CN102564890A - 一种检测石膏中三氧化硫含量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种检测石膏中三氧化硫含量的方法，属于大气环境保护烟气处理技术领域，包括：1)称取石膏样品，溶解、过滤，取滤液；(2)将所述的滤液煮沸，在沸腾状态下滴加过量氯化钡溶液，滴加完后继续煮沸45～60min，冷却结晶，抽滤、洗涤得到硫酸钡晶体；(3)将所述的硫酸钡晶体灰化后反复灼烧，直至恒重；(4)计算得到三氧化硫的含量。本发明用于脱硫工艺中检测脱硫石膏中三氧化硫的含量，具有很好的经济效益和应用前景。

Description

一种检测石膏中三氧化硫含量的方法

技术领域

本发明涉及大气环境保护烟气处理技术领域，具体涉及一种检测石膏中三氧化硫含量的方法。

背景技术

脱硫石膏中三氧化硫的含量，是衡量石膏品质的主要指标，也是在脱硫工程运行状况的一项主要参数，在运行过程中需要根据三氧化硫含量来调整系统的运行参数。目前针对三氧化硫测试最经典的测试标准为GB/T5484-2000《石膏化学分析方法》中硫酸盐重量法。该方法测试准确率高，但是非常繁琐，耗时长，至少需要两天才能测出结果，不能及时的将分析结果用于指导脱硫系统的运行。

为了缩短三氧化硫的测试时间，童筠在《石膏中三氧化硫快速容量法测定》中摸索出，采用盐酸溶解试样，以EDTA(乙二胺四乙酸)掩蔽镁、铝、铁等干扰离子；以碘量法滴定过剩的K₂CrO₇，间接算得SO₃的含量。该方法测试一个样品的时间大约为3小时，大大的缩短了测试时间，但是实验需要控制的条件较多，包括沉淀温度、反应pH值、沉淀时间、反应终点判断等等；其次该方法仅消除了金属离子干扰，一些具有还原性的非金属离子同样会对测试结果产生干扰。

专利号为200910075181.3的中国发明专利公开了一种脱硫石膏中硫酸盐含量的快速测定方法。该方法的原理是通过测试石膏中结晶水的含量来计算硫酸盐的量。主要步骤如下：石膏样品在42-48℃的干燥箱内脱去自由水，测得不含水的石膏样品的质量。在将其在350-370℃脱去石膏中的结晶水，石膏主要成分为CaSO₄·2H₂O，通过结晶水的减少量来推算硫酸钙的量。该方法简单易于操作和理解。不过在350-370℃下脱去结晶水的同时，某些物质同样也会分解，如石膏中残余的碳酸钙、氧化钙等，因此会造成实验结果偏高。

发明内容

本发明提供了一种检测石膏中三氧化硫含量的方法，快速准确的检测出石膏中三氧化硫的含量，提高了分析速度，确保检测精度的前提下大大缩短了分析时间。

1、一种检测石膏中三氧化硫含量的方法，其特征在于，包括：

(1)称取石膏样品，溶解、过滤，取滤液；

(2)将所述的滤液煮沸，在沸腾状态下滴加过量氯化钡溶液，滴加完后继续煮沸45～60min，冷却结晶，抽滤、洗涤得到硫酸钡晶体；

(3)将所述的硫酸钡晶体灰化后反复灼烧，直至恒重；

(4)通过如下公式计算三氧化硫的含量：

$A=\frac{m_b\×80\×100}{233\×m_a}$

其中A为三氧化硫的质量百分数；m_a为石膏样品的质量；m_b为硫酸钡晶体的质量，233为硫酸钡的分子量；80为三氧化硫的分子量。

国标中采用在恒温中静置4小时或者过夜的办法使硫酸钡沉淀结晶，因为沉淀陈化不但能使晶粒变大，还可使沉淀纯净，所以一般晶形沉淀都要进行陈化。不同的沉淀其陈化时间不同，为提高测定速度，在满足定量分析的前提下，应尽量使沉淀在较短的陈化时间里满足要求。加热和搅拌可增加沉淀的溶解度，也增大离子在溶液中的扩散速度，因此可缩短陈化时间。有些沉淀需在室温下陈化几小时或几十小时，而在加热和搅拌的情况下，可以缩短为1～2h，甚至只需几十分钟。根据这一原理，硫酸钡沉淀在沸腾状态下保持45～60min即可结晶完全。

