專利名稱：：一種快速準(zhǔn)確測(cè)定石膏品位的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種石膏品位的測(cè)定方法。
背景技術(shù)：
：石膏品位通常指二水硫酸鈣占原料的百分含量。二水硫酸鈣的化學(xué)成分為Ca0、503、1120，剔除雜質(zhì)因素，我們可用任一化學(xué)成分的百分含量計(jì)算品位，而且相等，即4.7785H20=2.15S03=3.07CaO，依次稱為水值、硫值、鈣值。理論上，我們只要知道了石膏中CaO、S03、1120任意一種的百分含量，就能計(jì)算出石膏的品位。實(shí)際上石膏原料中含有各種雜質(zhì)，可能影響到水值、硫值、鈣值的準(zhǔn)確性。現(xiàn)在使用的石膏品位的測(cè)定方法主要依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《石膏化學(xué)分析方法》(GB5484-2000)中相關(guān)的結(jié)晶水、三氧化硫的測(cè)定測(cè)出結(jié)晶水、三氧化硫百分含量再計(jì)算相應(yīng)的水值、硫值。其中采用23(TC測(cè)定結(jié)晶水并計(jì)算品位的方法，更適用于高品位石膏或含水雜質(zhì)少的天然石膏，在測(cè)定含水雜質(zhì)或有機(jī)成分多的石膏品位時(shí)誤差很大。采用重量法^定三氧化硫含量并計(jì)算石膏品位的方法需68小時(shí)，耗時(shí)間長而操作繁瑣，不便于快速
發(fā)明內(nèi)容為解決現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)石膏品位測(cè)定存在的不足，本發(fā)明提供了一種快速準(zhǔn)確測(cè)定石膏品位的方法，其所采取的技術(shù)方案為該測(cè)定方法包括以下步驟(1)試樣預(yù)處理將石膏樣品混勻后按GB/T5484-2000要求制備試樣，用電子分析天平稱取lg試樣在85(TC的馬弗爐中灼燒30min，計(jì)算石膏試樣的燒失量；(2)測(cè)定前準(zhǔn)備接通庫倫定硫儀電源，將高溫爐升溫并控制在1150°C1200°C，開動(dòng)供氣泵和抽氣泵并將抽氣流量調(diào)節(jié)到1000ml/min，在保持抽氣下將300ml電解液加入電解池內(nèi)，開動(dòng)磁力攪拌器，其中電解液的配比為10g碘化鉀和10g溴化鉀溶于250300ml蒸餾水中，加20ml冰乙酸;(3)調(diào)節(jié)電解液電位平衡在瓷舟中放入不超過50mg的含硫樣，并蓋一薄層三氧化鎢，將瓷舟置于庫倫定硫儀右英舟上，送進(jìn)高溫爐內(nèi)，庫倫滴定隨即開始，如果實(shí)驗(yàn)結(jié)束后庫倫積分器的顯示值為零，應(yīng)再次調(diào)節(jié)直至顯示值不為零為止；(4)庫倫定硫儀的標(biāo)定稱取0.0180.022g已知品位和三氧化硫含量的標(biāo)準(zhǔn)石膏樣品按下述步驟進(jìn)行測(cè)定，連續(xù)測(cè)定五次在庫倫定硫儀"校正系數(shù)"項(xiàng)中，選擇五次標(biāo)準(zhǔn)樣品測(cè)定值，在實(shí)際值項(xiàng)輸入已知的標(biāo)準(zhǔn)石膏板樣品的三氧化硫百分含量，點(diǎn)擊程序中"校正"按鈕，控制程序完成庫倫定硫儀的儀器標(biāo)定；(5)庫倫滴定測(cè)試稱取0.0180.022g經(jīng)過高溫?zé)幚淼氖嘣嚇?