煤中总硫的测定方法研究及分析

摘 要：煤中总硫的测定方法有很多，其测定结果的质量也有较大的差异。等离子发射光谱法和离子色谱法是目前煤中总硫测定常用的两种技术，其主要目的就是为了进一步强化煤中总硫测定的准确性和有效性。等离子发射光谱法主要是通过光谱发射实验来对煤中硫元素含量进行技术测定，在保证含量标准线的基础上对煤中硫含量进行更深化的探测，这种测定方法与国际测定标准基本相当，其整体差距不是很大；离子色谱测定技术主要是通过离子色谱实验来对煤中硫元素含量进行测定探究，其主要目的就是建立简单快捷的煤中总硫测定方案，从测定技术简便性的角度来看，离子色谱测定更加简单，具有测定方便、快捷和高效的优点，非常适用于煤中总硫的测定分析。文章将从等离子发射光谱法和离子色谱法两种测量技术角度来对煤中总硫测量进行技术分析。

关键词：煤矿；硫测定；光谱测定；色谱测定

前言

一般情况下，煤中硫的测定通常有重量测定、库仑滴定测定、高温中和测定等，但是这些测定方法都不及等离子发射光谱和离子色谱这两种测定技术有效，文章则将通过这种两种测定技术来对煤中硫进行测定实验。

1 等离子发射光谱测定法

1.1 试验方法

测定仪器及条件：主要采用Atomscan16型电感耦合等离子发光谱仪，测定工作条件如下所示：高频频率：50.63MHz；功率：1220w；观测高度：18mm；承载压力：35psi；提升量：1.7mL·min；分析线：198.649nm。

测定煤样的处理：首先按照国家测定标准来制备测定所需煤样。样品溶液的制备：精确称取2.0g煤样放入3.7g艾氏卡试剂的40ml瓷坩埚当中，待其充分混合，再在表面覆盖1.0g的艾氏卡试剂。之后将瓷坩埚放入马弗炉当中，炉中温度逐渐升至八百摄氏度，在经过一个半小时的高温处理之后，取出瓷坩埚让其自然冷却，随后加热水浸提，以HCL来对进行酸化处理并过滤，热水洗至无氯离子，滤液额定容量为270mL，稀释倍数为十倍，采用基体匹配法上机于172.661nm测定。同时做出空白处理。

1.2 测定结果与讨论

测定仪器工程参数的确定：通过对光谱发射功率、雾化器压力、观测高度、提升量等因素条件的分析，择优对其参数进行了确定，最终选择出了最佳的工作条件。

测定干扰情况：艾氏卡试剂用量的选择：测定实验中分别选取了0、0.3、0.6、1.2、1.5mg·mL这几种不同用量的艾氏卡试剂进行了强度测定，测定结果见图1。从图1当中我们也可以清楚的看到，随着艾氏卡用量的增加，溶液的粘度也将逐渐增大，从而导致硫的测定强度慢慢降低。

1.3 测定方法的检出限、精密度

检出限：使用2%HCL和1.2mg·mL艾氏卡试剂来做空白实验，反复测定十次，以其标准差三倍左右来做检出限，测定出硫的检出限为0.046ug·mL。

紧密度：准备六份不同含硫量的煤样，按照所述的测定处理方法来进行测试，经过六次测试之后得出最终数据，数据详情见表1。从表1我们可以清楚的看到，六次测定数据与相对标准偏差均不少于2%。

2 离子色谱法测定法

2.1 测定材料与方法

方法原理：使用管式热解炉，将煤样放置在氧气流当中并对其进行高温处理，让煤中的各形态硫元素都经过氧化分解为硫的氧化物，经过氧化后的氧化氢溶液会被吸收转化为SO42-，溶液中的SO42-可以用于后续的离子色谱法测定实验，充分利用SO42-的特性来保留足实验物质的时间性、峰值面积和高峰数据。通过测定吸收溶液中SO42-的溶液浓度，最终计算出煤中硫的实际含量。

测定仪器与试剂：测定仪器选择的是QF-1型高温炉，以及Dionex 4700离子色谱仪。测定试剂：混合型测定试剂分别将0.135g甲基红和0.079g亚甲基蓝混溶解于150ml乙醇当中，按照之前测定体积来进行混合处理。2%过氧化氢吸收溶液：取40ml含量30%过氧化氢溶液加入890ml水中，加入两滴混合指示剂，之后在使用稀硫酸或稀氢氧化钠来中和过氧化氢溶液，直至溶液变成灰色，此时的溶液需要当天调配完成。

测定标准：1000ug/ml的硫酸溶液测定标准，国家标准物质测定中心文件。

色谱测定条件：前置柱：Dionex AG13a；分析柱：DionexASI2A；抑制器：Dionex AMMS；进样量：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。

测定样品的处理：称量选取0.3000g煤样放于次舟当中，再在上面覆盖一层三氧化钨用作催化剂，重量为0.2g，然后向石英管中通入100ml/min的氧气，使用装有4%的过氧化氢溶液吸收管来进行热解气处理。

2.2 测定结果与讨论

过氧化氢溶液对硫氧化物的吸收效率：将两只装有4%过氧化氢溶液的气体吸收管串联进行热解体，分别测定解体后的硫酸根含量，同时计算出吸收溶液中的硫含量以及硫元素的占有百分比。

标准曲线及曲线的线性关系：通过色谱测定的计算处理，当硫酸根在0～17ug/ml范围内时，测定曲线就具有良好的线性关系，其相关系数为R=0.7636，曲线回归方程则应该为Y=1.361x-0.7636。

3 结束语

文章主要从两种不同的测定技术角度对煤中总硫的含量测定进行了技术分析，总体来看，两种不同的测定方式都存在一定的共性，那就是要对煤样进行多次的准确测定，只有这样才能确保煤样含硫量的测定准确性，从而达到测定实验准确性、科化学的目的。

参考文献

[1]刘东艳，张园力.等离子发射光谱法测定煤中总硫的方法研究[J].光谱学与光谱分析，2012，1：89-913.

[2]李淑敏，应波，岳银铃，等.离子色谱法测定煤中总硫[J].卫生研究，2010，4：492-494.

[3]薛程.艾士卡-离子色谱法测定煤中全硫[J].洁净煤技术，2015，3：11-13+17.