CN102331422B

CN102331422B - 连续快速测定脱硫石膏成分的方法

Info

Publication number: CN102331422B
Application number: CN201110162315.2A
Authority: CN
Inventors: 朱跃; 杨用龙; 高正来; 许昌日; 柴磊
Original assignee: Huadian Electric Power Research Institute Co Ltd
Current assignee: Huadian Electric Power Research Institute Co Ltd
Priority date: 2011-08-01
Filing date: 2011-08-01
Publication date: 2014-04-16
Anticipated expiration: 2031-08-01
Also published as: CN102331422A

Abstract

本发明涉及一种连续快速测定脱硫石膏成分的方法，属于化学检测领域。本发明依次采用碘量法、氢氧化钠返滴定法和硫酸钡重量法测定。本发明具有测试步骤设计合理、操作简单省力、造价低、污染小、准确率高、测试工作量小的优点。

Description

连续快速测定脱硫石膏成分的方法

技术领域

本发明涉及一种连续快速测定脱硫石膏成分的方法，属于化学检测领域。

背景技术

石灰石－石膏湿法烟气脱硫工艺因其技术成熟、脱硫效率高，吸收剂来源丰富，价格低廉，副产品可利用等特点而被广泛采用，成为目前燃煤电厂烟气脱硫应用最广泛的方法。该法采用价格低廉、来源广泛的石灰石作为脱硫吸收剂，通过向吸收塔内喷入一定浓度的石灰石浆液，使烟气与浆液逆流接触，充分混合，并对烟气进行洗涤，使得烟气中的二氧化硫与浆液中的有效成分碳酸钙和氧化风机强制鼓入的氧化空气发生一系列复杂的化学反应，从而脱除烟气中的二氧化硫，最终得到脱硫副产品—石膏。

脱硫石膏具有很高的综合利用价值，但与天然石膏相比，脱硫石膏中还包含有未反应的碳酸钙和未被完全氧化的亚硫酸钙，其中的碳酸钙、亚硫酸钙和硫酸钙含量直接影响脱硫石膏的品质，并影响其后续应用。因此，快速而准确的测定脱硫石膏中碳酸钙、亚硫酸钙和硫酸钙含量具有十分重要的意义。目前国内对脱硫石膏中碳酸钙、亚硫酸钙和硫酸钙的测定方法虽能较准确地测定脱硫石膏中碳酸钙、亚硫酸钙和硫酸钙的含量，但同时也存在四个主要问题：1、每种成分的测定需要单独取样，逐个测定，如此操作过程繁琐、耗时费力；2、药剂消耗量大，增加了分析成本，分析过程产生的化学废水量大，不利于水资源的节约与环保；3、取样频次高，容易因取样不均造成测定误差，需进行多个平行实验来解决此问题，从而增加了分析人员的操作强度；4、上述三种成分的测定结果相关性不大，易造成分析误差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种测试步骤设计合理、操作简单省力、造价低、污染小、准确率高、测试工作量小的连续快速测定脱硫石膏成分的方法

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是该连续快速测定脱硫石膏成分的方法，测定的步骤如下：

a、制备干燥的石膏试样；

b、用碘量法测定石膏试样中的亚硫酸钙含量，测量后得到一步溶液；

c、用氢氧化钠返滴定法测定一步试样中的碳酸钙含量，测量后得到二步溶液；

d、用硫酸钡重量法测定二步试样中的硫酸钙含量，完成脱硫石膏成分的连续快速测定。

作为优选，本发明所述的步骤a中，制备干燥的石膏试样的方法为：将固体石膏试样分散，放入烘箱，于40～50℃温度下烘3～4h，然后置于研钵中磨细混匀，得到的干燥的石膏试样。

作为优选，本发明所述的步骤b中，所述亚硫酸钙的测定方法为：取干燥的石膏试样0.5～2.0g至250mL锥形瓶或烧杯中，用100mL除盐水溶解稀释，加入20～40mL0.1mol/L盐酸标准液，10～15ml0.05mol/L碘标准溶液，摇匀，在暗处放置5min后，用0.1mol/L硫代硫酸钠标准液滴定至浅黄色，加入淀粉指示剂3～5滴，继续用0.1mol/L硫代硫酸钠标准液滴定至蓝色刚好褪去即为终点，得到一步溶液；同时进行空白试验，根据消耗的硫代硫酸钠标准液体积，按下式计算干燥的石膏试样中亚硫酸钙的含量：

式中：c_I2—I₂标准液实际浓度，mol/L；

a—空白试验消耗的硫代硫酸钠标准液体积，mL；

b—滴定消耗的硫代硫酸钠标准液体积，mL；

m—石膏样品的重量，mg。

作为优选，本发明所述的步骤c中碳酸钙测定：将一步溶液置于磁力搅拌器上搅拌10min，加入酚酞指示剂5～8滴后，用0.1mol/L氢氧化钠标准液滴定至溶液由无色变成浅红色即为终点，得到二步溶液；根据消耗的氢氧化钠标准液体积，按下式计算一步溶液中碳酸钙的含量：

