煤质分析常规试验简介二(全硫真密度).ppt

煤中全硫的测定方法 GB/T214-2007 1.煤中硫可以分为有机硫(SO)和无机硫两大类, 无机硫包括硫化物硫(SP)和硫酸盐硫(SS)及微量 的元素硫. 因此St=SP+SS+SO . 2.测定煤中全硫的意义:煤中的硫是有害元素, 在燃烧时,会产生二氧化硫气体,腐蚀锅炉的管 道,并且严重污染大气.在炼焦时,煤中的硫大部 分转到焦炭里,使焦炭中的硫分增加,从而直接 影响钢铁的质量.所以硫分是评价煤质的重要指 标. 3.测定全硫的方法:艾士卡法、库仑法和高温燃 烧中和法.其中艾士卡法为仲裁法. 一.艾士卡法: 1.原理:将煤样与艾士卡试剂混合灼烧,煤中硫 生成硫酸盐,然后使硫酸根离子生成硫酸钡沉淀 ,根据硫酸钡的质量计算煤中全硫的含量. 2.试剂和材料: 3.艾士卡试剂中各种试剂的作用: 将煤样与艾士剂混合灼烧,使煤中的硫转化为二 氧化硫和少量三氧化硫,并与艾士剂中的碳酸钠 作用生成亚硫酸钠和硫酸钠,在空气中氧的作用 下,亚硫酸钠又转化成硫酸钠.煤中存在的其他 硫酸盐与碳酸钠进行复分解反应转化为硫酸钠; 艾士剂中氧化镁的作用除将硫氧化物转变为硫 酸镁外,更主要是防止硫酸镁在较低温度下熔化 ,使反应物保持疏松状态,增加煤与空气接触机 会,使煤样充分氧化. 4.艾士卡法测全硫发生的主要化学反应如下: 煤空气 CO2+H2O+N2+SO2+SO3 2Na2CO3+2SO2+O2(空气) 2Na2SO4+2CO2 Na2CO3+SO3Na2SO4+CO2 2MgO+2SO2+O2(空气) 2MgSO4 CaSO4+Na2CO3 CaCO3+Na2SO4 MgSO4+Na2SO4+2BaCl22BaSO4+2NaCl+MgCl2 5.试验步骤: 6.煤与艾士剂灼烧时应注意的问题:a.为避免煤中挥 发性硫化物及煤中硫燃烧或分解生成的硫氧化物 很快逸出,来不及与艾士剂作用而造成全硫测值偏 低,必须将装有煤样和艾士剂的坩埚置于通风良好 的冷马弗炉中.b.温度缓慢从室温升到800850度, 在此温度下灼烧足够长时间.c.如果发现有未烧 尽的黑色颗粒，应继续灼烧。 7.什么是溶解度、溶度积?两者之间有何关系? 溶解度:在一定温度下,100g溶剂所能溶解的溶质 的最高量(g); 溶度积:在一定温度下难溶电解质饱和溶液中,各 离子浓度的乘积是一个常数,称为溶度积,用KSP 表示. 当某难溶电解质溶液中离子浓度(mol/L)的乘积 大于其溶度积KSP时,就会有沉淀析出;离子浓度 的乘积等于KSP,溶液已饱和,无沉淀析出;离子浓 度的乘积小于KSP,溶液未饱和,亦无沉淀析出. 8.什么是同离子效应、酸效应和盐效应? 同离子效应:在难溶电解质溶液中加入与组成沉 淀的离子(称为构晶离子)相同的离子时,会降低 沉淀的溶解度。 盐效应:又称互异离子效应.在难溶电解质溶液中 加入与构成离子不相同的离子时,会增加沉淀的 溶解度。 酸效应:又称pH效应.增加弱酸盐溶液的酸度,会 增加弱酸盐的溶解度。 9.选择沉淀硫酸钡的最佳条件：a.沉淀剂(BaCl2) 要过量(同离子效应):在硫酸钡沉淀时,如果加入 的Ba2+与SO42-的量相当,就不存在同离子效应.如 果Ba2+过量,就会产生同离子效应,使BaSO4溶解 度减小.如果过量太多,反而会引起盐效应,使沉 淀溶解.一般过量50100%比较合适。 b.必须在弱酸性溶液中进行沉淀:为了尽量降低 酸效应,必须将溶液控制在微酸性,防止生成BaCO3 沉淀,使BaSO4生成大颗粒结晶及提高结晶的纯度. c.沉淀应当在适当稀的溶液中进行:容易得到大颗 粒沉淀,减少杂质共沉淀的现象。 d.在不断搅拌下缓慢滴加沉淀剂:防止局部过浓,生 成颗粒细小、纯度差的沉淀。 e.沉淀作用应当在热溶液中进行:沉淀吸附杂质的 量随温度升高而减少,有利于生成大颗粒的纯净沉 淀。 f.陈化:沉淀析出完全后,与母液一起放置一段时间, 此过程称为陈化.在陈化过程中,小晶粒逐渐溶解,大 晶粒长大,沉淀更加纯净。 10.灰化和灼烧沉淀应注意的问题:将盛有沉淀和滤 纸的坩埚放入冷马弗炉中,打开炉门,缓慢升温, 灰化完毕后,将炉温升到800850灼烧。 一定要待滤纸灰化完全再灼烧,否则滤纸燃烧,沉 淀会被热气流带出,使结果偏低;炉口应留有空隙 , 炉内有足够的空气,将滤纸烧去,否则硫酸钡有可 能被滤纸灰化不完全所生成的碳黑还原成硫化 钡,使测值偏低:BaSO4+C4CO+BaS 11.如何求得重量法测硫计算公式中的化学因子: 公式: St,ad= (m1-m2)0.1374 100 m 式中:0.1374由硫酸钡换算为硫的系数; 设x为1gBaSO4相当的硫量(g),则 233.39:32.06=1:x x=32.06/233.39=0.1374 二.