高频－红外碳硫分析仪测定精锑中的硫

符永际

（湖南东港锑品有限公司，湖南东安 425900）

·分 析·

高频－红外碳硫分析仪测定精锑中的硫

符永际

（湖南东港锑品有限公司，湖南东安 425900）

介绍了采用HW2000型高频红外碳硫分析仪测定精锑中硫的含量，确定了对样品称样量、助熔剂种类及用量等测定条件进行优化的试验，用国家标准物质验证了方法准确度和精密度，相对误差（RE）小于0.10%，相对标准偏差RSD小于3.0%（n＝6）。用该仪器测定精锑中硫的分析结果与标准值相符合，且方法操作简单、准确、分析周期短，已应用于某公司实际生产工作。

高频－红外碳硫分析仪；精锑；硫

由于精锑中硫含量比较低，也是化验室常规分析的元素之一。一直以来测定精锑中硫含量有采用燃烧－碘量法、重量法等。燃烧－碘量法需要采用管式炉，由于分析温度达到1 000℃以上，所以炉子升温需较长时间，且炉子容易损坏，需要经常更换硅碳棒，分析过程中使用的试剂需要现配现用，也需要较长时间；重量法准确度较好，但精度低、操作繁琐，流程长，一批样品需要7 h左右，劳动强度大。这几种方法都不适于生产过程分析。

为了简化分析步骤，降低分析成本，缩短分析时间，提高劳动生产率，某公司2010年购买HW2000型高频红外碳硫分析仪，由于该仪器具有快速、准确、操作简单及碳、硫同时测定等优点，已日渐成为测定样品中碳、硫含量的主要方法，并已制定了有关物料中碳、硫分析的国家标准［1～4］。红外吸收法的依据是物理原理，其最大优点是操作流程短，操作中避免了使用各种对人体有毒有害的化学试剂，人为因素小，改善了操作人员的工作环境。已被广泛应用于实际样品中碳、硫的分析测定［5，6］，与传统方法相比，其准确度和精密度具有明显的优势。本文建立了应用HW2000型高频红外碳硫分析仪测定精锑中硫的测定方法，经实验，该方法精密度和准确度比较好，能满足测定的要求，且分析一个试样只需2～3 min，降低了操作人员的劳动强度，提高了检测速度，现已在公司日常工作中应用。

1 实验部分

1.1 主要仪器及工作条件

HW2000型高频红外碳硫分析仪（江苏无锡英之诚高速分析仪有限公司）：功率2.1 kV，氧气压力0.4 MPa，分析时间35 s，进氧时间3 s，清洗时间50 s，预热时间0 s，加热时间20 s。

陶瓷坩埚（Φ23 mm×23 mm）：在马弗炉中加热温度升至1 000～1 200℃，恒温2 h后，冷却至一定温度后，取出放干燥器中冷至室温备用。

钨粒（C＜0.001 0%，S＜0.000 5%）。

纯铁助熔剂（C＜0.000 5%，S＜0.000 5%）。

锡粒（C＜0.001 0%，S＜0.000 9%）。

氧气纯化试剂（碱石棉，无水高氯酸镁）。

氧气：纯度＞99.5%，压力为0.15 MPa；压缩空气压力为：0.4 MPa。

标准样品（硫含量与待测试样相近的国家标准物质）。

试样粒度不大于0.071 mm。

试样经公司取样班人员加工后送到化验室后，应将样品在105～110℃的恒温箱中干燥2 h后放在干燥器内备用。

AL104型电子天平（梅特勒－托利多仪器有限公司）：精度±0.1 mg。

1.2 分析步骤

1.2.1 仪器的准备

按仪器操作规程准备好仪器，预热待用。

1.2.2 校正仪器

称取标准样品置于陶瓷坩埚底部，依次加入0.3 g纯铁助熔剂，1.5 g钨粒，按仪器操作规程步骤进行操作，重复做3～5个标准样品，得到一个重复较好的平均结果，通过校准步骤直到硫的结果在误差范围以内。

1.2.3 校正空白

依次称取0.3 g纯铁助熔剂，1.5 g钨粒，置于陶瓷坩埚中，以下同1.2.2测定空白，得到的空白值储存于计算机中。

1.2.4 测定

称取0.045 g试样于陶瓷坩埚中，依次加入0.3 g纯铁助熔剂，1.5 g钨粒。按照操作规程进行操作，由仪器软件计算出测定结果。

2 结果与讨论

2.1 条件试验

2.1.1 样品的用量

因为精锑中硫含量比较低，样品称样量的多少直接影响样品是否充分燃烧、转化、吸收、测试等［7］。称取不同量的样品，同一条件下测定，其结果见表1。因称量工具限制，不能太少；称样量大，SO2又不能充分释放，会堵塞过滤网。通过表1的数据可以看出称样量在0.04～0.06 g较合适，误差能得到控制，测定结果稳定，准确度高。

