CN104062254A - 一种测定白云石中硫含量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种测定白云石中硫含量的方法，该方法采用高频感应炉燃烧红外吸收法测定白云石中的硫含量，其中，采用高频感应炉燃烧红外吸收法测定过程中，使用的助熔剂为金属钨和酸性金属氧化物。本发明的方法测试精度高，并且稳定性好。

Description

一种测定白云石中硫含量的方法

技术领域

本发明涉及一种测定白云石中硫含量的方法。

背景技术

白云石是一种钙、镁的碳酸盐矿物，主要用于耐火材料、陶瓷、玻璃、建材、环保和化工等领域。在钢铁冶金行业中，白云石主要用作碱性耐火材料和高炉炼铁的熔剂。在环保领域，白云石则作为一种性能良好的烟气脱硫剂的原料。

白云石中硫含量是考核产品质量的重要指标，现有技术主要执行GB/T3286.7-1998《石灰石、白云石化学分析方法硫含量的测定》、JC/T1021.3-2007《非金属矿物和岩石化学分析方法，第3部分，碳酸盐岩石，矿物化学分析方法》标准，一般采用重量法、燃烧-碘酸钾滴定法、燃烧-碘量法测定白云石中的硫含量。

现有的方法中，重量法主要不足是测定周期较长、工作效率低，且其测定下限为0.100%，不能满足白云石中低硫含量的测定；燃烧-碘酸钾滴定法以及燃烧-碘量法相比较于重量法的测定下限更低，基本为0.010%，但这两种方法的终点需目视判断，易产生人为误差，测定的精密度还不够理想。

杜米芳等提出一种用微波消解-电感耦合等离子体发射光谱法同时测定白云石中铁铝钙镁钾钠硫的方法，该方法发表于（《岩矿测试》，2006年第25卷，第3期，276-278页），由于该方法测定的元素较多，影响因素复杂，测定的准确性还不令人满意。

目前，大多数实验室采用高频感应炉燃烧红外吸收法测定无机材料中的硫含量，该方法的特点是操作简便、分析速度快。

由于高频感应炉燃烧红外吸收法的前述优势，很多研究者试图采用该方法进行测定，例如杨浩义等人提出使用铁、锡与钨作为助熔剂，采用高频感应炉燃烧红外吸收法测定石灰石中的硫。然而却没有报道可以使用高频感应炉燃烧红外吸收法测定白云石中的硫含量。

发明内容

本发明的目的是针对现有的测定白云石中硫含量方法的不足，提出一种能够快速测定白云石中硫含量，且测定结果精密度高的方法，更为具体的目的是提出一种能够使用高频感应炉燃烧红外吸收法测定白云石中硫含量，且测定结果精密度高的方法。

本发明的发明人尝试使用现有技术的高频感应炉燃烧红外吸收法测定白云石中的硫含量，发现硫含量测定值严重偏低。针对测定结果偏低的现象，本发明的发明人进行了大量的理论与实践分析，推测是由于按照现有的高频感应炉燃烧红外吸收法测定过程中，由于在高频感应炉内燃烧白云石样品，样品中的硫生成二氧化硫气体，样品中的碳酸钙镁复盐则分解为二氧化碳和氧化钙、氧化镁，而氧化钙和氧化镁这两种氧化物的碱性强，易与酸性的二氧化硫气体反应，导致二氧化硫气体很难从熔体中释放出来，由此造成硫测定值偏低、且测试精度不高；本发明的发明人认为，为克服前述存在的问题，以使高频红外吸收法分析技术能够用于白云石中硫含量的测定，关键问题是能够选取得到合适的助熔剂，以使样品中的硫充分氧化成二氧化硫气体，并尽可能完全释放，以供红外吸收器检测，以尽可能减小测量误差。

为实现前述目的，本发明提供了一种测定白云石中硫含量的方法，该方法采用高频感应炉燃烧红外吸收法测定白云石中的硫含量，其中，采用高频感应炉燃烧红外吸收法测定过程中，使用的助熔剂为金属钨和酸性金属氧化物。

