煤中磷测定方法的探讨

2015-07-27 05:23孟祥鹏鲁南煤化工研究院济宁中银电化有限公司济宁市质检所山东济宁700

山东工业技术 2015年13期

满杰,孟祥鹏,王立（.鲁南煤化工研究院；.济宁中银电化有限公司；.济宁市质检所,山东济宁 700）

煤中磷测定方法的探讨

满杰1,孟祥鹏2,王立3
（1.鲁南煤化工研究院；2.济宁中银电化有限公司；3.济宁市质检所,山东济宁 272100）

摘要：在采用磷钼蓝分光光度法测定煤中磷的实验中，比较了不同酸解温度对结果的影响；结果表明，最佳的氢氟酸酸解温度为100℃，硫酸酸解温度为230℃。

关键词：煤中磷；灰样法；煤样法

磷是煤中有害的微量元素之一, 炼焦时煤中磷会影响钢铁的冷脆性，作为动力燃料时,煤中磷会严重影响锅炉效率，所以磷含量是煤质的重要指标和参数。煤中磷含量一般在0.001%和0.1%之间,最高也达不到1%。无机磷是其主要的的存在形式，也有极少量的以有机磷的形式存在。无机磷的熔点高达l 700℃以上，在煤灰化过程中不会因为挥发而造成损失，少量有机磷的挥发，对结果影响也不大。国家标准GB/T216-2003中采用磷钼蓝分光光度法测定煤中的磷。此法具有灵敏度高，结果可靠，手续简便快速，干扰元素易分离和消除的特点，适用于微量磷的分析。

1　实验部分

1.1 实验原理

将煤样灰化后用氢氟酸—硫酸分解，脱除二氧化硅，使磷转换成成正磷酸，在酸性溶液中正磷酸与钼酸铵作用生成磷钼酸，然后用抗坏血酸还原成磷钼蓝。当磷含量低时，符合朗伯-比尔定律，溶液蓝色的深浅程度与磷的含量成正比。

1.2 试剂与仪器

煤炭标样；钼酸铵- 硫酸溶液；抗坏血酸溶液；酒石酸锑钾溶液；磷标准工作溶液；紫外分光光度计；马弗炉。

1.3 实验方法

1.3.1 称取灰样法

按 GB/T212中规定的慢速法灰化煤样，然后研细到全部通过0.1mm筛，准确称取0.05-0.1g灰样，按照GB/T216-2003中采用的氢氟酸-硫酸法将灰样酸解，用水将酸解后的残留物物洗入容量瓶中，冷却至室温，定容，同时制备空白溶液。

1.3.2 工作曲线的绘制

配制一系列不同浓度的磷标准溶液，在室温静置1h，在紫外分光光度计上用波长650nm，以标准空白溶液作参比，测其吸光度。以磷含量为横坐标，吸光度为纵坐标绘制工作曲线。

1.3.3 测定

取酸解后的澄清溶液10mL 和空白溶液10mL 分别加入50mL 容量瓶并定容，以样品空白溶液作参比，在650nm 处测定其吸光度。

2　结果与讨论

2.1 氢氟酸酸解温度的探讨

采用不同的酸解温度，按照1.2.1的方法对标样的灰分进行酸解，按照1.2.4的方法测定标样中的磷含量，结果见表1.由表1可以看出，当温度达在100℃-110℃时，酸解时间虽然较长，但平行测定的绝对差值不大于0.002%，均在允许范围内,与标准值的吻合度较高。当温度达到120℃时，酸解时间较短，但平行测定的绝对偏差大于0.002%，不在允许范围内，这可能是因为温度过高，氢氟酸易分解，不能将硅完全除去，少部分难溶的磷灰石微粒被硅胶包在里面，不能被氢氟酸分解，从而使测得的磷结果偏低。

2.2 硫酸酸解温度的探讨

灰样酸解过程中，当被氢氟酸酸解至白烟冒尽后，便开始硫酸对灰样进行酸解的过程，此时需要升高温度，以助于硫酸分解灰样。从反应动力学的角度分析，温度越高，分解的速率应该越快，但是温度也不易过高，应控制在300℃以下，否则聚氯乙烯会分解为有毒的全氟异丁烯。故本实验从200-300℃之间探索最佳的硫酸酸解温度，结果见表2.由表2可以看出，温度在200℃时，酸解时间1h，所测得的磷结果在允许误差范围内；当温度在230℃时，酸解时间为0.5h，所得结果与标准值吻合度较高。当温度在260℃时，酸解时间为0.25h，但所得结果偏高，这可能由于温度过高，导致硫酸挥发，从而使硫酸浓度小于1.8mo/L,煤中的砷，锗等元素也被钼酸还原显色，从而使结果偏高。综上所述，硫酸酸解最佳温度为230℃。