测定煤中全硫含量

一、基本原理

艾氏卡法是国际上公认的标准方法。设备简单，准确度高，重现性好，因此它是煤中全硫测定的仲裁法。其缺点是操作繁琐，费时较多。

煤样与艾氏卡试剂混匀，缓慢燃烧，使煤中的硫转化成硫的氧化物，进一步与碳酸钠及氧化镁作用生成可溶性的硫酸钠及硫酸镁，再与氯化钡反应生成难溶的硫酸钡沉淀，根据硫酸钡的质量即可计算出煤中硫含量。

主要反应如下:

(1)煤样的氧化反应

(2)氧化硫的固定反应

(3)硫酸盐的转化反应

(4)硫酸盐的沉淀反应

二、仪器设备与试剂

1.箱形电炉:能升温到900℃，可调节温度及通风。

2.瓷坩埚:容积30m L和10～20m L两种。

3.艾氏卡试剂:以2份质量的化学纯轻质氧化镁和一份质量的化学纯无水碳酸钠研细至小于0.2mm后，混合均匀，保存在密闭容器中。

4.盐酸溶液:1体积盐酸加1体积水混匀(1∶1)。

5.氯化钡溶液:10g氯化钡溶于100m L水中，配置成100g/L的水溶液。

6.甲基橙溶液:0.2g甲基橙溶于100m L水中，配置成2g/L的水溶液。

7.硝酸银溶液:1g硝酸银溶于100m L水中，配置成10g/L的水溶液，贮存于深色瓶中并加几滴硝酸。

三、实验步骤

1.于30m L瓷坩埚中称取粒度小于0.2mm的空气干燥煤样(全硫含量小于5%)(1.00± 0.01)g(称准至0.0002g)，和艾氏卡试剂2g(称准至0.1g)，仔细混合均匀，再用1g(称准至0.1g)艾氏卡试剂覆盖在煤样上面。若全硫含量为5%～10%时，则称取0.5g煤样;全硫含量大于10%时，则称取0.25g煤样(称准至0.0002g)。

2.将装有煤样的坩埚放入通风良好的箱形电炉中，必须在1～2h内将电炉从室温升高到800～850℃，并在此温度下加热1～2h。

3.将坩埚从电炉中取出，冷却到室温。用玻璃棒将坩埚中灼烧物仔细搅松、捣碎(若发现有未燃尽的黑颗粒，应继续灼烧0.5h)。然后把灼烧物放入400m L烧杯中，用热蒸馏水洗坩埚内壁，将冲洗液收入烧杯中，再加入100～150m L刚煮沸的蒸馏水，充分搅拌。如此时发现尚有未燃尽的黑色颗粒，则本次实验作废。

4.用中速定性滤纸以倾泻法过滤，用热蒸馏水冲洗3次，然后将残渣转移到滤纸中，用热蒸馏水仔细清洗，次数不得少于10次，洗液总体积约为250～300m L。

5.向滤液中滴加2～3滴甲基橙指示剂，然后加1∶1的盐酸溶液至中性，再过量加入2m L盐酸，使溶液呈酸性。将溶液加热至沸腾，在玻璃棒不断搅拌下，缓慢滴加氯化钡溶液10m L使硫酸钡沉淀析出，加热溶液，使溶液微沸2h，溶液最终体积约为200m L。

6.用致密无灰定量滤纸法过滤，并用热蒸馏水洗至无氯离子为止(用硝酸银溶液检验无浑浊)。

7.将沉淀连同滤纸移入已知质量的瓷坩埚中，先在低温下灰化滤纸，然后在800～850℃的箱形电炉中灼烧20～40min。取出坩埚，先在空气中稍加冷却，然后放入干燥器中冷却到室温(约25～30min)后称重。

8.每配制一批艾氏卡试剂或更换其他任一试剂时，应进行空白实验。空白实验时，除不加煤样外，其他操作同上。应测定两个以上的空白实验，硫酸钡质量的最高值与最低值之差不大于0.0010g，取算术平均值为空白值。

四、结果计算

测定结果按式(4-2)计算:

式中，St，ad为空气干燥煤样中全硫质量分数;m1为硫酸钡质量，g;m2为空白实验的硫酸钡质量g;m为煤样质量，g;0.1374为由硫酸钡换算成硫的系数。

五、方法的精密度

艾氏卡法全硫测定的重复性限和再现性临界差见表4-2中的规定。

表4- 2 艾氏卡法测定煤中全硫精密度

六、注意事项

1.灼烧煤样时，升温速度不能太快，需在1.5～2h升到800～850℃。

2.灰化硫酸钡时，不能着火。灼烧温度不得超过850℃，以免硫酸钡分解。

七、思考题

1.简述艾氏卡法测定煤中全硫含量的基本原理。

2.艾氏卡试剂中的氧化镁起什么作用?