离心沉淀法测定脱硫灰中石膏的含量

白忠凯++兰江

摘 要：提出了采用离心沉淀法测定脱硫灰中石膏含量的方法。脱硫灰样品溶于盐酸，使脱硫灰中石膏电离出SO42-，加入沉淀剂BaCl2使其形成BaSO4沉淀，通过离心机快速分离沉淀，测定出SO42-含量，换算出脱硫灰中石膏的百分含量。测定线性范围为0.2～5.0g·L-1，检出限（3N/S）为0.2 g·L-1 。加标回收率在94.1%～104.8%之间，相对标准偏差（n=5）不大于3.1%。

关键词：脱硫灰 石膏 离心沉淀法 沉淀剂

中图分类号：X51 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）07（b）-0096-02

热电厂锅炉烟气脱硫除尘装置生产出的脱硫灰是一种废弃物，没有经济价值。为了变废为宝，开发脱硫灰的用途，利用脱硫灰中石膏作水泥缓凝剂优化水泥的凝结时间，对水泥力学性能和安定性有积极作用，可以代替天然石膏用于水泥生产[1]。但是脱硫灰中的石膏含量的测定目前没有成型的方法，目前测定方法采用的是水泥化学分析法GB/T176-2008中三氧化硫的测定（基准法）。该方法操作复杂繁琐，测定时间太长[2]，大约需要3个工作日，并且测定结果精密度低，不适合工厂连续化生产的需要，现在急切需要一个安全、准确、可靠、方便、快捷的分析方法，来满足实际生产的需要。

经研究，采用离心沉淀法测定脱硫灰中石膏的含量，安全、准确、可靠、方便、快捷，解决了上述难题，填补了脱硫灰中石膏的测定空白，对保护自然环境和提高企业经济效益，构建和谐企业，具有非常重大的意义。

1 试验部分

1.1 仪器与试剂

硫酸根快速测定仪（智能型）：山东鹏程；

Sartorius电子分析天平；

氯化钡溶液：25%；

盐酸溶液：（3+1）

硫酸铜：

所用试剂均为分析纯，实验用水为蒸馏水。

1.2 实验原理

将脱硫灰样品溶于盐酸中，使样品中石膏电离出SO42-，加入沉淀剂BaCl2使其形成BaSO4沉淀，通过离心机快速分离沉淀，测定出SO42-含量，换算出脱硫灰中石膏的百分含量。其反应方程式如下：

SO42-+Ba2+= BaSO4

1.3 试验方法

1.3.1 试样制备

称取脱硫灰样品5.00±0.01g于100 mL杯中，计算时以5.00克计。加入10 mL水，搅拌使试样完全润湿，加入10 mL（3+1）的盐酸溶液搅拌至反应完全后，加热至微沸1～2 min。待溶液冷却后，有漏斗转移到100 mL容量瓶中，用去离子水定容至刻线，充分振荡摇匀。静置2个h之后，用慢速定量滤纸将上层清夜过滤到烧杯中。用移液管移取20 mL清液于硫酸根快速测定管内，加入5毫升3+1的盐酸溶液，摇匀，再加入5 mL25%的氯化钡溶液，盖上盖子。把测定管放入离心机内，测定管应平衡配对。离心机按以下顺序操作：打开电源开关—按下启动电钮，离心机进行工作。离心机停止转动后，关闭电源，取出测定管，计下读数C1，为硫酸根的含量。同时做空白C0。