本发明的优点在于测试精度高，推测是由于酸性金属氧化物例如三氧化钼和金属钨燃烧生成的三氧化钨均属于酸性金属氧化物，而在高温条件下它们能够与待测的白云石样品分解产生的氧化钙、氧化镁接合，使坩埚内的熔体偏酸性，由此有利于二氧化硫气体释放；并且三氧化钼和三氧化钨在高温条件下易升华，有利于调节熔体的粘稠度，同样有利于二氧化硫气体的释放。在本发明的具体实施过程中，比较了采用纯铁屑+锡粒+金属钨作为助熔剂的测定方法与本发明的测定方法的分析结果，具体见实施例和对比例，从实施例和对比例的结果可以看出，本发明的方法测定值高，并且精度佳。

并且本发明的方法，操作简便，特别适合于大批量样品的分析，具有很强的实用性，非常适合于推广使用。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供了一种测定白云石中硫含量的方法，其中，采用高频感应炉燃烧红外吸收法测定白云石中的硫含量，且采用高频感应炉燃烧红外吸收法测定过程中，使用的助熔剂为金属钨和酸性金属氧化物。

本发明中，硫含量指的是硫元素的含量。

按照本发明的前述技术方案进行测定，能够有效的提高测定的精密度。

根据本发明的方法，为了进一步提高测定结果的精密度，优选所述酸性金属氧化物的熔点为690-800℃。

根据本发明的方法，能够实现本发明的目的的所述酸性金属氧化物包括但不局限于为氧化钼、五氧化二钒等酸性金属氧化物，并且本发明的发明人在研究过程中发现，采用氧化钼作为酸性金属氧化物时，测试精度很高，因此，本发明优选所述酸性金属氧化物为氧化钼。

根据本发明的方法，优选在使用高频感应炉燃烧红外吸收法测定过程中，酸性金属氧化物与白云石的质量比为2-5:1，优选为3-4:1；金属钨与白云石的质量比为3-15:1，优选为6-12:1。

根据本发明的方法，在采用高频感应炉燃烧红外吸收法测定过程中，测定步骤可以参照现有技术进行，只要使用本发明的助熔剂即可，而本发明的发明人在研究过程中发现，按如下步骤测定时能够进一步提高测定的精度：将待测白云石样品与酸性金属氧化物加入到高频感应炉的燃烧器皿中，然后加入金属钨粒，盖上所述燃烧器皿盖，然后将所述燃烧器皿置于高频红外碳硫仪上进行硫含量的测定。

根据本发明的方法，优选本发明的方法还包括：在加入金属钨粒之前，将待测白云石样品与酸性金属氧化物混合均匀。除此之外，为了使待测白云石样品与酸性金属氧化物混合均匀，也可以在将待测白云石样品与酸性金属氧化物加入到高频感应炉的燃烧器皿中前预先将二者混合均匀，然后加入所述燃烧器皿中。

本发明中，所述高频感应炉燃烧器皿可以为现有技术的各种能够用于高频感应炉燃烧红外吸收法测定过程中使用的器皿，典型的例如可以为碳硫陶瓷坩埚。

一般来说，由于高频感应炉燃烧红外吸收法是一相对测量方法，需采用相近的标准样品进行量值溯源。而为得到准确的校正系数，一般本发明的方法还包括：采用具有硫标准值的白云石标准样品进行仪器校准，具体步骤如下：按照本发明所述的方法测定白云石标准样品的硫含量，重复测定3-4次，得到测定结果；然后用该白云石标准样品的硫测定结果，对高频红外碳硫仪的校正系数进行校准，而本发明的待测白云石样品中硫的含量则按校准后的校正系数计算得到。对此本领域技术人员均能够知悉，在此不再赘述。

实施例1

用电子天平称取待测白云石样品（样品A），精确至0.1mg，置于碳硫陶瓷坩埚中，加入不同质量的三氧化钼粉（熔点：795℃），用细金属丝将待测白云石样品与三氧化钼混合均匀，再固定加入金属钨粒，金属钨粒与白云石样品的质量比为10：1。盖上陶瓷坩埚盖；然后将碳硫陶瓷坩埚置于高频红外碳硫仪（德国ELTRA公司，型号：CS2000）上进行硫含量的测定，按照仪器说明书进行操作，平行测定A白云石样品2次，测定结果见表1。