库仑滴定法: 1.原理:煤样在催化剂作用下,于空气流中燃烧分 解,煤中硫生成硫氧化物,其中二氧化硫被碘化钾 溶液吸收,以电解碘化钾溶液所产生的碘进行滴 定,根据电解所消耗的电量计算煤中全硫的含量. 2.试剂和材料: 3.仪器设备:库仑测硫仪:由下列部分组成. 空气 供应及净化装置、管式高温炉、电解池和电磁 搅拌器、库仑积分器、送样程序控制器. 4.试验步骤: 5.试验中应注意的几个问题: a.关于催化剂:煤样上覆盖一层三氧化钨作催化 剂,目的是使硫酸盐在较低温度下完全分解.（温 度过高会缩短燃烧管的寿命） b.关于气流及使用干燥空气作载气:空气流速必 须1000ml/min,流速太低,煤样燃烧不完全,且不利 于电解池内溶液的搅拌、电生碘和溴的迅速扩散. 空气要经过干燥,否则H2O过大与SO2生成亚硫酸 吸附在管路中使测定值偏低. c.关于测定系统的气密性:电解池气密性检查:抽 气管与熔板支管连接,向池内注满水,关闭加液漏 斗活塞,水面不下降则不漏气.净化系统气密性检 查:开动电池泵,调节空气流速,关闭燃烧管与电解 池间的活塞,气流下降,则气密性良好.燃烧管气密 性检查:开动电池泵,调节空气流速,塞住燃烧管开 口,气流下降,则气密性良好. d.关于电解液：电解液由KI 、KBr各5克溶于 250ml蒸馏水,加入10ml冰乙酸配制而成.KI、KBr 提供I -、Br -,在阳极放电析出I 2、Br2。冰乙酸调节 电解液的pH为12,降低电解液中OH-的浓度,使 . I-、Br -优先放电. 从而保证了测定值的准确度. 电解液可以重复使用.但是当pH1时,应及时更 换. 因为随着电解液使用次数的增加,其酸度也不 断增加, 当电解液呈强酸性后,I-和Br -的光敏反应 增强而额外生成I2和Br2是非电解产生的,将导致 结果偏低. 在加入电解液时,不要洒落到其他物品上,以防腐 蚀;尤其是不能洒在搅拌器的插头和插座上,否则 会引起终点失灵,如果洒上一定要用乙醇擦干净. e.关于样品测定.在样品测定前要先做高硫煤废 样,目的是调整电极电位,以平衡电解池的滴定终 点.试样最好是连续分析,如果间隔时间较长,再分 析之前应加做一个废样.另外每天测定前要带一 个与测定样品相近的标样.对新的定硫仪,从低到 高带系列标样,对测值进行校正。 f.仪器的维护:烧结玻璃熔板及其管道有黑色沉结 物时及时进行清洗.(用新配制的洗液:5g重铬酸钾 和10ml水加热溶解,冷却后缓慢加入100ml硫酸). 电解池要保持清洁、气密.不能用手触摸电极,极 片不干净或有污垢时,及时用无水乙醇擦洗. 三.高温燃烧中和法: 煤的真相对密度测定方法 GB/T217-2008 1.概念:煤的真相对密度是指20时煤(不包括煤 的孔隙)的质量与同体积水的质量之比.表示符 号:TRD 2.测定煤的真相对密度的意义:它是表征煤的性 质和计算煤层平均质量的一项重要指标,另外, 在煤质分析中制备减灰样也需要根据真密度确 定减灰重液的相对密度. 3.影响煤的真相对密度的主要因素:a随着煤的 变质程度的加深,纯煤真相对密度增大;b.同一变 质程度的煤,不同岩相组分的真相对密度亦不同 ; c.不同成因的煤真密度也不同;d.煤中矿物质含量 越高,其真密度也越大,也就是煤的真密度随着灰 分的增高而增高; 4.方法提要:以十二烷基硫酸钠溶液为浸润剂,使煤 样在密度瓶中润湿沉降并排除吸附的气体,根据煤 样排出的同体积的水的质量算出煤的真相对密度. 5.试剂和材料: 6仪器设备: 7.测定步骤: 8.加入十二烷基硫酸钠的作用:十二烷基硫酸钠是 无挥发性的表面活性剂,可以促使煤样与水亲合浸 润而下沉. 9.煤样加试剂和水在水浴里煮沸的目的:是为了促 使煤粒表面及孔隙全部被介质润湿和充填使煤 粒完全下沉.如果在20min内煤粒没有全部下沉应 继续煮沸直到全都下沉为止. 10.试验中应注意的几个问题:a.对蒸馏水的要求: 加入密度瓶的蒸馏水必须是新煮沸的除去二氧 化碳的;第一次加入的水必须是新煮沸的,不必冷 却,第二次加的水要冷却到室温或20左右,第三 次加水用滴管,水要冷却到室温或200.5.水温 过高或过低会产生误差. b.加入十二烷基硫酸钠溶液时,要充分振荡使煤 粒不附着气泡. c.擦去毛细管表面的水时,注意不要吸掉毛细管内 的水分. d.如果密度瓶从水浴中取出后瓶口还有漂浮的 煤粒,应加23滴酒精,使其沉降,再加水和盖塞, 否则会造成试验误差. 11.在没有恒温器时,可在室温下测定真相对密 度,此时应先测定室温下的煤的真相对密度,再 换算成20