1.3.2 结果计算

样品中石膏含量以CaSO4·2H2O计算

CaSO4·2H2O%=

式中：

C0-硫酸根测定管的空白读数；g·L-1

C1-硫酸根测定管的样品测定读数；g·L-1

100-脱硫灰样品定容到100毫升容量瓶中溶液的体积；mL

172-CaSO42H2O的摩尔质量；g·moL-1

96-（SO4）2-的摩尔质量；g·moL-1

m-试样的质量；g

2 结果与讨论

2.1 分析方法的确定

石膏（CaSO4·2H2O）为白色结晶粉末，溶于铵盐、硫代硫酸钠、氯化钠等溶液和酸类，不溶于水和乙醇，加热在200℃以上可成为无水物。通过分子式我们首先想到的是EDTA络合法测定Ca2+，但脱硫灰中的脱硫剂是CaO，很难分离导致无法准确测量。那么只能从阴离子SO42-入手，测定SO42-方法主要是重量分析法，沉淀重量法测量过程繁琐，将SO42-以沉淀形式分离出来，经过过滤、洗涤、烘干、灼烧、冷却、称重来确定其组分含量，需要大量的时间，不适合实际生产需要。通过查找相关技术资料和反复论证，采用离心沉淀法测定脱硫灰中石膏的含量，该方法虽然也是沉淀法的一种，但省去洗涤、烘干、灼烧、冷却、称重等繁琐步骤，使测定时间从3个工作日减少到3 h，满足实际生产的需要。

2.2 酸性条件

根据石膏的本身的特性，不溶于水，溶于酸类物质，为什么选用盐酸而不是硝酸，因为硝酸是氧化性酸，可能把脱硫灰中的亚硫酸根氧化成硫酸根，影响称定结果的准确度。也不用硫酸，因为测的就是硫酸根，所以选择盐酸。形成硫酸钡沉淀后的酸性条件也选择了盐酸，避免不必要的溶液配制和误差引入。

2.3 硫酸根快速测定仪准确度验证

以硫酸铜（CuSO4·5H2O）为标准物质，配制浓度为20.0 g·L-1的标液。浓度为20.0 g·L-1硫酸铜（CuSO4·5H2O）溶液的配制：已知硫酸铜（CuSO4·5H2O）的分子量为249.68；SO42-的分子量为96.06，配制100 mL浓度为20.0 g·L-1硫酸铜（CuSO4·5H2O）溶液所需硫酸铜的质量为：2×（249.68/96.06）=5.20 g，准确称取5.20 g硫酸铜，定溶于100 mL容量瓶混匀即可。

配制浓度为1.0 g·L-1、2.0 g·L-1、4.0 g·L-1的硫酸铜标液，以SO42-计。分别移取5.0、10.0、20.0 mL标液定容于100 mL容量瓶中待用。在确定好的试验条件下进行测定，每个标液连续测定5次取平均值。测定结果见表1。

从实验结果可以看出，离心沉淀法准确度高，满足测定要求。

2.4 SO42-最低检测限的测定

配制浓度为0.1 g·L-1、0.2 g·L-1、0.4 g·L-1的硫酸铜标液，以SO42-计。分别移取0.5、1.0、2.0 mL母液定容于100 mL容量瓶中待用。在确定好的试验条件下进行测定，每个标液连续测定5次取测定结果见表2。

从上述结果中可以看出，离心沉淀法测定SO42-最低检测限为0.2 g·L-1。

2.5 方法的精密度和回收试验

回收率试验采用的是在脱硫灰中追加一定量石膏标样，通过计算得出理论值，然后通过仪器测定出实际值，进而计算出该方法的回收率。

测定数据见表3。

2.6 样品分析

按实验方法对辽化热电厂的6批脱硫灰样品进行测定。每个样品重复测定5次，结果见表4。

本工作建立了离心沉淀法测定脱硫灰中石膏含量的方法，该方法操作简单、快速、结果准确，填补了脱硫灰中石膏含量测定的空白。

参考文献

[1] 武文江.石灰石-石膏湿法：烟气脱硫技术[M].4版.北京：水利水电出版社，2006：21-22.

[2] GB1892-2007 食品添加剂 硫酸钙[S].

[3] 刘珍.化验员读本[M].4版.北京：化学工业出版社，2004：94-99.