Figure 2011101623152100002DEST_PATH_IMAGE002

式中：V—滴定过量盐酸标准液消耗的氢氧化钠标准液体积，ml；

V₀—加入溶液的盐酸标准液体积，ml；

c—盐酸标准液实际浓度，mol/L；

c₁—氢氧化钠标准液实际浓度，mol/L。

作为优选，本发明所述的步骤d中，硫酸钙的测定方法为：将二步溶液中加入5mL盐酸溶液，盐酸溶液为2.5mL盐酸盐酸和2.5mL水配置而成，过滤，并用热水反复洗涤，若过滤时溶液颜色变蓝，可滴加1～2滴硫代硫酸钠标准液，收集到的滤液放在电炉上加热至微沸后，边搅拌边逐滴加入20～30mL10%氯化钡溶液，继续沸腾大约10min后，放在加热器中保温4～6h，使SO₄ ^2-与Ba²⁺反应完全，用无灰级滤纸过滤，并用热水反复洗涤至洗涤液中不含Cl^‐为止；将滤渣及滤纸放入已称至恒重的坩埚中，置于105-110℃温度下烘干后，放入700-800℃的高温炉中灼烧1h，待红热褪去后放入干燥器中冷却30min，称重得到硫酸钡晶体和坩埚的重量；按下式计算中硫酸钙含量：

CaSO₄·2H₂O(%)=

式中：M₀—坩埚的重量，mg；

M—硫酸钡晶体和坩埚的重量，mg；

w—(1)中亚硫酸钙的质量浓度，％；

172.17—二水硫酸钙的摩尔质量，g/mol；

233.4—硫酸钡的摩尔质量，g/mol。

本发明同已有的技术相比，具有以下优点和特点：1、操作简便，节省时间，三种成分全部分析完只需要6～8h，相比现有方法效率提高3～4倍，完全满足现场快速测定的要求；2、快速高效，取样一次便可完成三种成分的测定，大大降低了操作强度；3、分析所需药品种类少、用量小，达到了节约成本的目的；4、精度高，用一份样品分析出三种组分，取样代表性较高，降低分析误差。

附图说明

图1是发明的实验操作流程图。

图2是现行标准测定亚硫酸钙的实验操作流程图。

图3是现行标准测定碳酸钙的实验操作流程图。

图4是现行标准测定硫酸钙的实验操作流程图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例1：

将取自M电厂的脱硫石膏试样（记为1#）放入烘箱，于45℃温度下烘4h，得到的干燥试样置于研钵中磨细混匀。称取1.0g（精确至0.0001g）干燥后的试样，放入250mL锥形瓶中，用100mL除盐水溶解稀释，加入30mL0.1mol/L盐酸标准液，10ml0.05mol/L碘标准溶液，摇匀，在暗处放置5min后，用0.1mol/L硫代硫酸钠标准液滴定至浅黄色，加入淀粉指示剂3～5滴，继续用0.1mol/L硫代硫酸钠标准液滴定至蓝色刚好褪去即为终点，并记录消耗的硫代硫酸钠标准液体积，同时进行空白试验。将测定亚硫酸钙后的溶液置于磁力搅拌器上搅拌10min，加入酚酞指示剂5～8滴后，用0.1mol/L氢氧化钠标准液滴定至溶液由无色变成浅红色即为终点，记录消耗的氢氧化钠标准液体积。将测定完碳酸钙后的溶液中加入5mL(1+1)盐酸溶液，过滤，并用热水反复洗涤。若溶液颜色变蓝，可滴加1～2滴硫代硫酸钠标准液。收集到的滤液放在电炉上加热至微沸后，边搅拌边逐滴加入20mL10%氯化钡溶液，继续沸腾大约10min后，放在加热器中保温5h，使SO₄ ^2-与Ba²⁺反应完全，用无灰级滤纸过滤，并用热水反复洗涤至洗涤液中不含Cl^‐为止（用硝酸银标准液滴至滤液无混浊现象）。将滤渣及滤纸一起放入已称至恒重的坩埚中，置于105℃温度下烘干后，放入800℃的高温炉中灼烧1h，待红热褪去后放入干燥器中冷却30min，称重得到硫酸钡晶体和坩埚的重量。同时进行三次平行实验。实验编号分别为a、b、c、d，并采用现行标准方法进行对照实验，实验结果及误差分析见表1。

