(平?jīng)鍪挟a(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心 甘肅 744000)
在燃燒或熱解過程中,煤中氯會(huì)以氯化氫、有機(jī)氯化物、氯化鈉固體等氯元素化合物的形式釋放,其釋放過程不僅會(huì)加劇空氣污染,是酸雨的危害性化合物。而且也會(huì)直接腐蝕以此為動(dòng)力燃料的鍋爐,影響鍋爐的正常使用壽命。因此,控制煤中氯含量,不僅關(guān)系到現(xiàn)代工業(yè)用煤的效率和效益,也關(guān)系到我國(guó)的環(huán)保建設(shè)戰(zhàn)略的落實(shí)情況,是質(zhì)檢、環(huán)保、市場(chǎng)監(jiān)督等關(guān)聯(lián)部門的重要工作內(nèi)容。筆者結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)及相關(guān)資料,對(duì)硫氰酸鉀滴定法這一最常用方法下測(cè)定煤中氯含量的各環(huán)節(jié)影響因素展開分析,旨在在共同探討中和同行的切實(shí)努力中,提升我國(guó)的質(zhì)檢水平和質(zhì)檢能力[1]。
(1)艾氏卡混合劑
用氧化鎂和無水碳酸鈉按一定比例混合制成,其中氧化鎂和無水碳酸鈉中氯離子含量較高,致使試驗(yàn)空白值居高不下,從而影響測(cè)定結(jié)果。對(duì)此,筆者分別使用了四種不同生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的分析純以上的氧化鎂進(jìn)行試驗(yàn)和篩選,多次試驗(yàn)的空白試驗(yàn)表明,在硫氰酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液或無水碳酸鈉試劑中,只有在硫氰酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液(濃度0.02500mol/L)最終滴定用為9mL左右時(shí),才能取得應(yīng)有的成果。
(2)硫酸鐵銨指示劑
配制硫酸鐵銨指示劑時(shí),標(biāo)準(zhǔn)要求加數(shù)毫升硝酸溶液。多次試驗(yàn)表明,需要在硫酸鐵銨水溶液中加入20ml濃硝酸來抑制硫酸鐵銨的水解。使其飽和,消除褐色,使溶液呈淺黃色,不影響滴定終點(diǎn)的觀測(cè)。
(3)硫氰酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液
硫氰酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液配制、標(biāo)定過程中應(yīng)注意滴定終點(diǎn)的判斷,臨近終點(diǎn)時(shí),速度不宜過快,應(yīng)在每滴硫氰酸鉀反應(yīng)完畢后,再進(jìn)行后序操作,否則容易滴定過量,造成終點(diǎn)判斷不準(zhǔn)。由于標(biāo)準(zhǔn)要求的硫氰酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度是0.02500mol/L,代入計(jì)算公式,當(dāng)體積偏差是0.1mL,氯含量偏差是0.009%。為降低試驗(yàn)誤差,我們對(duì)倍稀釋了硫氰酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液,硫氰酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為0.01250mol/L時(shí),空白滴定體積為18.0mL左右,提高了實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。也可將硫氰酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為配制成0.0100mol/L來進(jìn)行滴定。
(1)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中要嚴(yán)格避免鹽酸的污染,空氣中要避免氯化氫氣體。
(2)可以用硝酸銀溶液檢驗(yàn)是否含有氯離子,每次試驗(yàn)前,都應(yīng)將所用的玻璃器皿,用蒸餾水反復(fù)沖洗后使用。
(1)加熱過程
必須保證所使用的馬弗爐具備良好的通風(fēng)條件,因?yàn)檠趸V熔點(diǎn)比較高,煤炭燃燒過程中生成的氣體便于逸出,進(jìn)而也保證煤粒能夠完全燃燒。灼燒過程,要緩慢加熱,以利于燒結(jié)過程中反應(yīng)充分。若煤樣燃燒不夠完全,會(huì)導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果不夠準(zhǔn)確。在500℃恒溫30min,可使煤中的有機(jī)硫和硫化鐵中的硫元素充分氧化并排除,是正確處理煤樣的關(guān)鍵步驟,大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明加熱4.5h效果最好。煤樣進(jìn)行熔融反應(yīng)后,在浸取的熔塊中不能散布著黑色顆粒,否則需要重新實(shí)驗(yàn)[2]。
(2)提取過程
灼燒物過濾時(shí),用熱水洗滌殘?jiān)看渭诱麴s水之前,應(yīng)將溶液都濾干,以達(dá)到更好的洗滌效果,沖洗濾紙和殘?jiān)鼤r(shí)要用沸水,多次試驗(yàn)結(jié)果表明水溫要保持在80℃以上。遵循少量多次的原則。洗瓶要用細(xì)嘴沖洗,沖洗次數(shù)至少10次以上,濾液總體積控制在110mL左右,體積不能過大。用硝酸銀檢驗(yàn)氯離子,無白色沉淀生成,表明無氯離子,已沖洗干凈,氯離子全部洗到了溶液中。
(3)滴定過程
在滴定過程中,加入3mL的正己醇。攪拌溶液要輕,不能過快或過慢,避免吸附在正己醇(或硝基苯)表面的氯化銀二次進(jìn)入溶液,影響測(cè)定結(jié)果。滴定時(shí),掌握滴定速度,臨近終點(diǎn)時(shí),速度不宜過快,應(yīng)在每滴硫氰酸鉀反應(yīng)完畢后,再進(jìn)行后序操作,否則容易滴定過量,造成終點(diǎn)判斷不準(zhǔn)。由于滴定終點(diǎn)較難判斷,在每批實(shí)驗(yàn)做三個(gè)空白試樣,并確定三個(gè)空白值平行。
表1 煤炭氯含量(標(biāo)樣)測(cè)定數(shù)據(jù)分析表
表2 煤炭氯含量(煤樣)測(cè)定數(shù)據(jù)分析表
從表1中可以看出,GBW11119比GBW11120有更好的準(zhǔn)確性,而測(cè)定的氯含量也與認(rèn)定值更加近似,誤差較小。分析其原因,可能是由于前者的氯含量更小,在本項(xiàng)測(cè)定的高準(zhǔn)確性范圍內(nèi)。從表2中可以看出,對(duì)不同產(chǎn)地的煤炭測(cè)得的氯含量也有很大差異,甘肅華亭、寧夏、內(nèi)蒙古分別為0.001%、0.010%和0.042%,若實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確性較高,則反映出不同產(chǎn)地的煤中氯含量存在差異,應(yīng)當(dāng)對(duì)內(nèi)蒙古煤炭加強(qiáng)監(jiān)管管理。
在氯含量幾乎為零的煤樣中加入不同量的氯進(jìn)行測(cè)定。分別加入0.01g/ml氯化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液0.1ml、0.2ml、0.3ml,每個(gè)濃度平行制備6份,精密度和回收率結(jié)果見表3。
表3 回收率試驗(yàn)結(jié)果
加強(qiáng)煤中氯的測(cè)定準(zhǔn)確性,需要從實(shí)驗(yàn)各環(huán)節(jié)著手。本文通過多年來多批次的測(cè)定、分析、總結(jié)得出用艾士卡混合劑熔樣一硫氰酸鉀滴定法測(cè)定煤中氯含量,一般情況下檢測(cè)結(jié)果偏低??梢杂脴?biāo)準(zhǔn)煤樣的測(cè)定值與認(rèn)定值之差作為相對(duì)偏差,對(duì)煤樣測(cè)定值進(jìn)行校正,以提高檢測(cè)準(zhǔn)確度。