步骤(2)中所述的冷却结晶温度为15-20℃。

步骤(2)中滴加过量的氯化钡溶液，以使硫酸根离子沉淀完全。

步骤(2)中氯化钡溶液缓慢滴加，防止溶液溅出，氯化钡滴加完后继续煮沸45～60min。

步骤(2)中所述的滤液煮沸过程中加入数粒洗净的玻璃沸石，防止在沸腾过程中滤液暴沸溅出。

本发明的有益效果：

(1)通过煮沸使硫酸钡沉淀，只需要四十多分钟能将硫酸钡结晶完全，与现有技术相比大大缩短了硫酸钡结晶的时间，进而大大缩短了整个检测过程的时间；

(2)在抽滤状态下洗涤，由于带有一定的压力，水很容易就通过滤纸，反复几十次仅需几分钟的时间，同样也大大的缩短了测试时间。

(3)是根据国标方法的改进，大部分的步骤还是采用国标的方法，能确保检测结果的精确性。

具体实施方式

实施例1

采用本发明方法和GB/T5484-2000中的方法分别对分析纯硫酸钙、实际脱硫石膏样品进行测定，分析其中三氧化硫的含量，对每个样品做了3此平行试验。

本发明的方法：

(1)按GB/T5484-2000《石膏化学分析方法》要求，制备石膏样品；

(2)将制备好的石膏样品与42-48℃的烘箱中烘干至恒重，将此不含水石膏作为分析；

(3)称取约0.2g步骤(2)中试样计为m₀，精确至0.0001g，置于300mL烧杯中，加入30-40ml水使其分散。加10mL盐酸(1+1)，用平头玻璃棒压碎块状物，慢慢的加热溶液，直至试样完全分解，将溶液微沸5min；

(4)用中速滤纸过滤(3)中溶液，用热水洗涤10-12次，调整滤液体积至250mL，放入数粒洗干净的玻璃沸石，煮沸，在沸腾状态下滴加15mL10％浓度的氯化钡溶液，滴加完后继续煮沸45min，然后放置冷却至室温(15-20℃)；

(5)将慢速定量滤纸置于布氏漏斗中，加水润湿，将布氏漏斗连接抽滤瓶、抽气泵，将步骤(4)中冷却后的溶液倒入布氏漏斗中抽滤，反复用少量的温水洗涤滤纸和布氏漏斗壁，直至向滤液中滴加数滴0.1mol/L硝酸银溶液无白色沉淀生成即检测无氯离子存在，停止过滤，得硫酸钡晶体。

(6)将硫酸钡晶体与滤纸一并移入已灼烧恒重的瓷坩埚中，瓷坩埚初重为m₁。灰化(即将滤纸连同坩埚一起置于马弗炉中灼烧待温度升至800℃)后继续在800℃的马弗炉中灼烧30min，取出坩埚置于干燥器中冷却至室温，称量。反复灼烧，直至恒重，此时坩埚重量为m₂。

