煤中磷測定方法的探討

2015-07-27 05:23:42孟祥鵬魯南煤化工研究院濟寧中銀電化有限公司濟寧市質檢所山東濟寧700

山東工業技術 2015年13期

滿杰,孟祥鵬,王立（.魯南煤化工研究院；.濟寧中銀電化有限公司；.濟寧市質檢所,山東濟寧 700）

煤中磷測定方法的探討

滿杰1,孟祥鵬2,王立3
（1.魯南煤化工研究院；2.濟寧中銀電化有限公司；3.濟寧市質檢所,山東濟寧 272100）

摘要：在采用磷鉬藍分光光度法測定煤中磷的實驗中，比較了不同酸解溫度對結果的影響；結果表明，最佳的氫氟酸酸解溫度為100℃，硫酸酸解溫度為230℃。

關鍵詞：煤中磷；灰樣法；煤樣法

磷是煤中有害的微量元素之一, 煉焦時煤中磷會影響鋼鐵的冷脆性，作為動力燃料時,煤中磷會嚴重影響鍋爐效率，所以磷含量是煤質的重要指標和參數。煤中磷含量一般在0.001%和0.1%之間,最高也達不到1%。無機磷是其主要的的存在形式，也有極少量的以有機磷的形式存在。無機磷的熔點高達l 700℃以上，在煤灰化過程中不會因為揮發而造成損失，少量有機磷的揮發，對結果影響也不大。國家標準GB/T216-2003中采用磷鉬藍分光光度法測定煤中的磷。此法具有靈敏度高，結果可靠，手續簡便快速，干擾元素易分離和消除的特點，適用于微量磷的分析。

1　實驗部分

1.1 實驗原理

將煤樣灰化后用氫氟酸—硫酸分解，脫除二氧化硅，使磷轉換成成正磷酸，在酸性溶液中正磷酸與鉬酸銨作用生成磷鉬酸，然后用抗壞血酸還原成磷鉬藍。當磷含量低時，符合朗伯-比爾定律，溶液藍色的深淺程度與磷的含量成正比。

1.2 試劑與儀器

煤炭標樣；鉬酸銨- 硫酸溶液；抗壞血酸溶液；酒石酸銻鉀溶液；磷標準工作溶液；紫外分光光度計；馬弗爐。

1.3 實驗方法

1.3.1 稱取灰樣法

按 GB/T212中規定的慢速法灰化煤樣，然后研細到全部通過0.1mm篩，準確稱取0.05-0.1g灰樣，按照GB/T216-2003中采用的氫氟酸-硫酸法將灰樣酸解，用水將酸解后的殘留物物洗入容量瓶中，冷卻至室溫，定容，同時制備空白溶液。

1.3.2 工作曲線的繪制

配制一系列不同濃度的磷標準溶液，在室溫靜置1h，在紫外分光光度計上用波長650nm，以標準空白溶液作參比，測其吸光度。以磷含量為橫坐標，吸光度為縱坐標繪制工作曲線。

1.3.3 測定

取酸解后的澄清溶液10mL 和空白溶液10mL 分別加入50mL 容量瓶并定容，以樣品空白溶液作參比，在650nm 處測定其吸光度。

2　結果與討論

2.1 氫氟酸酸解溫度的探討

采用不同的酸解溫度，按照1.2.1的方法對標樣的灰分進行酸解，按照1.2.4的方法測定標樣中的磷含量，結果見表1.由表1可以看出，當溫度達在100℃-110℃時，酸解時間雖然較長，但平行測定的絕對差值不大于0.002%，均在允許范圍內,與標準值的吻合度較高。當溫度達到120℃時，酸解時間較短，但平行測定的絕對偏差大于0.002%，不在允許范圍內，這可能是因為溫度過高，氫氟酸易分解，不能將硅完全除去，少部分難溶的磷灰石微粒被硅膠包在里面，不能被氫氟酸分解，從而使測得的磷結果偏低。

2.2 硫酸酸解溫度的探討

灰樣酸解過程中，當被氫氟酸酸解至白煙冒盡后，便開始硫酸對灰樣進行酸解的過程，此時需要升高溫度，以助于硫酸分解灰樣。從反應動力學的角度分析，溫度越高，分解的速率應該越快，但是溫度也不易過高，應控制在300℃以下，否則聚氯乙烯會分解為有毒的全氟異丁烯。故本實驗從200-300℃之間探索最佳的硫酸酸解溫度，結果見表2.由表2可以看出，溫度在200℃時，酸解時間1h，所測得的磷結果在允許誤差范圍內；當溫度在230℃時，酸解時間為0.5h，所得結果與標準值吻合度較高。當溫度在260℃時，酸解時間為0.25h，但所得結果偏高，這可能由于溫度過高，導致硫酸揮發，從而使硫酸濃度小于1.8mo/L,煤中的砷，鍺等元素也被鉬酸還原顯色，從而使結果偏高。綜上所述，硫酸酸解最佳溫度為230℃。