，精確至0.OOOlg，將試樣均勻平鋪于瓷舟上，其上蓋一薄層三氧化鎢，將瓷舟置于庫倫定硫儀石英舟上，開動(dòng)庫倫定硫儀控制程序，試樣被送進(jìn)高溫爐內(nèi)，在三氧化鎢的催化作用下分解逸出的S02隨抽氣流被抽入電解池中與水化合成亞硫酸，庫倫滴定隨即開始，亞硫酸被電解池陽極電解出的碘、溴氧化生成硫酸，試驗(yàn)結(jié)束庫倫積分器通過電解消耗電量計(jì)算出硫或三氧化硫的百分含量并顯示結(jié)果；(6)按下式計(jì)算石膏品位G(%)='100或(5(%)=2.15犯'100(loo-x—)^(100-式中G——石膏試樣的品位，％;Sd——庫倫定硫儀測(cè)出試樣中硫含量，％;S03——庫倫定硫儀測(cè)出試樣中三氧化硫的百分含〗X^。ss——石膏試樣高溫處理時(shí)燒失量，％。%。本發(fā)明使用的原理是庫倫定律即法拉第電解定律，即當(dāng)電流通入電解液中，在電極下析出的物質(zhì)的量與通過電解液的電量成正比，并借助相關(guān)儀器——庫倫定硫儀測(cè)定石膏中的硫含量，然后根據(jù)所測(cè)得的硫含量計(jì)算二水硫酸鈣的百分含量，從而得出所測(cè)石膏原料的品位。本發(fā)明采用庫倫定硫儀測(cè)法測(cè)定石膏品位，其結(jié)果準(zhǔn)確，操作簡(jiǎn)便，耗時(shí)短，相對(duì)偏差小于0.06%;對(duì)天然石膏、工業(yè)石膏等都能適用，尤其適用于物理水和雜質(zhì)含量高的工業(yè)副產(chǎn)石膏。其結(jié)果要比水值法測(cè)定操作更快，石膏品位更準(zhǔn)確。本發(fā)明方法與其它方法測(cè)定的石膏品位對(duì)比如下<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>本發(fā)明方法對(duì)于含有硬石膏或亞硫酸鈣的石，使用，消除硬石膏或亞硫酸鈣對(duì)品位測(cè)定的影響。:品位測(cè)定值偏高，應(yīng)與結(jié)晶水對(duì)比具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述本發(fā)明石膏品位的測(cè)定方法包括以下步驟(1)試樣預(yù)處理將石膏樣品混勻后按GB/T5484-2000要求制備試樣，用電子分析天平稱取烘去附著水后已恒量的試樣lg，精確到0.OOOlg，用灰皿盛放稱取的試樣在850°C的馬弗爐中灼燒30min，取出灰皿置于干燥器中冷卻，稱量，反復(fù)灼燒，直至恒量，按下式計(jì)算石膏試樣的燒失量；m。——灰皿的質(zhì)量，g;mi——灼燒前試樣的質(zhì)量，g;m2——灼燒后試樣與灰皿的質(zhì)量，g。稱量完成的已灼燒試樣重新放入干燥器中保存待測(cè)。(2)測(cè)定前準(zhǔn)備接通庫倫定硫儀電源，將管式高溫爐升溫并控制在1150°C1200°C。開動(dòng)供氣泵和抽氣泵并將抽氣流量調(diào)節(jié)到1000ml/min。在保持抽氣下將300ml電解液加入電解池(電解池內(nèi)裝有攪拌子)內(nèi)，開動(dòng)磁力攪拌器(作用為使電解液旋轉(zhuǎn)攪拌，一方面使S02被充分吸收，另一方面使陽極上析出的碘和溴迅速擴(kuò)散)。其中電解液的配比為10g碘化鉀和10g溴化鉀溶于250300ml蒸餾水中，加20ml冰乙酸。(3)調(diào)節(jié)電解液電位平衡在瓷舟中放入不超過50mg的含硫樣(該含硫樣可以是灼燒處理后的待測(cè)樣，也可以是煤樣)，并蓋一薄層三氧化鎢，將瓷舟置于庫倫定硫儀石英舟上，送進(jìn)高溫爐內(nèi)，庫倫滴定隨即開始，如果實(shí)驗(yàn)結(jié)束后庫倫積分器的顯示值為零，應(yīng)再次調(diào)節(jié)直至顯示值不為零為止。(4)庫倫定硫儀的標(biāo)定在調(diào)節(jié)電解液電位平衡后，稱取0.0180.022g標(biāo)準(zhǔn)石膏樣品(已知品位、三氧化硫含量)按下述步驟進(jìn)行測(cè)定，連續(xù)測(cè)定五次。