煤中總硫的測定方法研究及分析

摘 要：煤中總硫的測定方法有很多，其測定結果的質量也有較大的差異。等離子發射光譜法和離子色譜法是目前煤中總硫測定常用的兩種技術，其主要目的就是為了進一步強化煤中總硫測定的準確性和有效性。等離子發射光譜法主要是通過光譜發射實驗來對煤中硫元素含量進行技術測定，在保證含量標準線的基礎上對煤中硫含量進行更深化的探測，這種測定方法與國際測定標準基本相當，其整體差距不是很大；離子色譜測定技術主要是通過離子色譜實驗來對煤中硫元素含量進行測定探究，其主要目的就是建立簡單快捷的煤中總硫測定方案，從測定技術簡便性的角度來看，離子色譜測定更加簡單，具有測定方便、快捷和高效的優點，非常適用于煤中總硫的測定分析。文章將從等離子發射光譜法和離子色譜法兩種測量技術角度來對煤中總硫測量進行技術分析。

關鍵詞：煤礦；硫測定；光譜測定；色譜測定

前言

一般情況下，煤中硫的測定通常有重量測定、庫侖滴定測定、高溫中和測定等，但是這些測定方法都不及等離子發射光譜和離子色譜這兩種測定技術有效，文章則將通過這種兩種測定技術來對煤中硫進行測定實驗。

1 等離子發射光譜測定法

1.1 試驗方法

測定儀器及條件：主要采用Atomscan16型電感耦合等離子發光譜儀，測定工作條件如下所示：高頻頻率：50.63MHz；功率：1220w；觀測高度：18mm；承載壓力：35psi；提升量：1.7mL·min；分析線：198.649nm。

測定煤樣的處理：首先按照國家測定標準來制備測定所需煤樣。樣品溶液的制備：精確稱取2.0g煤樣放入3.7g艾氏卡試劑的40ml瓷坩堝當中，待其充分混合，再在表面覆蓋1.0g的艾氏卡試劑。之后將瓷坩堝放入馬弗爐當中，爐中溫度逐漸升至八百攝氏度，在經過一個半小時的高溫處理之后，取出瓷坩堝讓其自然冷卻，隨后加熱水浸提，以HCL來對進行酸化處理并過濾，熱水洗至無氯離子，濾液額定容量為270mL，稀釋倍數為十倍，采用基體匹配法上機于172.661nm測定。同時做出空白處理。

1.2 測定結果與討論

測定儀器工程參數的確定：通過對光譜發射功率、霧化器壓力、觀測高度、提升量等因素條件的分析，擇優對其參數進行了確定，最終選擇出了最佳的工作條件。

測定干擾情況：艾氏卡試劑用量的選擇：測定實驗中分別選取了0、0.3、0.6、1.2、1.5mg·mL這幾種不同用量的艾氏卡試劑進行了強度測定，測定結果見圖1。從圖1當中我們也可以清楚的看到，隨著艾氏卡用量的增加，溶液的粘度也將逐漸增大，從而導致硫的測定強度慢慢降低。

1.3 測定方法的檢出限、精密度

檢出限：使用2%HCL和1.2mg·mL艾氏卡試劑來做空白實驗，反復測定十次，以其標準差三倍左右來做檢出限，測定出硫的檢出限為0.046ug·mL。

緊密度：準備六份不同含硫量的煤樣，按照所述的測定處理方法來進行測試，經過六次測試之后得出最終數據，數據詳情見表1。從表1我們可以清楚的看到，六次測定數據與相對標準偏差均不少于2%。

2 離子色譜法測定法

2.1 測定材料與方法

方法原理：使用管式熱解爐，將煤樣放置在氧氣流當中并對其進行高溫處理，讓煤中的各形態硫元素都經過氧化分解為硫的氧化物，經過氧化后的氧化氫溶液會被吸收轉化為SO42-，溶液中的SO42-可以用于后續的離子色譜法測定實驗，充分利用SO42-的特性來保留足實驗物質的時間性、峰值面積和高峰數據。通過測定吸收溶液中SO42-的溶液濃度，最終計算出煤中硫的實際含量。

測定儀器與試劑：測定儀器選擇的是QF-1型高溫爐，以及Dionex 4700離子色譜儀。測定試劑：混合型測定試劑分別將0.135g甲基紅和0.079g亞甲基藍混溶解于150ml乙醇當中，按照之前測定體積來進行混合處理。2%過氧化氫吸收溶液：取40ml含量30%過氧化氫溶液加入890ml水中，加入兩滴混合指示劑，之后在使用稀硫酸或稀氫氧化鈉來中和過氧化氫溶液，直至溶液變成灰色，此時的溶液需要當天調配完成。

測定標準：1000ug/ml的硫酸溶液測定標準，國家標準物質測定中心文件。

色譜測定條件：前置柱：Dionex AG13a；分析柱：DionexASI2A；抑制器：Dionex AMMS；進樣量：55ul；淋洗液：11.8mmoL/L，NaCO3和1.5mmoL/LNaHCO3，淋液速度：2.5ml/min，再生液：17.5mmoL/L H2SO4，再生液的流速：4.5ml/min。

測定樣品的處理：稱量選取0.3000g煤樣放于次舟當中，再在上面覆蓋一層三氧化鎢用作催化劑，重量為0.2g，然后向石英管中通入100ml/min的氧氣，使用裝有4%的過氧化氫溶液吸收管來進行熱解氣處理。

2.2 測定結果與討論

過氧化氫溶液對硫氧化物的吸收效率：將兩只裝有4%過氧化氫溶液的氣體吸收管串聯進行熱解體，分別測定解體后的硫酸根含量，同時計算出吸收溶液中的硫含量以及硫元素的占有百分比。

標準曲線及曲線的線性關系：通過色譜測定的計算處理，當硫酸根在0～17ug/ml范圍內時，測定曲線就具有良好的線性關系，其相關系數為R=0.7636，曲線回歸方程則應該為Y=1.361x-0.7636。

3 結束語

文章主要從兩種不同的測定技術角度對煤中總硫的含量測定進行了技術分析，總體來看，兩種不同的測定方式都存在一定的共性，那就是要對煤樣進行多次的準確測定，只有這樣才能確保煤樣含硫量的測定準確性，從而達到測定實驗準確性、科化學的目的。

參考文獻

[1]劉東艷，張園力.等離子發射光譜法測定煤中總硫的方法研究[J].光譜學與光譜分析，2012，1：89-913.

[2]李淑敏，應波，岳銀鈴，等.離子色譜法測定煤中總硫[J].衛生研究，2010，4：492-494.

[3]薛程.艾士卡-離子色譜法測定煤中全硫[J].潔凈煤技術，2015，3：11-13+17.