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巖礦、土壤、水系物質中的碳硫元素測定方法
來源: | 作者:cd2019znjz0036 | 發(fā)布時間: 2020-06-24 | 3811 次瀏覽 | 分享到:

巖礦、土壤、水系物質樣品名目繁多,種類復雜,但都具有以下幾個特性:

1、、含量極不穩(wěn)定,跨度大,存在超高(50%以上)或超低(ppm級)的樣品;

2、樣品成份差異大,流動性差、難于氧化燃燒;

3、部分樣品含有結晶水,特別是水系物質,結晶水含量高;

4、硫比碳難測,因為硫轉化率低,且易被水分和分析物所吸附。

這些樣品目前尚無統(tǒng)一的分析方法,需要根據樣品自身的狀況進行條件試驗,從而確定最佳分析條件,滿足樣品實際分析的需求。最佳分析條件的確定,必須通過反復試驗逐項進行,這一過程分析上稱之“條件驗”。在條件驗中注意觀察驗現象,進行分析判斷,是驗成敗的關鍵。

條件實驗:

1、稱樣量:不同種類,不同含量的樣品需要不同的稱重量

碳硫分析講究一條基本原則:難熔(難感應)樣品稱樣少,易熔樣品稱樣多;高含量樣品稱樣少,低含量樣品稱樣多。地礦樣品屬于難熔樣品,稱樣量不能多,天平的配置必須是萬分之一的精度。

高碳、高硫:稱樣量10-50mg。稱樣量的確定應兼顧稱量誤差和吸光度兩個因素。稱樣量愈少,稱量誤差對分析結果的影響愈大,以吸光度不飽和時的稱樣量為最佳稱樣量。

低碳、低硫:稱樣量50-100mg。以確保樣品完全充分燃燒時的稱樣量為最佳稱樣量。

2、助熔劑:不同的樣品種類需要不同種類的助熔劑及不同的加入量和加入順序。助熔劑的最初含義是幫助燃燒,但隨著高頻爐的應用,已發(fā)展到增加熱值、消除吸附、增加熔渣流動性等用途,所以也可統(tǒng)稱為添加劑。添加劑的種類有:

純鎢:鎢粒是高頻爐的專用助熔劑。鎢的熔點高達3387℃,屬高熔點金屬。鎢的熔點雖高,但在高溫下活性增強,易氧化燃燒。鎢的電阻率為5.48,易于感應加熱。鎢的熱值為1090/,與錫相當,具有補充熱量的作用。鎢的氧化產物WO3MoO3具有類似的性質,可消除粉塵對SO2的吸附(效果不及MoO3)。鎢的氧化燃燒速度較鐵緩慢,可減少樣品燃燒時的飛濺。

錫粒:錫粒是常用的助熔劑,熔點低(232℃),助熔效果明顯。熱值為1163/,比鐵稍低,可增加樣品燃燒時的發(fā)熱量,提高燃燒溫度。錫粒還可起到減少樣品飛濺,稀釋熔渣,使熔渣光亮平整的作用。錫粒通常用于管式爐和電弧爐,高頻爐應用較少。由于錫的氧化產物SnO2SO2具有很強的吸附能力,在電弧爐中需與MoO3混合使用。

純鐵:純鐵最初是作為管式爐難熔樣品的稀釋劑采用的,后來高頻爐中亦得到了很好的應用。鐵的熔點為1541℃,電阻率為9.78,熱值1590/克。由于具有較高的電阻率和熱值,在高頻爐中極易被感應加熱,起到“帶動”其它不易感應加熱樣品的燃燒。因而在非金屬原材料樣品的分析中,純鐵已成為必不可少的“萬能”助熔劑。由于鐵的氧化燃燒反應較為激烈,加入量一般應控制在0.3g以下,以減少燃燒時的飛濺。

三氧化鉬:三氧化鉬早期是作為電弧爐反吸附劑使用的。目前出售的硅鉬粉,實質上是三氧化鉬與少量硅粉的混合物,主要用于電弧爐。在高頻爐中,當分析錳系列(如錳礦、錳鐵等)樣品中的硫時,由于氧化產物MnO2SO2極具吸附性,可加入適量MoO3(30-50mg),以消除吸附對測定的影響。

純銅及氧化銅:銅的熔點為1085℃,屬于中熔點金屬。銅的氧化燃燒反應不像鐵那樣激烈,通常用于管式爐。純銅有帶狀、顆粒狀和粉末狀三類,可根據樣品的性狀加以選用。氧化銅有線狀和粉末狀兩類,使用時覆蓋于樣品之上,以降低樣品燃燒的激烈程度,減少飛濺,提高分析的重復性。

3、常見樣品分析舉例,使用賽恩思HCS-801型高頻紅外碳硫分析儀分析特種樣品舉例:
石墨、碳纖維、增碳劑中超高碳的測定:樣品1550mg,純銅粉0.21g,鎢粒1.8g純銅量視樣品分析重復性確定、定標采用高純碳粉,含量按100%

石墨中硫的測定:樣品60mg,純銅粉0.5g,鎢粒1.8g

煤中硫的測定:樣品30mg,純鐵200mg,鎢粒1.8g
硫鐵礦中超高硫的測定:樣品3040mg,純鐵200mg,鎢粒1.8g
pb礦石中硫的測定:樣品20mg,純鐵0.4g,MoO350mg,鎢粒1.2gMoO3放于坩堝底部,依次加入純鐵、樣品、鎢粒

鐵礦石中硫的測定:樣品50mg,純鐵250mg,鎢粒1.8g
錳礦中硫的測定:樣品50mg,純鐵0.4g,鎢粒1.2g