[4] 吕天宝.工业脱硫及综合利用技术[M].北京：国防工业出版社，2011：50-52.endprint

摘 要：提出了采用离心沉淀法测定脱硫灰中石膏含量的方法。脱硫灰样品溶于盐酸，使脱硫灰中石膏电离出SO42-，加入沉淀剂BaCl2使其形成BaSO4沉淀，通过离心机快速分离沉淀，测定出SO42-含量，换算出脱硫灰中石膏的百分含量。测定线性范围为0.2～5.0g·L-1，检出限（3N/S）为0.2 g·L-1 。加标回收率在94.1%～104.8%之间，相对标准偏差（n=5）不大于3.1%。

关键词：脱硫灰 石膏 离心沉淀法 沉淀剂

中图分类号：X51 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）07（b）-0096-02

热电厂锅炉烟气脱硫除尘装置生产出的脱硫灰是一种废弃物，没有经济价值。为了变废为宝，开发脱硫灰的用途，利用脱硫灰中石膏作水泥缓凝剂优化水泥的凝结时间，对水泥力学性能和安定性有积极作用，可以代替天然石膏用于水泥生产[1]。但是脱硫灰中的石膏含量的测定目前没有成型的方法，目前测定方法采用的是水泥化学分析法GB/T176-2008中三氧化硫的测定（基准法）。该方法操作复杂繁琐，测定时间太长[2]，大约需要3个工作日，并且测定结果精密度低，不适合工厂连续化生产的需要，现在急切需要一个安全、准确、可靠、方便、快捷的分析方法，来满足实际生产的需要。

经研究，采用离心沉淀法测定脱硫灰中石膏的含量，安全、准确、可靠、方便、快捷，解决了上述难题，填补了脱硫灰中石膏的测定空白，对保护自然环境和提高企业经济效益，构建和谐企业，具有非常重大的意义。

1 试验部分

1.1 仪器与试剂

硫酸根快速测定仪（智能型）：山东鹏程；

Sartorius电子分析天平；

氯化钡溶液：25%；

盐酸溶液：（3+1）

硫酸铜：

所用试剂均为分析纯，实验用水为蒸馏水。

1.2 实验原理

将脱硫灰样品溶于盐酸中，使样品中石膏电离出SO42-，加入沉淀剂BaCl2使其形成BaSO4沉淀，通过离心机快速分离沉淀，测定出SO42-含量，换算出脱硫灰中石膏的百分含量。其反应方程式如下：

SO42-+Ba2+= BaSO4

1.3 试验方法

1.3.1 试样制备

称取脱硫灰样品5.00±0.01g于100 mL杯中，计算时以5.00克计。加入10 mL水，搅拌使试样完全润湿，加入10 mL（3+1）的盐酸溶液搅拌至反应完全后，加热至微沸1～2 min。待溶液冷却后，有漏斗转移到100 mL容量瓶中，用去离子水定容至刻线，充分振荡摇匀。静置2个h之后，用慢速定量滤纸将上层清夜过滤到烧杯中。用移液管移取20 mL清液于硫酸根快速测定管内，加入5毫升3+1的盐酸溶液，摇匀，再加入5 mL25%的氯化钡溶液，盖上盖子。把测定管放入离心机内，测定管应平衡配对。离心机按以下顺序操作：打开电源开关—按下启动电钮，离心机进行工作。离心机停止转动后，关闭电源，取出测定管，计下读数C1，为硫酸根的含量。同时做空白C0。

