5克重铬酸钾和10ml蒸馏水,加热溶解,冷却后缓缓加入100ml浓硫酸)中,上下左右运动清洗多次(砂芯漏斗为浸泡20分钟),然后提起石英管熔板,待清洗液流净后,用此法再反复清洗2~3次,即可除去石英管中的黑色沉结物。

1.4 搅拌转子的转速稍快一些为好,但不能过快或过慢。速度过慢不能及时将电解出的碘或溴迅速扩散,电解池内的SO2也不能被充分吸收,使测值偏低;过快易使转子失步甚至乱跳、打弯铂电极片。搅拌速度应在试验前调好,测试当中不宜改变,以免影响测定结果。

1.5 如果电解液颜色很深或电解不停止,电解液发黄,应检查指示电极和电解池接头是否接好,然后用酒精清洗电极片,重新配制电解液,同时调快搅拌速度,使问题得到解决。如果电解液长时间发白,应检查是否电解电极断线或电解池接头未接好,或者可能被污染。电极一旦污染,必须及时清洗处理。清洗时打开电解池,用乙醇或丙酮擦拭铂片电极,使电极呈现光亮的银白色。严重时,可用砂纸或小刀除去电极上的附着物(切勿损伤封),再用乙醇或丙酮清洗。

1.6 在更换过热电偶、硅碳管、石英管等部件后,必须对仪器重新进行检测和设置,确保仪器的性能符合要求,测试结果才能准确无误。

2环境温度的影响

库伦滴定法测全硫的原理是根据库仑定律提出来的,即当电流通入电解液中,在电极上析出的物质的量与通过电解液的电量成正比。煤样在1150 ℃的高温、有催化剂存在的条件下,于净化的空气流中燃烧分解,生成的SO2被空气流带到电解池内与水化合生成亚硫酸,然后用电解碘化钾、溴化钾所产生的碘和溴进行滴定。根据电生碘和电生溴所消耗的电量,按照库伦定律,计算煤样中硫百分含量。电解液是由250 ml蒸馏水、5gKI、5gKBr、10ml冰乙酸配制而成。电解液中含有OH■、I■ 、Br■■等离子,它们都有在阳极上失去电子的能力,,但由于它们的电极电位不同,决定了OH■将优先于I■、Br■■在阳极上放电,加入冰乙酸可用来调节电解液的pH值,使电解液中OH■的浓度大大降低,以保持I■、Br■■在阳极上优先放电析出I2、Br2的能力。冰乙酸的冰点为14-15℃,当室温低于这个温度时,冰乙酸的溶解度会降低,则电解液中OH■的浓度会增大,将额外消耗部分电解电流,使全硫的测定值偏高。

因此,全硫室的室温应保持在15℃以上,冬天气温很低时,可在炉温达到1150℃时,开动电磁泵吸入电解液后让电解液随炉温恒定30min后再进行测定,以保证冰乙酸的最佳溶解度。

3仪器的校正系数

调整仪器测定结果偏高(或偏低)时,先检查石英管是否有裂痕,气路是否堵塞,电解池工作是否正常,确认无误后重新试验。试验中发现测定结果再次偏高(或偏低)时,方可对仪器进行校正。校正时,用标准煤样连续进行五次以上全硫平行样的测定,若测定结果的精密度符合要求,则把定结果进行统计计算,将该平均值定为St,d(P)。

4其他影响因素

4.1 每次开机检测前应先做一个废样,然后做标样,标样合格后,再做检测样。为使电解液尽快达到仪器所要求的平衡状态,一般选用含硫量较高的煤样做废样,直到结果不为零,且电解液颜色变浅为止。而标样的含硫量必须与被测煤样含硫量相当,因校正系数是根据含硫量不同而设定的,若所用标样含硫量高而被测试样含硫量低,由于校正系数的不符,会使测定结果产生误差。一批煤样最好连续做,如中间间断时间超过30min,为保证准确度,在测试前最好烧一个废样。

4.2 尽量提高搅拌速度(约500r/min最佳),保证电解液内部状态尽快趋于均匀,使指示电极及时跟踪电解过程。

总之,库仑电量法测定硫分与艾氏卡重量法和高温燃烧中和法相比,自动化和智能化程度高、操作简便、仪器造价低。因此,虽然受很多因素影响,但通过提高操作人员的业务素质,掌握仪器的测试性能,避免因违规操作造成的误差,库仑电量法目前仍是煤炭、钢铁和各种矿物全硫含量测定的最好方法。

参考文献:

[1]李英华.煤质分析应用技术指南[M].北京:中国标准出版社,1999.

[2]张全军.库仑法测定煤中全硫的注意事项探讨[J].煤质技术, 2007,(6).

[3]张文霞,周彩霞.浅谈库仑法测定煤中全硫误差的影响因素[J].中州煤炭,2008,(05).

[4]李瑞菊.库仑法测定煤中全硫的关键问题探讨[J].煤,2008,(06).

[5]杨月花.库仑法测煤中全硫的几点体会[J].山西科技,2008,(04).

[6] 夏崇博, 尹玉华, 贾臻. 库仑滴定法在安钢选煤中的应用[J]. 河南科技, 2010, (07) :72

[7] 张佳. 库仑滴定法在焦炭全硫测定中的应用[A]. 第七届(2009)中国钢铁年会论文集(下)[C], 2009.