表1 称样量与测定结果的关系

2.1.2 助熔剂的选择

助熔剂不仅具有增加样品中导磁物质、提高燃烧温度的作用，还具有增加样品流动性、稀释样品的作用，所以助熔剂的选择应保证样品充分燃烧、防止样品飞溅等；同时助熔剂也是影响分析测定结果的一项主要因素。

试验中分别以纯铁助熔剂、钨粒、锡粒以及它们的组合助熔剂进行对照试验，结果见表2。

表2 助熔剂对样品溶解影响

根据以上试验，可以看出采用“钨粒＋纯铁”组合助熔剂时，检测信号高，结果稳定，样品熔融好，曲线释放流畅，峰形好，无拖尾，效果较好，而无需采用“钨粒＋纯铁＋锡粒”组合助熔剂，这样又节约了成本。

2.1.3 助熔剂和试样的加入顺序选择

经过试验，样品可以放在所有助熔剂的下面，也可以在助熔剂之中，对样品熔融状态和释放曲线无影响，但是试样放在最上面时，曲线释放差，样品熔解不好。试验表明采用将试样放在坩埚底部，然后依次加入纯铁、钨粒，效果好。由于纯铁导电导磁，钨粒虽是高熔点金属，但易氧化并生成WO3；WO3在温度900℃有显著的升华，有部分WO3逸出，增加了碳硫的扩散速度，有利于SO2释放。

2.1.4 助熔剂的用量

助熔剂均有利于样品的燃烧。但试验表明，不适当的配比会产生许多不利影响，如浪费助熔剂，破坏石英管，增加维修成本。助熔剂量影响试样硫的释放率，量太少，燃烧不完全；量太多，易产生吸附，影响准确度和精密度。经试验，当纯铁加入量0.25～0.30 g、钨粒加入量1.50 g左右时，测定结果精密度高、准确度好。

2.2 准确度和精密度试验

按照前面的分析程序，检测3个样品中硫含量，测定结果见表3。

表3 试验测定结果（n＝6） %

从表3数据可以看出，该方法所测得的结果与经典重量法分析结果是一致的。试验表明该方法分析速度快，准确度高，方法可靠，完全能满足生产分析的要求。

2.3 方法检出限

取经灼烧的空白陶瓷坩埚按以上实验方法，分别手动输入0.06 g试样，加0.25 g纯铁及1.5 g钨粒，测定空白10次，以3倍标准偏差计算出碳、硫的检出限为0.001 0%。根据参考文献［4］方法检出限要求硫为0.000 5%，表明该方法可以满足该标准的要求。

3 结 语

建立精锑中硫量的快速测定方法，可以快速地报出结果，大大提高检测速度，给生产单位及时准确地提供数据，很好地指导了生产，为生产单位精细化操作提供了条件。通过大量的试验，该方法精密度好、准确度高，而且步骤简单、方便，避免了使用以前繁琐的重量法、燃烧－碘量法。现已成功运用于日常检测2年多，从检测情况看，试样随到随检测，检测速度快，适用范围广，且大大减轻了操作人员的劳动强度，改善了操作人员的工作环境，为企业分析检测工作提供了依据。

［1］ GB／T8647.9－1988，镍化学分析方法：高频感应炉燃烧红外吸收法测定硫量、碳量［S］.

［2］ GB／T6730.61－2005，铁矿石碳和硫含量的测定：高频燃烧红外吸收法［S］.

［3］ GB／T8648.14～15－1988，钴化学分析方法：高频感应炉燃烧红外吸收法测定硫量、碳量［S］.

［4］ DZ／T0130.5－2006，地质矿产实验室测试质量管理规范第5部分：多目标地球化学调查（1∶250000）样品化学成分分析［S］.

［5］ 王颖娥.红外法测定富镧混合稀土中碳和硫［J］.理化检验：化学分册，2000，36（5）：228.

［6］ 张明杰.高频燃烧－红外碳硫仪用于农用地土壤质量调查样品中碳硫的快速测定［J］.岩矿测试，2010，29（2）：139－142.

［7］ 张长均.影响高频红外碳硫仪分析结果稳定性因素的探讨［J］.冶金分析，2006，26（6）：90－91.

Sulfur Determ ination in Fing Antimony by High Frequency－infrared Carbon Sulfur Analyzer

FU Yong-ji
（East Hunan Port Stibium Limited Company，Dong＇an 425900，China）

This article has introduced the determination of sulfur in fing antimony by the HW2000 high frequency infrared carbon sulfur analyzer，determined the optimized sample said determination conditions and so on type quantity，flux type and amount by the experiment，and has confirmed themethod accuracy and the accuracy with the national standardsmaterial.The relative error（RE）is smaller than 0.10%，the relatively standard deviation RSD is smaller than 3%（n＝6）.The analysis resultswith this instrument conform to the normal value，and themethod has simple operation and is accurate，the analysis cycle is short，which has been applied in the company actual productive work.

high frequency infrared carbon sulfur analyzer；fing antimony；sulfur

O657.33

：A

：1003－5540（2014）01－0063－03

2014－01－05

符永际（1982－），男，工程师，主要从事金属产品分析及技术指导工作。