磷石膏中有機物含量測定方法的研究

徐路蕓（云南三環化工有限公司，云南 昆明 650113）

磷石膏中有機物含量測定方法的研究

徐路蕓（云南三環化工有限公司，云南 昆明 650113）

磷石膏試樣在1200℃高溫下通氧氣灼燒，分解出的SO2用過氧化氫硫酸溶液吸收排除，有機物以CO2形式逸出，經吸收液吸收后，用非水溶液滴定法測定磷石膏中的有機物，以總碳的形式表示其含量，所擬定出的分析方法經測試驗證，滿足了生產上的要求。

磷石膏；灼燒；有機物；非水溶液滴定法

磷石膏用做水泥緩凝劑，已被水泥建材行業逐步認可接收。但是由于在萃取磷酸生產上使用的磷礦中含有有機物，另一方面是使用浮選礦和有機絮凝劑，使磷石膏中的有機物含量增加。水泥建材行業提出磷石膏中的有機物以物理吸附形式分布在磷石膏中，有機物具有表面活性，吸附在水泥顆粒表面，會延緩凝結時間，削弱了硬化體水泥產物之間的粘結性，使水泥的凝結時間延長，強度降低，尤其是28天抗壓強度有較大的下降。因此要求對磷石膏中有機物的含量要有所了解和控制。而對磷石膏中有機物的測定未見有更多的報道。筆者根據在三環化工31年的工作經歷，曾接觸過磷石膏制硫酸、水泥多次論證和試驗。根據水泥建材行業提出的要求，在做了大量調查和閱讀了相關資料的前提下，開展了磷石膏中有機物含量的分析方法研究，最終制定出磷石膏和磷石膏水泥緩凝劑中有機物含量測定的分析方法，及時應用于磷石膏生產水泥緩凝劑的實際生產上，取得較好效果。

1 實驗部分

方法原理 磷石膏中的有機物在通氧灼燒中生成CO2逸出，用過量的乙醇鉀做吸收液將CO2吸收后，過量的乙醇鉀溶液用苯甲酸標準溶液滴定，根據乙醇鉀溶液的吸收量和苯甲酸標準滴定溶液的消耗量，計算出磷石膏中有機物的含量（以碳表示），滴定在非水溶液中進行。磷石膏在灼燒中有SO2逸出，用硫吸收液吸收后排除硫的干擾。

2 儀器及試劑

（1）儀器裝置（見圖1）

（2）試劑溶液 ①硫吸收液的配制。在1L煮沸冷卻后的蒸餾水中，加入20mL過氧化氫溶液（3g/L），5mL甲基紅-溴甲酚綠混合指示劑，加20mL硫酸溶液（1+85），用煮沸冷卻后的蒸餾水稀釋至2L，搖勻。

②碳吸收液的配制。0.12moL/L苯甲酸標準滴定溶液：稱取21g氫氧化鉀溶于150mL水中，冷卻后及時倒入裝有3000mL（95%）。

乙醇溶液的玻璃瓶中，加入90mL乙醇胺溶液、18mL百里香酚酞（0.05g/L）和5mL茜素黃R乙醇溶液（0.01g/L）混合指示劑，充分搖勻，待標定后備用。

③非水滴定溶液的配制。0.12moL/L苯甲酸標準滴定溶液：稱取約29～30g苯甲酸溶于2000mL95%的乙醇中，充分搖勻，標定后備用。

（3）測定步驟 將管式高溫爐爐溫升至1200℃，于定硫吸收瓶中加入硫吸收液100mL，于定碳吸收瓶中準確加入100mL碳吸收液，（即乙醇鉀標準溶液），此溶液體積為V1。稱取0.5g試樣，稱準至0.0002g，于燃燒瓷舟中，放入灼燒管的中間部位，立即將膠塞塞緊管口，通入氧氣灼燒試樣，灼燒分解出SO2和CO2，SO2被硫吸收液吸收，此時硫吸收液呈現紫色。CO2使碳吸收液褪色，此時立即用非水滴定溶液滴定至碳吸收液瓶中溶液轉為起始時的淡藍色為終點，記下體積V2。拔去膠塞，停止通氧氣，將瓷舟取出。

碳分析結果按下式計算：

式中：C1為乙醇鉀標準滴定溶液濃度（mol/L）； V1為消耗

乙醇鉀標準滴定溶液體積（mL）；C2為苯甲酸標準滴定溶

液濃度（mol/L）；V2為消耗苯甲酸標準滴定溶液體積

（mL）；C%為樣品中以碳表示有機質的量（%）。

0.01201—與1.00mL乙醇鉀溶液C〔C6H5COOH=1.00 mol/L〕相當以克的碳原子質量；m—試樣質量，g。

3 結果與討論

（1）試樣灼燒溫度條件實驗 為使磷石膏中的有機物能夠完全燃燒，對灼燒溫度的確定進行了1000℃、1100℃、1200℃、1250℃的條件實驗。實驗結果見下表1。

表1 灼燒溫度對測定結果的影響

根據試驗所得結果，說明用1000℃和1100℃灼燒的試驗樣測定結果偏低，1300℃能夠使試樣灼燒完全，但是溫度較高時，瓷舟內有熔融物緊粘在瓷舟底部，所以最終確定的試樣灼燒的最佳溫度是1200℃。

圖1 測定裝置圖

（2）精密度試驗 按所擬定的分析方法，對3個生產樣品進行實際五平行測定，結果見表2。

表2 精密度測定結果

4 結語

①經試驗建立的磷石膏中有機物測定的分析方法，在不同溫度條件下測得的值進行比較，選定在1200℃溫度時測得的有機物含量最佳。

②測得標準偏差在0.019%～0.032%之間，說明精密度好，準確可靠。

③該分析方法與現有的儀器分析方法相比較，具有儀器投入費用低，分析操作簡便、快速的特點，及時應用到實際生產上，取得較好的效果。

［1］云南省技術監督局，云南省建材院，云南省地方標準.標準號：DB53/T396-2012磷石膏水泥緩凝劑［S］.2012-5-1.

［2］張建新，彭家惠，萬體智.磷石膏中有機物的測定及其對水泥性能的影響［J］.四川大學學報（工程科學版），2006，38（3）.

［3］龐英，楊林，楊敏，曹建新.磷石膏中雜質的存在形態及其分布情況的研究［J］.貴州大學學報（自然科學版），2009，（26）3.