PDS脱硫液中硫代硫酸钠、亚硫酸钠含量测定方法
2012-04-01马瑞进余正祥王啸宇
马瑞进,余正祥,王啸宇,丁 伟,杜 燕
(1.甘肃银光聚银化工有限公司,甘肃 白银 730900;2.甘肃银光化学工业集团有限公司,甘肃 白银 730900)
要做到对脱硫过程副反应的控制,减少副盐生产量,提高脱硫液使用效率,就必须要对脱硫液中副盐的种类和含量进行定性定量研究。本文对甘肃银光聚银化工有限公司气体制造厂脱硫工序脱硫液中Na2S2O3、Na2SO3副盐含量进行研究,并提出一种分析方法,达到准确测定2种副盐含量的目的。
1 分析方法原理
将PDS脱硫液过滤除去悬浮的单质硫,加入一定浓度的乙酸锌溶液,消除脱硫液中S2-的干扰影响,脱硫液中加入一定量的浓盐酸,Na2S2O3、Na2SO3同浓盐酸反应,生成的SO2使用碘标准溶液吸收,过量的碘溶液使用淀粉溶液作为指示液,用Na2S2O3标准溶液滴定,蓝色消失,即为终点。生成的S过滤后称重。通过生成的SO2和S含量计算脱硫液中Na2S2O3、Na2SO3的含量。
2 分析试剂
工艺水:在25℃时电导率<1.0μs·cm-1,pH值6.0~7.2。吸收液:0.1mol·L-1碘标准溶液。10%乙酸锌溶液,0.1mol·L-1Na2S2O3标准溶液,36%浓盐酸,10g·L-1淀粉指示液。
3 干扰因素分析
PDS脱硫液中悬浮的单质S 对测定Na2S2O3含量有影响,会造成测定结果偏高,需要提前过滤消除干扰。S2-在酸性条件下可以生成H2S,H2S会与Na2S2O3、Na2SO3产生的SO2反应生成单质S ,造成Na2S2O3测定含量偏高,Na2SO3含量偏低。脱硫液中Na2CO3和NaHCO3会消耗外加的盐酸,导致Na2S2O3、Na2SO3同浓盐酸反应不完全,造成测定结果偏小。其他物质对测试Na2S2O3、Na2SO3含量无明显影响。
4 测定过程及计算方法
4.1 测定过程
脱硫液中组分较复杂,干扰物质对测定准确度有重要影响。舒红英[3]用醋酸对脱硫液进行酸化,用甲醛除去亚硫酸钠的影响。陈连山[4]使用氢氧化锌溶液对脱硫废液中硫化物和砷化物进行分离。考虑到工厂生产需要对脱硫液中组分进行全面分析的实际,本文采用乙酸锌溶液分离S2-,酸化蒸馏脱硫液的方式,测定Na2S2O3、Na2SO3这2种副盐含量,减少除去干扰物的环节。
具体操作如下:过滤待测脱硫液,除去硫单质,取1mL过滤后的脱硫液于10mL玻璃瓶中,滴加1.5mL乙酸锌溶液,待沉淀完全后,离心分离,吸取上层清液加入250mL蒸馏瓶中,生成的ZnS沉淀用工艺水洗涤2次后离心分离,洗涤液也加入250mL蒸馏瓶,蒸馏瓶中溶液用工艺水稀释。蒸馏瓶中滴加1mL 36%浓盐酸并加热。脱硫液中Na2S2O3、Na2SO3同浓盐酸反应生成SO2。加热蒸馏瓶并通入氮气气吹。使用25mL碘标准溶液吸收生成的SO2。待蒸馏液冷却后,用烘干并精确称量的滤纸过滤反应生成的单质硫,过滤后将滤纸放入烘箱烘干,精确单质硫质量m。将25mL碘标准溶液吸收液加入250mL锥形瓶,使用淀粉溶液作为指示液,用0.1mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定至淡黄色,加入几滴淀粉溶液作为滴定指示剂,继续滴定至蓝色消失即为达到终点。消耗Na2S2O3标准溶液体积为V。
4.2 计算方法
反应方程式为:
计算式为:
式中:m—过滤单质S质量,g;
V—消耗Na2S2O3标准溶液的体积,mL;
158—Na2S2O3的摩尔质量,g·mol-1;
126—Na2SO3的摩尔质量,g·mol-1。
5 分析结果
5.1 准确度
按气体制造厂提供的脱硫液组分,准确配制Na2S2O3、Na2SO3浓度为(20/100)g·L-1、(40/200)g·L-1、(60/300)g·L-1的脱硫液,使用分析方法测定配制液中Na2S2O3、Na2SO3的含量,计算回收率,分析数据见表1。
5.2 精密度
5.2.1 重复性
取气体制造厂贫液样品,分析Na2S2O3、Na2SO3含量,通过计算偏差、相对偏差、相对标准偏差,验证分析方法重复性,所得分析数据见表2。
5.2.2 重现性
取气体制造厂贫液样品,在相同分析条件下,不同实验场所、不同操作人员分析Na2S2O3、Na2SO3含量,验证分析方法重现性,所得分析数据见表3。
表1 使用本方法对配制脱硫液的测定结果
表2 本方法的重复性实验结果
表3 本方法的重复性实验结果
6 结论
(1)该分析方法考虑到了可能存在的干扰因素,提出前处理手段,减少了干扰物质对最终测定结果的影响,分析方法的准确度和精密度较高。
(2)Na2S2O3、Na2SO3含量测定方法对脱硫液分析方法进行有效补充,满足现阶段生产需要。
(3)该分析方法对下一步研究脱硫液中副盐生成机理,寻找减缓副盐生成速率等研究具有一定的指导作用。
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