CN102495056A - 硫碳铵混合溶液浓度的测定方法 - Google Patents

Abstract

一种硫碳铵混合溶液浓度的测定方法，以测定硫碳铵混合溶液的总氮含量和总硫含量来表示其浓度，包括：(1)精确称取试样于消化管中，加入蒸馏水，将消化管置于凯氏定氮仪中；用移液管移取硫酸空白溶液于吸收瓶中，加入指示剂摇均；之后将吸收瓶置于凯氏定氮仪中；启动凯氏定氮仪加热蒸馏后，取下吸收瓶，用NaOH标准溶液滴定，同时观察吸收液颜色变化，颜色变为灰绿色后停止滴定；计算出总氮含量；(2)精确称取约试样于容量瓶中，加入硝酸，定容摇匀。过滤，将滤液收集于比色管中，用全谱直读等离子体发射光谱仪测定硫含量，计算总硫含量时分别算出硫酸铵、碳酸铵含量。本法克服了测定硫碳铵混合溶液浓度的难题，适用于以磷石膏为原料生产硫酸铵的企业。

Description

硫碳铵混合溶液浓度的测定方法

技术领域

本发明涉及混合物，具体来说，涉及混合溶液，尤其涉及碳酸铵与磷石膏反应生成的硫酸铵形成硫碳铵混合溶液及其浓度测定的方法。

背景技术

磷石膏制硫酸铵生产工艺是以磷石膏、氨、二氧化碳为原料，用硫酸钙与碳酸铵进行复分解的过程。这一过程是：先进行氨的碳化反应：2NH₃＋H₂O＋CO₂ ＝ (NH₄)₂CO₃，再进行转化反应:(NH₄)₂CO₃+ CaSO₄·2H₂O ＝(NH₄)₂SO₄ + CaCO₃ 。转化反应操作中，过量的碳酸铵与反应生成的硫酸铵形成硫碳铵混合溶液，经过滤、沉降中和、蒸发浓缩、结晶分离后得到晶状硫铵。在国家标准库中尚无硫碳铵混合溶液浓度的测定检测标准。目前，中国专利数据库中也没有测定硫碳铵混合溶液浓度的申请件。    

发明内容

本发明的目的是提供一种硫碳铵混合溶液浓度的测定方法，从而通过浓度测定，控制碳酸铵与磷石膏反应过程中混合溶液中碳酸铵及硫酸铵含量，以达到生成颗粒更大、晶形更好的CaCO₃结晶，便于料浆过滤。

为实现上述目的，发明人提供的方法是以测定硫碳铵混合溶液的总氮含量和总硫含量来表示其浓度的，具体方法包括：

(1) 总氮含量分析

精确称取约1～2g澄清试样于消化管中，加入30mL蒸馏水，将消化管放置于凯氏定氮仪中；再用移液管移取20.00mL浓度为1mol/L的硫酸空白溶液于500 mL吸收瓶中，加入2～3滴甲基红—次甲基蓝指示剂摇匀；之后将吸收瓶置于凯氏定氮仪中；启动凯氏定氮仪加热蒸馏7～9分钟；待仪器停止工作后，取下吸收瓶，用浓度为0.5mol/L 的NaOH标准溶液滴定，同时观察吸收液的颜色变化，当紫红色变为灰绿色后停止滴定，记下NaOH标准溶液消耗体积V1；同时进行空白试验；

按下式计算出总氮含量： 

式中：

c(NaOH)——氢氧化钠标准滴定溶液实际浓度，mol/L

 V空白——空白试验使用氢氧化钠标准滴定溶液体积，mL

 V₁——测定时使用氢氧化钠标准滴定溶液的体积，mL

 m₁——试样的质量，g

 0.01401——与1.00 mL氢氧化钠标准滴定溶液［c(NaOH)=1.000 mol/L］相当的以克表示氮的质量。

(2) 总硫含量分析

精确称取约0.2～0.6g澄清试样于500mL容量瓶中，加入（1+1）20mL硝酸，定容摇匀。过滤，弃去最初滤液，将滤液收集于50mL比色管中，用全谱直读等离子体发射光谱仪测定硫含量，得到浓度C；用下2式计算总硫含量（包括硫酸铵含量和碳酸铵含量）：

   

                    

   

          