1.3.2 结果计算

样品中石膏含量以CaSO4·2H2O计算

CaSO4·2H2O%=

式中：

C0-硫酸根测定管的空白读数；g·L-1

C1-硫酸根测定管的样品测定读数；g·L-1

100-脱硫灰样品定容到100毫升容量瓶中溶液的体积；mL

172-CaSO42H2O的摩尔质量；g·moL-1

96-（SO4）2-的摩尔质量；g·moL-1

m-试样的质量；g

2 结果与讨论

2.1 分析方法的确定

石膏（CaSO4·2H2O）为白色结晶粉末，溶于铵盐、硫代硫酸钠、氯化钠等溶液和酸类，不溶于水和乙醇，加热在200℃以上可成为无水物。通过分子式我们首先想到的是EDTA络合法测定Ca2+，但脱硫灰中的脱硫剂是CaO，很难分离导致无法准确测量。那么只能从阴离子SO42-入手，测定SO42-方法主要是重量分析法，沉淀重量法测量过程繁琐，将SO42-以沉淀形式分离出来，经过过滤、洗涤、烘干、灼烧、冷却、称重来确定其组分含量，需要大量的时间，不适合实际生产需要。通过查找相关技术资料和反复论证，采用离心沉淀法测定脱硫灰中石膏的含量，该方法虽然也是沉淀法的一种，但省去洗涤、烘干、灼烧、冷却、称重等繁琐步骤，使测定时间从3个工作日减少到3 h，满足实际生产的需要。

2.2 酸性条件

根据石膏的本身的特性，不溶于水，溶于酸类物质，为什么选用盐酸而不是硝酸，因为硝酸是氧化性酸，可能把脱硫灰中的亚硫酸根氧化成硫酸根，影响称定结果的准确度。也不用硫酸，因为测的就是硫酸根，所以选择盐酸。形成硫酸钡沉淀后的酸性条件也选择了盐酸，避免不必要的溶液配制和误差引入。

2.3 硫酸根快速测定仪准确度验证

以硫酸铜（CuSO4·5H2O）为标准物质，配制浓度为20.0 g·L-1的标液。浓度为20.0 g·L-1硫酸铜（CuSO4·5H2O）溶液的配制：已知硫酸铜（CuSO4·5H2O）的分子量为249.68；SO42-的分子量为96.06，配制100 mL浓度为20.0 g·L-1硫酸铜（CuSO4·5H2O）溶液所需硫酸铜的质量为：2×（249.68/96.06）=5.20 g，准确称取5.20 g硫酸铜，定溶于100 mL容量瓶混匀即可。

配制浓度为1.0 g·L-1、2.0 g·L-1、4.0 g·L-1的硫酸铜标液，以SO42-计。分别移取5.0、10.0、20.0 mL标液定容于100 mL容量瓶中待用。在确定好的试验条件下进行测定，每个标液连续测定5次取平均值。测定结果见表1。

从实验结果可以看出，离心沉淀法准确度高，满足测定要求。

2.4 SO42-最低检测限的测定

配制浓度为0.1 g·L-1、0.2 g·L-1、0.4 g·L-1的硫酸铜标液，以SO42-计。分别移取0.5、1.0、2.0 mL母液定容于100 mL容量瓶中待用。在确定好的试验条件下进行测定，每个标液连续测定5次取测定结果见表2。

从上述结果中可以看出，离心沉淀法测定SO42-最低检测限为0.2 g·L-1。

2.5 方法的精密度和回收试验

回收率试验采用的是在脱硫灰中追加一定量石膏标样，通过计算得出理论值，然后通过仪器测定出实际值，进而计算出该方法的回收率。

测定数据见表3。

2.6 样品分析

按实验方法对辽化热电厂的6批脱硫灰样品进行测定。每个样品重复测定5次，结果见表4。

本工作建立了离心沉淀法测定脱硫灰中石膏含量的方法，该方法操作简单、快速、结果准确，填补了脱硫灰中石膏含量测定的空白。

参考文献

[1] 武文江.石灰石-石膏湿法：烟气脱硫技术[M].4版.北京：水利水电出版社，2006：21-22.

[2] GB1892-2007 食品添加剂 硫酸钙[S].

[3] 刘珍.化验员读本[M].4版.北京：化学工业出版社，2004：94-99.

