原子吸收法在测定煤中各种形态硫中的应用

[摘要] 煤中测定各种形态硫的经典方法是重量法和氧化法，但是在火焰原子吸收广泛应用的今天，我们同样可以把其运用在煤质分析当中。根据国家标准GB/T215-2003，在测定硫化铁硫的过程中，可以运用到火焰原子吸收分光光度计，直接测定滤液中的铁离子含量。较氧化法有着灵敏度高，干扰少，不仅测定结果稳定可靠，重复性好等优点，而且大大简化了操作步骤。

[关键字]原子吸收 各种形态硫 硫酸盐硫 硫化铁硫

[中图分类号]TD82 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-1-95-2

1 煤中的硫存在形态

煤中硫通常分为有机硫和无机硫两大类；无机硫又可分为硫酸盐硫和硫化物硫两种。而这三种形态硫在煤中主要以黄铁矿硫为主，其他形态的硫都很少。硫酸盐硫在氧化过的煤中含量较多，有机硫在个别年轻煤中含量较高。

2 测定煤中各种形态硫的意义

煤中硫对炼焦、气化、燃烧都是十分有害的杂质，所以硫分是评价煤质的重要指标之一。不同形态的硫对煤质的影响不同。在洗选时的脱硫效果及对锅炉的侵害程度都有一定的差别。因此有时为了评价煤炭质量，不但要知道煤中全硫含量，而且要分别知道各种形态硫的含量。他们的测定，不论在工业上及煤质研究中，都具有重要的意义。

3 煤中各种形态硫的测定基本原理

根据三种形态硫在盐酸和硝酸介质中不同溶解度来进行分离：硫酸盐硫溶于盐酸和硝酸；硫化物硫不溶于盐酸，但可以被硝酸氧化后溶解；有机硫既不溶于盐酸也不溶于硝酸。在测定时，先用盐酸浸取硫酸盐硫，再用硝酸浸取硫化铁硫中的铁，利用原子吸收法测定铁离子的含量，继而推算出硫化铁硫的含量。

4 实验部分

4.1 主要仪器与试剂

硝酸溶液（1：7） 硝酸溶液（1：1） 高纯铁（99.99%） 硫氰酸钾溶液（20g/L）

表面皿 慢速定性滤纸 1000mL容量瓶 500mL容量瓶 200mL容量瓶 100mL容量瓶 300mL烧杯

大肚移液管（或吸样器） 电热板（温度可调）

空气--乙炔原子吸收分光光度计 铁元素空心阴极灯

4.2 铁标准系列的制备

4.2.1 铁标准储备液的制备（1mg/mL）

称取1.0000g（精确到0.0002g）高纯铁于300mL烧杯中，加入1：1硝酸50mL，置于电热板上缓慢加热至完全溶解，冷却至室温，移入1000mL容量瓶中，用水稀释到刻度，摇匀，转入到塑料瓶中。

4.2.2 铁标准工作液的制备（200ug/mL）

准确吸取铁标准储备液100mL与500mL容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀转入塑料瓶中。

4.2.3 标准系列溶液的制备

用单标记移液管吸取铁标准工作液0mL、0.5 mL、1.0 mL、1.5 mL、2.0 mL、2.5 mL分别置于200 mL容量瓶中，加入4 mL1：1硝酸溶液，加水稀释到刻度，摇匀。此标准系列的铁的浓度为（0，0.5，1，1.5，2，2.5）ug/mL。

4.3 样品的制备

4.3.1 样品母液的制备

在盐酸浸过的煤样中加入1：7的硝酸50 mL，盖上表面皿，置于电热板上加热微沸30min后，用慢速定性滤纸过滤于200 mL容量瓶中，用热水洗到漏斗上方无铁离子为止，用硫氰酸钾溶液检查，冷却至室温后加水稀释至刻度，摇匀。

4.3.2 待测样品溶液的制备

用移液管从上诉母液中准确吸取5 mL于100 mL容量瓶中，加1：1硝酸2 mL，用水稀释至刻度，摇匀。

4.3.3 空白溶液的制备

按照4.1-4.2规定的步骤，不加煤样，制备空白溶液。

4.4仪器工作条件

4.5 铁的测定

按确定的仪器工作条件，分别测定样品溶液，空白溶液和标准系列溶液的吸光值。以标准系列中的铁的浓度（ug/mL）为横坐标，以相应溶液的吸光值为纵坐标，绘制铁的工作曲线。根据样品溶液和空白溶液的吸光值，从工作曲线查出铁的浓度。

4.6 结果的计算

空气干燥煤样中硫化铁硫的质量分数Sp，ad（%）按照以下公式计算：

5 讨论

5.1 在洗涤过程中遵循"少量多次"的原则：在本法当中，由于使用的是200mL容量瓶，体积固定，所以不能洗涤次数太多，在保证没有洗满容量瓶的前提下，把铁离子洗干净，一定要每次用少量蒸馏水，洗后尽量沥干，再重复此项动作。

5.2 铁标准溶液浓度的确定：根据标准上的要求，配置的标准系列为（0，1，2，3，4，5）ug/mL，但在实际测试过程中，所测的的煤样的硫酸盐硫偏小，导致原子吸收峰值不明显。故标准系列本文配置的为（0，0.5，1，1.5，2，2.5）ug/mL。测试者可根据自己测试煤样结果的分布情况来调整标准系列。

5.3原子吸收测试中应注意的问题：在测定标准系列之前，一定要等到火焰稳定之后再测量，否则会导致标准系列的相关性差，影响测定结果的准确性。

5.4 测试结果的对比：本文分别用氧化法和原子吸收法分别测定了5个煤样，结果对比如下表。

从上表可看出，测定结果均不超差，所以测试结果可信。

6 小结

国标中的原子吸收法较氧化法相比，灵敏度高，干扰少，不仅具有测定结果稳定可靠，重复性好等优点，而且大大简化了操作步骤，省去了氧化法中的沉淀、溶解、再滴定等较为繁琐的试验步骤，同时，在试剂用量上也较氧化法少很多（不用氯化亚锡，双氧水以及重铬酸钾）。