      式中：C——光谱仪测所测得浓度，mg/L

            V₂——试样稀释体积，mL

            m₂——试样的质量，g

      M ₁——硫酸根摩尔质量，g/moL

      M ₂——硫摩尔质量，g/moL

      M ₃——硫酸铵摩尔质量，g/moL 

      M ₄——氮摩尔质量，g/moL

      M ₅——碳酸铵摩尔质量，g/moL

上述精确称取试样，是指精确至0.0001g。

上述

发明人指出：本发明方法所用到的全谱直读等离子体发射光谱仪测定混合液中硫，其标准溶液浓度分别为：20mg/L;50mg/L; 100 mg/L，工作曲线校正系数为0.99999方可进行检测样品。总氮测定所使用的凯氏定氮仪,消化时间必须满足吸收液达到250mL，方可进行取出滴定。

本发明方法克服了测定硫碳铵混合溶液浓度的难题，为控制碳酸铵与磷石膏反应过程中混合溶液中碳酸铵及硫酸铵含量，达到生成颗粒更大、晶形更好的CaCO₃结晶目的开辟了途径，适用于以磷石膏为原料生产硫酸铵的企业。

具体实施方式

实施例：

瓮福磷肥厂规模为25万吨P₂O₅/年以磷石膏为原料生产硫酸铵的装置，采用本方法进行硫碳铵混合溶液浓度的测定。具体做法是：

（1）称取1.1956g澄清试样于消化管中，加入30mL蒸馏水，将消化管放置于凯氏定氮仪中；再用移液管移取20.00mL浓度为1mol/L的硫酸空白溶液于500 mL吸收瓶中，加入3滴甲基红—次甲基蓝指示剂摇均；之后将吸收瓶置于凯氏定氮仪中；启动凯氏定氮仪加热蒸馏8分钟；待仪器停止工作后，取下吸收瓶，用浓度为0.4953mol/L 的NaOH标准溶液滴定，同时观察吸收液的颜色变化，当紫红色变为灰绿色后停止滴定，记下NaOH标准溶液消耗体积V1=31.90mL。进行空白试验消耗氢氧化钠标准滴定溶液体积V_空白=42.70 mL。

总氮含量为：

=6.27

 (2)称取0.3022g澄清试样于500mL容量瓶中，加入（1+1）20mL硝酸，定容摇匀。过滤，弃去最初滤液，将滤液收集于50mL比色管中，用全谱直读等离子体发射光谱仪测定硫含量，得到浓度C=42.37mg/L；

总硫含量为:

            =28.92

               

            =0.48

    计算得到总氮含量为6.27％，总硫含量中，硫酸铵为28.92％，碳酸铵为0.48％。

Claims (2)

1.一种硫碳铵混合溶液浓度的测定方法，以测定硫碳铵混合溶液的总氮含量和总硫含量来表示其浓度，其特征包括：

(1) 总氮含量分析

精确称取约1～2g澄清试样于消化管中，加入30mL蒸馏水，将消化管放置于凯氏定氮仪中；再用移液管移取20.00mL浓度为1mol/L的硫酸空白溶液于500 mL吸收瓶中，加入2～3滴甲基红—次甲基蓝指示剂摇匀；之后将吸收瓶置于凯氏定氮仪中；启动凯氏定氮仪加热蒸馏7～9分钟；待仪器停止工作后，取下吸收瓶，用浓度为0.5mol/L 的NaOH标准溶液滴定，同时观察吸收液的颜色变化，当紫红色变为灰绿色后停止滴定，记下NaOH标准溶液消耗体积V1；同时进行空白试验；

按下式计算出总氮含量： 

式中：

c(NaOH)——氢氧化钠标准滴定溶液实际浓度，mol/L

 V空白——空白试验使用氢氧化钠标准滴定溶液体积，mL

 V₁——测定时使用氢氧化钠标准滴定溶液的体积，mL

 m₁——试样的质量，g

 0.01401——与1.00 mL氢氧化钠标准滴定溶液［c(NaOH)=1.000 mol/L］相当的以克表示氮的质量；

 (2) 总硫含量分析

精确称取约0.2～0.6g澄清试样于500mL容量瓶中，加入（1+1）20mL硝酸，定容摇匀；

过滤，弃去最初滤液，将滤液收集于50mL比色管中，用全谱直读等离子体发射光谱仪测定硫含量，得到浓度C；用下2式计算总硫含量（包括硫酸铵含量和碳酸铵含量）：

    

                    

    

          

      式中：C——光谱仪测所测得浓度，mg/L

            V₂——试样稀释体积，mL

            m₂——试样的质量，g

      M ₁——硫酸根摩尔质量，g/moL

      M ₂——硫摩尔质量，g/moL

      M ₃——硫酸铵摩尔质量，g/moL 

      M ₄——氮摩尔质量，g/moL

      M ₅——碳酸铵摩尔质量，g/moL。

2. 按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述精确称取试样，是指精确至0.0001g。