燃烧中和法测定硫精矿中的硫_曹文丽

2014年 第3期 2014年3月 化学工程与装备

Chemical Engineering & Equipment

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燃烧中和法测定硫精矿中的硫

曹文丽

（山东黄金矿业股份有限公司新城金矿，山东 莱州 261438）

摘 要：采用燃烧中和法准确测定硫精矿中硫，探讨了称样量，助熔剂氧化铜、氧气流量和时间、吸收液用量和颜色的选择、硫标准样品对硫分析结果的影响。对硫精矿样品进行精密度实验，相对标准偏差RSD 在0.24%～0.44%，硫的测定结果与重量法结果一致。该方法具有精密度高、准确度好、简单、快速的优点。方法可以用于硫精矿中质量分数为20%～50%的测定。 关键词：燃烧中和法；硫精矿；硫 引言

硫精矿是金矿石通过精选、氰化后的副产品，是一种重要的化工原料，主要用作生产硫酸。在硫的分析方法中，主

[1][2][3]

要有燃烧碘量法、高频红外吸收法、库仑滴定法。在[4]

生产中，我们一般采用燃烧中和法测定硫精矿中硫含量。

0.1000克矿样置于已经灼烧过的瓷舟内，覆盖0.2克氧化铜助熔剂，移取100mL 过氧化氢吸收液，置于吸收瓶中，加入20mL 甲基红乙醇溶液，再加入6毫升次甲基蓝水溶液，冲气调至刚好为亮绿色，将装有矿样的瓷舟推入瓷管温度最高处，密封预热30秒，通入氧气，使吸收瓶中有连续气泡发生，迅速滴入氢氧化钠标准溶液，当吸收液由紫色变为亮绿色时，记录下消耗氢氧化钠标准溶液的量。重复上述步骤，连续测定3个硫标样，用来计算标准溶液的滴定度，从而可求出试样的含量。 1.3 计算

S(%)=VT/m

式中：V—消耗标准溶液的毫升数（mL）； T—氢氧化钠对硫标样的滴定度（g/mL）； m—称样重量（g）。 2 结果与讨论

2.1 称样量对结果的影响

由于我矿硫精矿中硫的质量分数在20%~50%，若称样量太少，样品代表性不好，分析结果的误差大；称样量过多，样品燃烧不充分，使结果偏低。实验选择称样量为0.0300g，0.0600g，0.0800g，0.1000g，0.1200g进行实验。结果表明随着称样量的增加，硫测定的精密度也增加，但助熔剂的加入量也要增加，否则样品溶解不完全，硫的释放会出现拖尾现象。当称样量在0.1000g 时，样品燃烧既充分，又不会出现硫释放的拖尾现象。因此实验选择0.1000g 称样量。 2.2 助熔剂氧化铜用量对结果的影响

在测定硫含量时需加入一定助熔剂，一方面可降低试样的熔点，使样品易于熔融；另一方面助熔剂在加热过程中，有氧化放热作用，有助于试样中硫转化成二氧化硫并释放。

该方法虽然简单快速，但影响因素多，测定精密度不太理想，因此，我们采用硫标准样品，进行标定标准溶液以抵消其误差，分析数据稳定，具有良好的准确度与重现性。根据试样放入炉中时炉温的不同；该方法又分为低温进试样和高温进试样两种，但两种方法各有利弊，我们通过实验，在原有方法的基础上，采用在试样表面均匀覆盖一薄层氧化铜助熔剂后高温进料的方法，取得了满意的结果。改进后的方法，准确度高、速度快，从而大大提高了工作效率。 1 实验部分 1.1 主要仪器与试剂

真空泵（10升/分）；洗气瓶：内装有浓硫酸；洗气塔：下部装有硅胶，上部装钠石灰间隔一层玻璃棉；管式电炉；铂—铑电极；瓷管；瓷舟（使用前在1000-1100℃灼烧1小时，烧过的瓷舟置于干燥器中）；球形管：内装玻璃棉，用于过滤气流中夹带的氧化物粉末；导气管；圆形玻璃吸收器；滴定管。

过氧化氢吸收液：取30%过氧化氢25毫升，用水稀释到600毫升；0.1%甲基红乙醇溶液；0.1%次甲基蓝水溶液；氧化铜粉末；0.5%氢氧化钠标准溶液；硫标样。 1.2 实验方法