[4] 吕天宝.工业脱硫及综合利用技术[M].北京：国防工业出版社，2011：50-52.endprint

摘 要：提出了采用离心沉淀法测定脱硫灰中石膏含量的方法。脱硫灰样品溶于盐酸，使脱硫灰中石膏电离出SO42-，加入沉淀剂BaCl2使其形成BaSO4沉淀，通过离心机快速分离沉淀，测定出SO42-含量，换算出脱硫灰中石膏的百分含量。测定线性范围为0.2～5.0g·L-1，检出限（3N/S）为0.2 g·L-1 。加标回收率在94.1%～104.8%之间，相对标准偏差（n=5）不大于3.1%。

关键词：脱硫灰 石膏 离心沉淀法 沉淀剂

中图分类号：X51 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）07（b）-0096-02

热电厂锅炉烟气脱硫除尘装置生产出的脱硫灰是一种废弃物，没有经济价值。为了变废为宝，开发脱硫灰的用途，利用脱硫灰中石膏作水泥缓凝剂优化水泥的凝结时间，对水泥力学性能和安定性有积极作用，可以代替天然石膏用于水泥生产[1]。但是脱硫灰中的石膏含量的测定目前没有成型的方法，目前测定方法采用的是水泥化学分析法GB/T176-2008中三氧化硫的测定（基准法）。该方法操作复杂繁琐，测定时间太长[2]，大约需要3个工作日，并且测定结果精密度低，不适合工厂连续化生产的需要，现在急切需要一个安全、准确、可靠、方便、快捷的分析方法，来满足实际生产的需要。

经研究，采用离心沉淀法测定脱硫灰中石膏的含量，安全、准确、可靠、方便、快捷，解决了上述难题，填补了脱硫灰中石膏的测定空白，对保护自然环境和提高企业经济效益，构建和谐企业，具有非常重大的意义。

1 试验部分

1.1 仪器与试剂

硫酸根快速测定仪（智能型）：山东鹏程；

Sartorius电子分析天平；

氯化钡溶液：25%；

盐酸溶液：（3+1）

硫酸铜：

所用试剂均为分析纯，实验用水为蒸馏水。

1.2 实验原理

将脱硫灰样品溶于盐酸中，使样品中石膏电离出SO42-，加入沉淀剂BaCl2使其形成BaSO4沉淀，通过离心机快速分离沉淀，测定出SO42-含量，换算出脱硫灰中石膏的百分含量。其反应方程式如下：

SO42-+Ba2+= BaSO4

1.3 试验方法

1.3.1 试样制备

称取脱硫灰样品5.00±0.01g于100 mL杯中，计算时以5.00克计。加入10 mL水，搅拌使试样完全润湿，加入10 mL（3+1）的盐酸溶液搅拌至反应完全后，加热至微沸1～2 min。待溶液冷却后，有漏斗转移到100 mL容量瓶中，用去离子水定容至刻线，充分振荡摇匀。静置2个h之后，用慢速定量滤纸将上层清夜过滤到烧杯中。用移液管移取20 mL清液于硫酸根快速测定管内，加入5毫升3+1的盐酸溶液，摇匀，再加入5 mL25%的氯化钡溶液，盖上盖子。把测定管放入离心机内，测定管应平衡配对。离心机按以下顺序操作：打开电源开关—按下启动电钮，离心机进行工作。离心机停止转动后，关闭电源，取出测定管，计下读数C1，为硫酸根的含量。同时做空白C0。