在定硫儀"校正系數(shù)"項(xiàng)中，選擇五次標(biāo)準(zhǔn)樣品測(cè)定值，在實(shí)際值項(xiàng)輸入已知的標(biāo)準(zhǔn)石膏板樣品的三氧化硫百分含量，點(diǎn)擊程序中"校正"按鈕，控制程序完成庫倫定硫儀的儀器標(biāo)定。(5)庫倫滴定測(cè)試稱取0.0180.022g經(jīng)過高溫?zé)幚淼氖嘣嚇?，精確至0.OOOlg，將試樣均勻平鋪于瓷舟上，其上蓋一薄層三氧化鎢，將瓷舟置于庫倫定硫儀石英舟上，開動(dòng)庫倫定硫儀控制程序，試樣被送進(jìn)溫度穩(wěn)定在1150°C高溫的高溫爐內(nèi)，在三氧化鎢的催化作用下分解逸出的S02隨抽氣流被抽入電解池中與水化合成亞硫酸，然后用電解碘化鉀和溴化鉀生成的碘和溴來氧化滴定亞硫酸。其反應(yīng)式如下2CaS04證'麵〉2CaO+2S02個(gè)一02個(gè)1150">CaO+S02個(gè)電解反應(yīng)式陽極2I—-2e=I22Br—_2e=Br2陰極:2H++2e=H2個(gè)碘(溴)氧化亞硫酸的反應(yīng)I2+H2S03+H20=H2S04+2H++2I—Br2+H2S03+H20=H2S04+2H++2Br—根據(jù)電解碘、溴消耗的毫庫倫電量(毫安秒)利用庫倫定律通過庫倫積分器計(jì)，并顯示結(jié)果。算硫(Sd)或三氧化硫(S03)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)硫(Sd)或三氧化硫(S03)計(jì)算公式如下Sd(%)=",…、，鄉(xiāng)03(/o)=.96500xM"96500xM式中Sd——試樣中硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，％;so3—試樣中三氧化硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，％;C——電解消耗的毫庫倫電量=電流(mA)X時(shí)間(s)16—-硫的摩爾質(zhì)量；2.5——硫元素轉(zhuǎn)換為三氧化硫的系數(shù)；96500——法拉第常數(shù)；M——石膏式樣的質(zhì)量，mg。(6)石，G(%)=:品位G可按下式計(jì)算<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>式中G——石膏試樣的品位，％;Sd——庫倫定硫儀測(cè)出試樣中硫含量，％;so3—庫倫定硫儀測(cè)出試樣中三氧化硫的百分含量，％x^。ss—試樣高溫處理時(shí)燒失量，％。預(yù)處理測(cè)定燒失量，并在品位計(jì)算公式中引入燒失量可消除石〖樣品中亞硫酸鈣對(duì)品味測(cè)定的影響。權(quán)利要求一種快速準(zhǔn)確測(cè)定石膏品位的方法，其特征在于包括以下步驟(1)試樣預(yù)處理將石膏樣品混勻后按GB/T5484-2000要求制備試樣，用電子分析天平稱取1g試樣在850℃的馬弗爐中灼燒30min，計(jì)算石膏試樣的燒失量；(2)測(cè)定前準(zhǔn)備接通庫倫定硫儀電源，將高溫爐升溫并控制在1150℃～1200℃，開動(dòng)供氣泵和抽氣泵并將抽氣流量調(diào)節(jié)到1000ml/min，在保持抽氣下將300ml電解液加入電解池內(nèi)，開動(dòng)磁力攪拌器，其中電解液的配比為10g碘化鉀和10g溴化鉀溶于250～300ml蒸餾水中，加20ml冰乙酸；(3)調(diào)節(jié)電解液電位平衡在瓷舟中放入不超過50mg的含硫樣，并蓋一薄層三氧化鎢，將瓷舟置于庫倫定硫儀石英舟上，送進(jìn)高溫爐內(nèi)，庫倫滴定隨即開始