计算方法为：以三氧化硫的质量百分数含量表示；

${\mathrm{SO}}_3(\%)=\frac{(m_2-m_1)\×80\×100}{233\×m_0},---\left(1\right)$

其中：m₂-m₁为硫酸钡的质量；m₀为称取的石膏样品的质量；233为硫酸钡的分子量；80为三氧化硫的分子量。

测定结果如表1所示：

表1三氧化硫含量的检测结果

由表1结果可知，本发明的方法能检测结果能达到GB/T5484-2000检测方法的精密度和准确度；本发明快速准确，能有效的提高分析效率，将分析时间缩短为6小时。

实施例2

新疆某脱硫工程待测石膏样品，按GB/T5484-2000《石膏化学分析方法》要求烘干石膏样品，取已烘干的该样品0.2037g置于300mL烧杯中，加入30-40mL水使其分散。加10mL浓度为(1+1)的盐酸，用平头玻璃棒压碎块状物，慢慢地加入溶液，直至试样分解完全。将溶液加热微沸5min。用中速滤纸过滤，用热水洗涤10-12次。调整滤液体积至250mL，加入数粒玻璃沸石，煮沸，在搅拌下滴加15mL10％浓度的氯化钡溶液，滴加完后继续煮沸45min。待溶液冷却至室温(15-20℃)后，用慢速滤纸至于布氏漏斗中真空抽滤，用温水洗涤滤纸及布氏漏斗壁数次，直至向滤液中滴加数滴0.1mol/L硝酸银溶液无白色沉淀生成即检测无氯离子存在，得硫酸钡晶体。将硫酸钡晶体及滤纸一并移入已灼烧恒重重量为48.0899g的瓷坩埚中，灰化(即将滤纸连同坩埚一起置于马弗炉中灼烧待温度升至800℃)后继续在800℃的马弗炉内灼烧30min，取出坩埚置于干燥器中冷却至室温，称量。反复灼烧，直至恒重，重量为48.3288g。按公式(1)计算该石膏中三氧化硫的质量百分比为40.27。

实施例3

四川达州某脱硫工程待测石膏样品，取已烘干的该样品0.2069g置于300mL烧杯中，加入30-40mL水使其分散。加10mL浓度为(1+1)的盐酸，用平头玻璃棒压碎块状物，慢慢地加入溶液，直至试样分解完全。将溶液加热微沸5min。用中速滤纸过滤，用热水洗涤10-12次。调整滤液体积至250mL，加入数粒玻璃沸石，煮沸，在搅拌下滴加15mL10％浓度的氯化钡溶液，继续煮沸50min。待溶液冷却至室温(15-20℃)后，用慢速滤纸至于布氏漏斗中真空抽滤，用温水洗涤滤纸及布氏漏斗壁数次，直至向滤液中滴加数滴0.1mol/L硝酸银溶液无白色沉淀生成即检测无氯离子存在，得硫酸钡晶体。将硫酸钡晶体及滤纸一并移入已灼烧恒重重量为55.3260g的瓷坩埚中，灰化(即将滤纸连同坩埚一起置于马弗炉中灼烧待温度升至800℃)后继续在800℃的马弗炉内灼烧30min，取出坩埚置于干燥器中冷却至室温，称量。反复灼烧，直至恒重，重量为55.5954g。按公式(1)计算石膏中三氧化硫的质量百分比为44.71。

实施例4

福建某脱硫工程待测石膏样品，取已烘干的该样品0.2012g置于300mL烧杯中，加入30-40mL水使其分散。加10mL浓度为(1+1)的盐酸，用平头玻璃棒压碎块状物，慢慢地加入溶液，直至试样分解完全。将溶液加热微沸5min。用中速滤纸过滤，用热水洗涤10-12次。调整滤液体积至250mL，加入数粒玻璃沸石，煮沸，在搅拌下滴加15mL10％浓度的氯化钡溶液，继续煮沸60min。待溶液冷却至室温(15-20℃)后，用慢速滤纸至于布氏漏斗中真空抽滤，用温水洗涤滤纸及布氏漏斗壁数次，直至向滤液中滴加数滴0.1mol/L硝酸银溶液无白色沉淀生成即检测无氯离子存在，得硫酸钡晶体。将硫酸钡晶体及滤纸一并移入已灼烧恒重重量为48.3352g的瓷坩埚中，灰化(即将滤纸连同坩埚一起置于马弗炉中灼烧待温度升至800℃)后继续在800℃的马弗炉内灼烧30min，取出坩埚置于干燥器中冷却至室温，称量。反复灼烧，直至恒重，重量为48.5923g。按公式(1)计算石膏中三氧化硫的质量百分比为43.87。

Claims (2)

1.一种检测石膏中三氧化硫含量的方法，其特征在于，包括：

(1)称取石膏样品，溶解、过滤，取滤液；

(2)将所述的滤液煮沸，在沸腾状态下滴加过量氯化钡溶液，滴加完后继续煮沸45～60min，冷却结晶，抽滤、洗涤得到硫酸钡晶体；

(3)将所述的硫酸钡晶体灰化后反复灼烧，直至恒重；

(4)通过如下公式计算三氧化硫的含量：

$A=\frac{m_b\×80\×100}{233\×m_a}$

其中A为三氧化硫的质量百分数；m_a为石膏样品的质量；m_b为硫酸钡晶体的质量，233为硫酸钡的分子量；80为三氧化硫的分子量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述的冷却结晶温度为15-20℃。