1.3.2 结果计算

样品中石膏含量以CaSO4·2H2O计算

CaSO4·2H2O%=

式中：

C0-硫酸根测定管的空白读数；g·L-1

C1-硫酸根测定管的样品测定读数；g·L-1

100-脱硫灰样品定容到100毫升容量瓶中溶液的体积；mL

172-CaSO42H2O的摩尔质量；g·moL-1

96-（SO4）2-的摩尔质量；g·moL-1

m-试样的质量；g

2 结果与讨论

2.1 分析方法的确定

石膏（CaSO4·2H2O）为白色结晶粉末，溶于铵盐、硫代硫酸钠、氯化钠等溶液和酸类，不溶于水和乙醇，加热在200℃以上可成为无水物。通过分子式我们首先想到的是EDTA络合法测定Ca2+，但脱硫灰中的脱硫剂是CaO，很难分离导致无法准确测量。那么只能从阴离子SO42-入手，测定SO42-方法主要是重量分析法，沉淀重量法测量过程繁琐，将SO42-以沉淀形式分离出来，经过过滤、洗涤、烘干、灼烧、冷却、称重来确定其组分含量，需要大量的时间，不适合实际生产需要。通过查找相关技术资料和反复论证，采用离心沉淀法测定脱硫灰中石膏的含量，该方法虽然也是沉淀法的一种，但省去洗涤、烘干、灼烧、冷却、称重等繁琐步骤，使测定时间从3个工作日减少到3 h，满足实际生产的需要。

2.2 酸性条件

根据石膏的本身的特性，不溶于水，溶于酸类物质，为什么选用盐酸而不是硝酸，因为硝酸是氧化性酸，可能把脱硫灰中的亚硫酸根氧化成硫酸根，影响称定结果的准确度。也不用硫酸，因为测的就是硫酸根，所以选择盐酸。形成硫酸钡沉淀后的酸性条件也选择了盐酸，避免不必要的溶液配制和误差引入。

2.3 硫酸根快速测定仪准确度验证

以硫酸铜（CuSO4·5H2O）为标准物质，配制浓度为20.0 g·L-1的标液。浓度为20.0 g·L-1硫酸铜（CuSO4·5H2O）溶液的配制：已知硫酸铜（CuSO4·5H2O）的分子量为249.68；SO42-的分子量为96.06，配制100 mL浓度为20.0 g·L-1硫酸铜（CuSO4·5H2O）溶液所需硫酸铜的质量为：2×（249.68/96.06）=5.20 g，准确称取5.20 g硫酸铜，定溶于100 mL容量瓶混匀即可。

配制浓度为1.0 g·L-1、2.0 g·L-1、4.0 g·L-1的硫酸铜标液，以SO42-计。分别移取5.0、10.0、20.0 mL标液定容于100 mL容量瓶中待用。在确定好的试验条件下进行测定，每个标液连续测定5次取平均值。测定结果见表1。

从实验结果可以看出，离心沉淀法准确度高，满足测定要求。

2.4 SO42-最低检测限的测定

配制浓度为0.1 g·L-1、0.2 g·L-1、0.4 g·L-1的硫酸铜标液，以SO42-计。分别移取0.5、1.0、2.0 mL母液定容于100 mL容量瓶中待用。在确定好的试验条件下进行测定，每个标液连续测定5次取测定结果见表2。

从上述结果中可以看出，离心沉淀法测定SO42-最低检测限为0.2 g·L-1。

2.5 方法的精密度和回收试验

回收率试验采用的是在脱硫灰中追加一定量石膏标样，通过计算得出理论值，然后通过仪器测定出实际值，进而计算出该方法的回收率。

测定数据见表3。

2.6 样品分析

按实验方法对辽化热电厂的6批脱硫灰样品进行测定。每个样品重复测定5次，结果见表4。

本工作建立了离心沉淀法测定脱硫灰中石膏含量的方法，该方法操作简单、快速、结果准确，填补了脱硫灰中石膏含量测定的空白。

参考文献

[1] 武文江.石灰石-石膏湿法：烟气脱硫技术[M].4版.北京：水利水电出版社，2006：21-22.

[2] GB1892-2007 食品添加剂 硫酸钙[S].

[3] 刘珍.化验员读本[M].4版.北京：化学工业出版社，2004：94-99.

[4] 吕天宝.工业脱硫及综合利用技术[M].北京：国防工业出版社，2011：50-52.endprint