，如果實(shí)驗(yàn)結(jié)束后庫倫積分器的顯示值為零，應(yīng)再次調(diào)節(jié)直至顯示值不為零為止；(4)庫倫定硫儀的標(biāo)定稱取0.018～0.022g已知品位和三氧化硫含量的標(biāo)準(zhǔn)石膏樣品按下述步驟進(jìn)行測(cè)定，連續(xù)測(cè)定五次在庫倫定硫儀“校正系數(shù)”項(xiàng)中，選擇五次標(biāo)準(zhǔn)樣品測(cè)定值，在實(shí)際值項(xiàng)輸入已知的標(biāo)準(zhǔn)石膏板樣品的三氧化硫百分含量，點(diǎn)擊程序中“校正”按鈕，控制程序完成庫倫定硫儀的儀器標(biāo)定；(5)庫倫滴定測(cè)試稱取0.018～0.022g經(jīng)過高溫?zé)幚淼氖嘣嚇?，精確至0.0001g，將試樣均勻平鋪于瓷舟上，其上蓋一薄層三氧化鎢，將瓷舟置于庫倫定硫儀石英舟上，開動(dòng)庫倫定硫儀控制程序，試樣被送進(jìn)高溫爐內(nèi)，在三氧化鎢的催化作用下分解逸出的SO2隨抽氣流被抽入電解池中與水化合成亞硫酸，庫倫滴定隨即開始，亞硫酸被電解池陽極電解出的碘、溴氧化生成硫酸，試驗(yàn)結(jié)束庫倫積分器通過電解消耗電量計(jì)算出硫或三氧化硫的百分含量并顯示結(jié)果；(6)按下式計(jì)算石膏品位<mrow><mi>G</mi><mrow><mo>(</mo><mo>%</mo><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mfrac><mrow><mn>5.375</mn><msub><mi>S</mi><mi>d</mi></msub></mrow><mrow><mo>(</mo><mn>100</mn><mo>-</mo><msub><mi>X</mi><mi>Loss</mi></msub><mo>)</mo></mrow></mfrac><mo>·</mo><mn>100</mn></mrow>或<mrow><mi>G</mi><mrow><mo>(</mo><mo>%</mo><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mfrac><mrow><mn>2.15</mn><msub><mi>SO</mi><mn>3</mn></msub></mrow><mrow><mo>(</mo><mn>100</mn><mo>-</mo><msub><mi>X</mi><mi>Loss</mi></msub><mo>)</mo></mrow></mfrac><mo>·</mo><mn>100</mn></mrow>式中G——石膏試樣的品位，％；Sd——庫倫定硫儀測(cè)出試樣中硫含量，％；SO3——庫倫定硫儀測(cè)出試樣中三氧化硫的百分含量，％。；XLoss——石膏試樣高溫處理時(shí)燒失量，％。全文摘要本發(fā)明公開了一種快速準(zhǔn)確測(cè)定石膏品位的方法，主要原理是利用電化學(xué)方法借助相關(guān)儀器——庫倫定硫儀測(cè)定石膏中的硫含量，然后根據(jù)所測(cè)得的硫或三氧化硫的含量計(jì)算所測(cè)石膏原料的品位。該方法與重量法和原子吸收分光光度法兩種測(cè)硫方法進(jìn)行對(duì)比，具有操作簡(jiǎn)單快速，所測(cè)定的石膏品位偏差小，結(jié)果更準(zhǔn)確。文檔編號(hào)G01N27/42GK101706472SQ20091023044公開日2010年5月12日申請(qǐng)日期2009年11月17日優(yōu)先權(quán)日2009年11月17日發(fā)明者任緒連,劉穎,曹志強(qiáng),李偉,段廣明,蘆燕,趙合軍,趙立柱,高甲明申請(qǐng)人:泰山石膏股份有限公司