实施例2

将取自P电厂的脱硫石膏试样（记为2#）放入烘箱，于45℃温度下烘4h，将得到的干燥试样置于研钵中磨细混匀。称取1.5g（精确至0.0001g）干燥后的试样，放入250mL锥形瓶中，用100mL除盐水溶解稀释，加入40mL0.1mol/L盐酸标准液，10ml0.05mol/L碘标准溶液，摇匀，在暗处放置5min后，用0.1mol/L硫代硫酸钠标准液滴定至浅黄色，加入淀粉指示剂3～5滴，继续用0.1mol/L硫代硫酸钠标准液滴定至蓝色刚好褪去即为终点，并记录消耗的硫代硫酸钠标准液体积，同时进行空白试验。将测定亚硫酸钙后的溶液置于磁力搅拌器上搅拌10min，加入酚酞指示剂5～8滴后，用0.1mol/L氢氧化钠标准液滴定至溶液由无色变成浅红色即为终点，记录消耗的氢氧化钠标准液体积。将测定完碳酸钙后的溶液中加入5mL(1+1)盐酸溶液，过滤，并用热水反复洗涤。若溶液颜色变蓝，可滴加1～2滴硫代硫酸钠标准液。收集到的滤液放在电炉上加热至微沸后，边搅拌边逐滴加入25mL10%氯化钡溶液，继续沸腾大约10min后，放在加热器中保温6h，使SO₄ ^2-与Ba²⁺反应完全，用无灰级滤纸过滤，并用热水反复洗涤至洗涤液中不含Cl^‐为止（用硝酸银标准液滴至滤液无混浊现象）。将滤渣及滤纸一起放入已称至恒重的坩埚中，置于105℃温度下烘干后，放入800℃的高温炉中灼烧1h，待红热褪去后放入干燥器中冷却30min，称重得到硫酸钡晶体和坩埚的重量。同时进行三次平行实验。实验编号分别为a、b、c、d，并采用现行标准方法进行对照实验，实验结果及误差分析见表1。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其配方、工艺所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种连续快速测定脱硫石膏成分的方法，测定的步骤如下：

a、制备干燥的石膏试样；

b、用碘量法测定石膏试样中的亚硫酸钙含量，测量后得到一步溶液；所述的步骤b中，所述亚硫酸钙的测定方法为：取干燥的石膏试样0.5～2.0g至250mL锥形瓶或烧杯中，用100mL除盐水溶解稀释，加入20～40mL0.1mol/L盐酸标准液，10～15ml0.05mol/L碘标准溶液，摇匀，在暗处放置5min后，用0.1mol/L硫代硫酸钠标准液滴定至浅黄色，加入淀粉指示剂3～5滴，继续用0.1mol/L硫代硫酸钠标准液滴定至蓝色刚好褪去即为终点，得到一步溶液；同时进行空白试验，根据消耗的硫代硫酸钠标准液体积，按下式计算干燥的石膏试样中亚硫酸钙的含量：

式中：c_I2—I₂标准液实际浓度，mol/L；

a—空白试验消耗的硫代硫酸钠标准液体积，mL；

b—滴定消耗的硫代硫酸钠标准液体积，mL；

m—石膏试样的重量，mg；

c、用氢氧化钠返滴定法测定一步溶液中的碳酸钙含量，测量后得到二步溶液；所述的步骤c中碳酸钙测定：将一步溶液置于磁力搅拌器上搅拌10min，加入酚酞指示剂5～8滴后，用0.1mol/L氢氧化钠标准液滴定至溶液由无色变成浅红色即为终点，得到二步溶液；根据消耗的氢氧化钠标准液体积，按下式计算一步溶液中碳酸钙的含量：

Figure 2011101623152100001DEST_PATH_IMAGE002

V₀—加入溶液的盐酸标准液体积，ml；

c—盐酸标准液实际浓度，mol/L；

c₁—氢氧化钠标准液实际浓度，mol/L；

d、用硫酸钡重量法测定二步溶液中的硫酸钙含量，完成脱硫石膏成分的连续快速测定；所述的步骤d中，硫酸钙的测定方法为：将二步溶液中加入5mL盐酸溶液，盐酸溶液为2.5mL盐酸和2.5mL水配制而成，过滤，并用热水反复洗涤，若过滤时溶液颜色变蓝，可滴加1～2滴硫代硫酸钠标准液，收集到的滤液放在电炉上加热至微沸后，边搅拌边逐滴加入20～30mL10%氯化钡溶液，继续沸腾大约10min后，放在加热器中保温4～6h，使SO₄ ^2-与Ba²⁺反应完全，用无灰级滤纸过滤，并用热水反复洗涤至洗涤液中不含Cl^‐为止；将滤渣及滤纸放入已称至恒重的坩埚中，置于105-110℃温度下烘干后，放入700-800℃的高温炉中灼烧1h，待红热褪去后放入干燥器中冷却30min，称重得到硫酸钡晶体和坩埚的重量；按下式计算硫酸钙含量：

CaSO₄·2H₂O(%)=

Figure 2011101623152100001DEST_PATH_IMAGE003

式中：M₀—坩埚的重量，mg；

M—硫酸钡晶体和坩埚的重量，mg；

w—步骤b中亚硫酸钙的质量浓度，％；

172.17—二水硫酸钙的摩尔质量，g/mol；

233.4—硫酸钡的摩尔质量，g/mol。

2.根据权利要求1所述的连续快速测定脱硫石膏成分的方法，其特征是：所述的步骤a中，制备干燥的石膏试样的方法为：将固体石膏试样分散，放入烘箱，于40～50℃温度下烘3～4h，然后置于研钵中磨细混匀，得到的干燥的石膏试样。