表1

从表1可见，当三氧化钼与样品质量比为3-4：1时，测定结果稳定。

实施例2

用电子天平称取待测白云石样品（样品A），精确至0.1mg，置于碳硫陶瓷坩埚中，加入三氧化钼粉（熔点：795℃），三氧化钼粉与样品质量比控制在3：1。用细金属丝将待测白云石样品与三氧化钼混合均匀，再加入不同质量的金属钨粒，盖上陶瓷坩埚盖；然后将碳硫陶瓷坩埚置于高频红外碳硫仪（德国ELTRA公司，型号：CS2000）上进行硫含量的测定，按照仪器说明书进行操作，平行测定A白云石样品2次，测定结果见表2。

表2

从表2可见，金属钨粒与样品质量比在6-12：1时，结果稳定。

实施例3

用电子天平称取待测白云石样品，精确至0.1mg，置于碳硫陶瓷坩埚中，加入三氧化钼粉（熔点：795℃），三氧化钼与白云石样品质量比控制在3：1。用细金属丝将待测白云石样品与三氧化钼混合均匀，再加入金属钨粒，金属钨粒与白云石样品质量比为10：1。盖上陶瓷坩埚盖；然后将碳硫陶瓷坩埚置于高频红外碳硫仪（德国ELTRA公司，型号：CS2000）上进行硫含量的测定，按照仪器说明书进行操作。先测定YSB14749-96白云石化学分析标准样品的硫含量，测定3次，将3次得到的测定值校准高频红外碳硫仪仪器硫的校正系数，校正系数为1.1023；再平行测定白云石样品A和4个白云石标准样品（YSBC18709-05、GBW07217a、GBW07216a、GBW07228）的硫含量各5次，硫测定值由仪器软件自动计算得到。其中，以平均值作为最终测量值，测定结果见表3。

表3

注：*为GB/T3286.7-1998中燃烧-碘酸钾滴定法结果。

由表3的数据可见，本发明的方法硫测定值的精密度良好；按本发明的方法，得到的样品A的硫含量与燃烧-碘酸钾滴定法得到的结果基本一致；按本发明的方法，得到的4个标准样品的硫含量与各自的标准硫含量基本一致，说明本发明方法的准确性高。

实施例4

按照实施例3的方法测定白云石样品A的硫含量，不同的是，使用五氧化二钒（熔点：690℃）代替三氧化钼，测定结果见表4。

对比例1

先在碳硫分析用陶瓷坩埚中加入0.5g铁屑，用电子天平称取约200mg待测白云石样品A，精确至0.1mg，加入碳硫陶瓷坩埚中，然后依次加入0.3g锡粒和1.5g钨粒，盖上陶瓷坩埚盖；然后将碳硫陶瓷坩埚置于高频红外碳硫仪（德国ELTRA公司，型号：CS2000）上进行硫含量的测定，按照仪器说明书进行操作，平行测定白云石样品A 5次，测定结果见表4。

表4

由表4中的实施例4的结果可见，采用五氧化二钒与金属钨作为助熔剂的测定结果较氧化钼与金属钨作为助熔剂的测定结果偏低；而由对比例1的结果可见，现有测定石灰石中硫含量的使用铁+锡+钨作为助熔剂的方法较本发明方法的结果显著偏低，根本不适合于用来测定白云石中的硫含量。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (7)

1.一种测定白云石中硫含量的方法，其特征在于，采用高频感应炉燃烧红外吸收法测定白云石中的硫含量，其中，采用高频感应炉燃烧红外吸收法测定过程中，使用的助熔剂为金属钨和酸性金属氧化物。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述酸性金属氧化物的熔点为690-800℃。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述酸性金属氧化物为氧化钼。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，使用高频感应炉燃烧红外吸收法测定过程中，酸性金属氧化物与白云石的质量比为2-5:1，金属钨与白云石的质量比为3-15:1。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，酸性金属氧化物与白云石的质量比为3-4:1，金属钨与白云石的质量比为6-12:1。

6.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，采用高频感应炉燃烧红外吸收法按如下步骤测定白云石中的硫含量：

将待测白云石样品与酸性金属氧化物加入到高频感应炉的燃烧器皿中，然后加入金属钨粒，盖上所述燃烧器皿盖，然后将所述燃烧器皿置于高频红外碳硫仪上进行硫含量的测定。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，该方法还包括：在加入金属钨粒之前，将待测白云石样品与酸性金属氧化物混合均匀。