测定前调整电压，逐渐增加电流，徐徐升温，待炉温升500-700℃时增高电压110伏，电流12安培，使炉温升1250-1300℃，通入空气流，检查仪器装置是否漏气，称取

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助熔剂种类很多，用锡粒做助熔剂，粉尘多，而且样品

收基本完全。

2.4 吸收液用量和颜色选择对结果的影响

当吸收液量大于80mL 时，二氧化硫吸收完全，确定吸收液量为100mL。吸收液滴定终点与预置色泽要一致，以亮绿色为宜；如前后色泽程度不一样，将引起结果偏高或偏低。 2.5 硫标准样品对结果的影响

由于用燃烧法测定硫含量时，硫不能全部转化为二氧化硫，其转化率和试验条件有关，所以不能按标准溶液浓度直接用理论值计算样品中硫的含量，用硫标准样品在与测定试样相同条件下求出硫的滴定度，再计算试样的含硫量。所以我们采用硫标准样品进行标定氢氧化钠标准溶液，以抵消其误差，提高了准确度和精密度。 2.6 精密度实验

利用本方法对硫精矿进行平行测定（n=6），测定结果见表1，两个样品的测定相对标准偏差均小于0.50%，表明方法的精密度高，结果令人满意。

迸溅，而用氧化铜作助熔剂覆盖在试料上，粉尘少，样品不出现迸溅，减少了二氧化硫在瓷管及管路中吸附和滞留现象，所以我们采用氧化铜作助熔剂，助熔作用强，可降低试样熔点，使试样易于燃烧完全。助熔剂加入量的多少直接影响到试样的熔融情况和硫的释放程度，过少会影响试样的熔融率，过多使硫的释放出现拖尾现象。

称取四份0.1000g 试样，分别加入0.1g，0.2g，0.3g，0.4g 氧化铜，结果发现，当氧化铜达到0.2g，样品燃烧完全，并且可得到平滑而无气泡的试样熔块，释放曲线为单峰，不拖尾。因此实验选择氧化铜的用量为0.2g。 2.3 氧气流量和时间对结果的影响

氧气流量增大，试样在燃烧过程中产生大量的粉尘，造成通气阻力增大。操作困难，控制气体流速以保持连续气泡为宜。

实验发现，氧气流量控制在2.0 L/min，时间2min，吸

表1 精密度实验

编号 1 2

2.7 方法对照

将6个样品本方法测定结果与重量法测定结果对照，见表2，结果表明，本方法与重量法分析结果基本一致。测定的绝对误差均在±0.30%之间，能够满足生产质量控制需要。

表2 方法对照实验

编号 1 2 3 4 5 6 3 结论

（1）由实验可得，本方法测定硫精矿中的硫的最佳条件：称样量为0.1000g；助熔剂氧化铜的用量为0.2g；氧气

本法/% 29.50 25.40 35.45 35.90 42.30 41.20

重量法/% 29.80 25.10 35.70 36.00 42.00 41.00

误差/% -0.30 0.30 -0.25 -0.10 0.30 0.20

[1] 李敏. 燃烧碘量法测定硫铁矿中含硫量[J]. 矿业快报,

2003, 406(4): 16-17.

[2] 王宝玲. 高频红外吸收法快速测定硫精矿中高含量硫

[J]. 冶金分析, 2013, 33(8): 52-54.

[3] 宋英, 董栓路, 王小云. 库仑滴定法测定煤中全硫的

效果与体会[J]. 水泥, 2011(1): 56-57.

[4] 孙淑媛, 孙龄高, 殷奇西, 等. 矿石及有色金属分析

手册[M]. 北京: 冶金工业出版社, 2011: 90-102. 流量控制在2.0 L/min，时间2min；吸收液用量为100mL，吸收液滴定终点与预置色泽要一致，以亮绿色为宜；采用硫标准样品进行标定氢氧化钠标准溶液，以抵消其误差，

（2）经方法改进的燃烧中和法测定硫精矿中的硫，具有操作简单，易于掌握，分析费用低等优点，准确度高和精密度高，因此该方法在实际检测中具有较强的推广价值。

参考文献

25.12 31.52

25.26 31.45

单次测定结果/% 25.03 31.59

25.3431.65

25.18 31.64

25.25 31.56

平均值/(%) 25.20 31.57

相对标准偏差/%

0.44 0.24